Biologia per il liceo/Il sistema endocrino

IL SISTEMA ENDOCRINO

È formato dall'insieme di tutte le ghiandole endocrine presenti all'interno dell'organismo umano. È uno dei principali sistemi regolatori del corpo umano ed è responsabile della produzione, il rilascio e il controllo di molecole-segnale dette ormoni. Esso lavora in stretta collaborazione con il sistema nervoso per regolare varie funzioni del corpo, tra cui la crescita, l'immunità, il metabolismo energetico, la riproduzione, l'equilibrio idrico-salino e la temperatura corporea. Mentre il sistema nervoso invia segnali elettrici rapidi attraverso i nervi, il sistema endocrino risponde più lentamente ma regola le funzioni del corpo in modo più duraturo e a lungo termine.

Le ghiandole di cui è composto, nonostante non abbiano una connessione geografica diretta, costituiscono una struttura unitaria grazie alla presenza dell'asse ipotalamo-ipofisario, che garantisce l'equilibrio di tutto il sistema. Le principali sono l'ipofisi, l'ipotalamo, la tiroide e le paratiroidi, il pancreas endocrino, le ghiandole surrenali, l'epifisi, il timo e le gonadi (maschili e femminili).

L'IPOTALAMO

È una ghiandola collegata con varie parti del cervello, tra cui il talamo, l'epitalamo, il mesencefalo e il bulbo, e riceve impulsi sensoriali e fibre nervose efferenti.

Le funzioni principali dell'ipotalamo includono il controllo del sistema nervoso autonomo, che regola la motilità viscerale, i riflessi, il ciclo sonno-veglia, il bilancio idrosalino, la temperatura corporea, l'appetito e le emozioni.

Attraverso il sistema ipotalamo-ipofisario, l'ipotalamo regola l'ipofisi anteriore rilasciando fattori di rilascio o inibizione che influenzano la produzione di ormoni ipofisari, che a loro volta agiscono su vari organi bersaglio.

L'ipotalamo modula anche il sistema nervoso parasimpatico, influenzando la frequenza cardiaca, la salivazione, la sudorazione e la pressione arteriosa in risposta a diversi stimoli.

Infine ella termoregolazione, l'ipotalamo regola la temperatura corporea attivando o inibendo meccanismi di raffreddamento o riscaldamento del corpo, in base alla temperatura rilevata.

L’IPOFISI

L'ipofisi, situata nell'encefalo umano

È una ghiandola endocrina formata da due parti ben distinte tra loro: la neuroipofisi (parte posteriore) e l'adenoipofisi (parte anteriore).

1.LA NEUROIPOFISI

Non è una ghiandola vera e propria, poichè ha la funzione di rilasciare due ormoni che non produce lei stessa, ma vengono secreti dall’ipotalamo. Essi sono l’ormone antidiuretico (ADH) e l’ossitocina. Dal momento che sono prodotti da cellule nervose, l’ADH e l’ossitocina sono considerati dei neurormoni.

L’ormone antidiuretico è l’ormone che aumenta l’assorbimento di acqua.

L’ossitocina, invece, stimola la muscolatura dell’utero e serve anche per la produzione di latte e per la contrazione delle ghiandole mammarie.

2.L'ADENOIPOFISI

È una ghiandola endocrina che secerne 9 diversi tipi di ormoni peptidici o proteici, suddivisi in 4 tropine (la tireotropina (TSH), l’ormone adrenocorticotropo e le due gonadotropine, ossia l’ormone luteinizzante e l’ormone follicolo-stimolante) e 5 ormoni con funzioni più specifiche:

1. l'ormone della crescita, detto anche somatotropo (STH), è un ormone di natura peptidica che stimola la crescita corporea generale e incrementa l’assimilazione di amminoacidi da parte delle cellule di tutto l'organismo;
2. la prolattina (PRL), è un ormone polipeptidico tipicamente femminile fondamentale per la produzione e la secrezione di latte e che, durante il periodo della pubertà, partecipa insieme agli estrogeni (gli ormoni steoridei femminili) allo sviluppo del seno e, più in particolare, alla crescita delle ghiandole mammarie preparandole all'allattamento. La secrezione di prolattina presenta dei picchi soprattutto durante il sonno. Questo ormone non è presente solo nelle donne, ma esiste in piccole quantità anche negli uomini. Se invece i livelli di prolattina in un maschio sono abbastanza elevati, siccome l'ormone va a inibire la sintesi del fattore di rilascio delle gonadotropine (prodotto dalle cellule ipotalamiche), questi influiscono negativamente sui livelli di testosterone e quindi sul desiderio sessuale e possono essere causa di ginecomastia (sviluppo delle mammelle nell'uomo).
3. le endorfine e le encefaline, due neurotrasmettitori per la sensazione dolorifica;
4. l’ormone melanocito-stimolante, che riguarda la pigmentazione della cute.

LE GONADI

Sono gli organi sessuali primari dell'apparato riproduttore umano. Sono costituite da diverse tipologie di cellule:

1.le cellule germinative che danno origine ai gameti, ossia le cellule sessuali necessarie alla riproduzione (spermatozoi e ovociti);

2.le cellule stromali che producono gli ormoni sessuali (androgeni, testosterone, estrogeni, progesterone), fondamentali per lo sviluppo dei caratteri sessuali primari e secondari umani. La loro produzione viene controllata da altre due importanti ghiandole, ossia l’ipotalamo e l’ipofisi.

IL PANCREAS

Dove si trova e da cosa è formato il pancreas

È formato da cellule pancreatiche, le quali si trovano nelle Isole di Langerhans. Le Isole di Langerhans sono aggregati di cellule che agiscono indipendentemente l’una dall’altra.

Nel pancreas sono presenti 3 tipi di cellule:

• le cellule beta (β), che secernono l’insulina.
• le cellule alfa (α), che secernono il glucagone.
• le cellule delta (δ), che secernono la somatostatina.

Insulina, glucagone e somatostatina sono 3 ormoni. L’insulina e il glucagone, inoltre, sono ormoni antagonisti, ovvero cellule che stimolano reazioni opposte dell’organismo.

L’insulina abbassa i livelli glicemici nel sangue e assorbe il glucosio (che poi deposita nel fegato sotto forma di glicogeno). Da ricordare il fatto che se manca questo ormone o il recettore della cellula-bersaglio, si può avere il diabete, una malattia cronica caratterizzata dalla presenza di elevati livelli di glucosio nel sangue.

Il glucagone, un ormone polipeptidico, ha il compito opposto dell’insulina. Di conseguenza, scindendo il glicogeno in glucosio, alza i livelli glicemici di sangue.

La somatostatina, infine, è un ormone rilasciato in risposta a rapidi aumenti di glucosio nel sangue, e agisce inibendo la secrezione sia di insulina che di glucagone.

LA TIROIDE

La sua struttura funzionale di base è costituita da follicoli tiroidei, piccole sfere che contengono la colloide. Nelle pareti dei follicoli sono presenti due tipi di cellule:

1. i tireociti producono l'ormone tiroideo, composto da tiroxina e triiodotironina.
2. le cellule C secernono la calcitonina.

La produzione degli ormoni tiroidei inizia con l'assorbimento dello iodio dal sangue, da parte delle cellule follicolari della tiroide. Lo iodio viene trasportato attivamente all'interno dei follicoli tiroidei, dove si combina con la glicoproteina tireoglobulina.

Quando l'organismo necessita dell'ormone tiroideo i tireociti inglobano la tireoglobulina e la frammentano in tiroxina (T4) e triiodotironina (T3). T4 è costituito da due molecole di tirosina e quattro atomi di iodio, mentre T3 è formato due molecole di tirosina e tre atomi di iodio. Questi ormoni entrano poi nel flusso sanguigno per esercitare i loro effetti metabolici sul corpo.

L'attività della tiroide è controllata da ipotalamo e ipofisi: l'ipotalamo produce il fattore di rilascio della tireotropina (TRH) che stimola l'ipofisi a produrre l'ormone tireotropina (TSH) questo induce la tiroide a produrre l'ormone tiroideo.

I meccanismi di regolazione dei livelli ematici di calcio sono regolati da:

1. la calcitonina prodotta dalla tiroide, riduce la calcemia: inibisce l'attività degli osteoclasti, incrementa il deposito nel tessuto osseo e diminuisce l'assorbimento di calcio a livello gastroenterico.
2. il paratormone prodotto dalle cellule paratiroidi (monitorano la calcemia attraverso chemiorecettori), aumenta la calcemia: attiva il rimodellamento osseo, stimola il rene a riassorbire il calcio e ne aumenta l'assorbimento a livello intestinale.
3. la vitamina D prodotta dalla cute a partire dal colesterolo per effetto della radiazione ultravioletta. Nel fegato viene trasformata in calcidiolo che nei reni passa alla sua forma attiva, il calcitriolo. Questo aumenta l'assorbimento di calcio nell'intestino, riduce l'eliminazione di calcio nei reni, aumenta la mobilizzazione del calcio nella matrice ossea e esercita un feedback negativo che riduce la produzione di PTH.

LE GHIANDOLE SURRENALI

La struttura si può dividere in due zone distinte:

Internamente la regione midollare sotto il controllo del sistema nervoso, produce gli ormoni adrenalina e noradrenalina. Entrambi sono ormoni a struttura amminica che derivano dall'amminoacido tirosina e riconoscono il medesimo recettore adrenergico, che può essere α-adrenergico o β-adrenergico. L'adrenalina legandosi alle cellule cardiache e endoteliali è in grado di aumentare la frequenza cardiaca e la contrattilità del miocardio, agendo invece sulle cellule del fegato stimola la lisi del glicogeno mentre su quelle del tessuto adiposo induce la demolizione dei depositi di lipidi.

Esternamente la regione corticale, lei cui cellule utilizzano il colesterolo come molecola di partenza per produrre tre classi di ormoni steroidei:

1. i glucocorticoidi influenzano la glicemia e intervengono nel metabolismo di proteine, lipidi e carboidrati. Il più importante è il cortisolo che in risposta allo stress stimola le cellule a ridurre il consumo di glucosio e ad utilizzare come fonti di energia lipidi e proteine, inoltre è in grado di limitare temporaneamente le reazione del sistema immunitario. Il rilascio del cortisolo è controllato dall'ormone adrenocorticotropo (ACTH) prodotto dall'adenoipofisi, la cui secrezione è stimolata dal fattore di rilascio della corticotropina (CRH) prodotto dall'ipotalamo. Se l'effetto del cortisolo non è inibito a tempo debito possono presentarsi disturbi e patologie anche molto gravi.
2. i mineralcorticoidi regolano l'equilibrio idro-elettrico dei liquidi extracellulari. Il principale è l'aldosterone che stimola il rene a riassorbire il sodio ed eliminare il potassio.
3. gli ormoni sessuali sono coinvolti nello sviluppo sessuale e nei processi anabolici.