LICEO SCIENTIFICO STATALE “A. Meucci” di Aprilia

1. LICEO SCIENTIFICO STATALE “A. Meucci” di Aprilia Dipartimento di Scienze Prof. Neri Rolando SISTEMA ENDOCRINO Parte seconda SISTEMA ENDOCRINO

2. SISTEMA ENDOCRINO L’apparato endocrino è costituito da diverse ghiandole endocrine e da molte cellule secretrici di ormoni, localizzate in organi che hanno anche altre funzioni. SISTEMA ENDOCRINO

3. SISTEMA ENDOCRINO Vi sono due tipi di ghiandole: • le ghiandole esocrine secernono i loro prodotti all’interno di dotti escretoriche li trasportano verso una cavità corporea, nel lume di un organo oppure sulla superficie esterna del corpo; • le ghiandole endocrinesecernono i loro prodotti (detti ormoni) nel fluido interstiziale che circonda le cellule dei tessuti e che li diffonde in tutto il corpo attraverso i capillari sanguigni. SISTEMA ENDOCRINO SISTEMA ENDOCRINO 3

4. SISTEMA ENDOCRINO Gli ormoni sono messaggeri chimici, che trasmettono, a organi o a tessuti, informazioni che fanno modificare la loro attività Gli ormoni appartengono chimicamente a tre gruppi: derivati degli amminoacidi; peptidi e proteine; steroidi • Pur diversi tra loro, per struttura chimica e per l’effetto determinato, tutti gli ormoni hanno alcune caratteristiche comuni: • agiscono quasi sempre a distanza, quasi mai sull’organo che li produce; • agiscono in quantità assai piccole; • molti ormoni sono organo-specifici, agiscono cioè solo su un determinato organo, anche se alcuni influenzano più tessuti dell’organismo; • sono più o meno gli stessi in un vasto gruppo di organismi. SISTEMA ENDOCRINO

5. IL LAVORO DEGLI ORMONI Gli ormoni sono liberati nel sangue, tuttavia solo determinate cellule bersagliodi un certo organo o di un certo tessuto rispondono all’azione di uno specifico ormone. Le cellule bersaglio hanno infatti uno specifico recettore, cioè una struttura chimica cui l’ormone si lega selettivamente per svolgere la sua azione. Il recettore è come una serratura, ove l’ormone si inserisce come una chiavedi accensione, riconosciuta per la forma chimica, che avvia una serie di trasformazioni che porteranno all’effetto determinato. Non è quindi l’ormone in se a produrre un dato cambiamento nell’attività cellulare, ma esso si limita, come un interruttore, ad avviare un processo che quella data cellula è comunque in grado di svolgere. SISTEMA ENDOCRINO 5

6. IL LAVORO DEGLI ORMONI Gli ormoni liposolubili comprendono gli ormoni steroidei, gli ormoni tiroidei e l’ossido di azoto. Gli ormoni idrosolubili sono amminoacidi modificati. La risposta a un ormone dipende sia dalla sua natura chimica sia dalla sua cellula bersaglio Gli ormoni steroidei, piccoli ed idrofobi, attraversano facilmente la membrana ed hanno pertanto i recettori nel citoplasma cellulare Gli altri, troppo grossi e idrofili per attraversare liberamente il doppio strato fosfolipidico, hanno i recettori sulla membrana della cellula bersaglio SISTEMA ENDOCRINO

7. IL LAVORO DEGLI ORMONI Gli ormoni liposolubili si legano al loro recettore all’interno delle cellule bersaglio. SISTEMA ENDOCRINO

8. IL LAVORO DEGLI ORMONI Gli ormoni idrosolubilisi legano ai recettori presenti sulla membrana plasmatica delle cellule bersaglio. SISTEMA ENDOCRINO SISTEMA ENDOCRINO 8

9. IL LAVORO DEGLI ORMONI • La secrezione ormonale è regolata da • segnali provenienti dal sistema nervoso; • modificazioni chimiche nel sangue; • altri ormoni. La maggior parte dei sistemi che regolano la secrezione ormonale agisce per feedback negativo, ma alcuni possono operare secondo un meccanismo di feedback positivo. SISTEMA ENDOCRINO SISTEMA ENDOCRINO SISTEMA ENDOCRINO 9 9

10. LA GHIANDOLA PINEALE La ghiandolapineale, detta anche epifisi, è una piccola struttura endocrina posta nella parte posteriore del tetto del terzo ventricolo del cervello sulla linea mediana. Secerne la melatonina, che contribuisce alla regolazione dell’orologio biologico (ad es., regola il ciclo giorno/notte, ritarda la maturazione sessuale). SISTEMA ENDOCRINO SISTEMA ENDOCRINO SISTEMA ENDOCRINO SISTEMA ENDOCRINO 10 10 10

11. Ipotalamo Struttura nervosa posta alla base del cervello, proprio sopra l’ipofisi, di cui controlla l’attività, esercitando il collegamento tra sistema endocrino e nervoso. Nel sistema nervoso centrale l’ipotalamo controlla anche temperatura corporea ed assunzione di cibo ed acqua, attraverso i meccanismi della fame e della sete. E’ in contatto con centri superiori del cervello, che controllano suo tramite l’attività dell’ipofisi e dell’intero sistema endocrino. continua SISTEMA ENDOCRINO

12. Ipotalamo L’ipotalamo è direttamente collegato al lobo posteriore dell’ipofisi da fibre nervose. Agisce sul lobo anteriore con ormoni, detti fattori di rilascio, che arrivano alle cellule bersaglio attraverso pochi millimetri di capillari, stimolandone o inibendone le secrezioni ormonali SISTEMA ENDOCRINO

13. Ipofisi • L’ipofisi ha le dimensioni di una piccola bacca, si trova nel cranio alla base del cervello ed è divisa in due lobi: • lobo anteriore o adenoipofisi; • lobo posteriore o neuroipofisi. • I due lobi sono entrambi adagiati nella fossa ipofisaria e attraverso l’infundibulo sono connessi all’ipotalamo. continua SISTEMA ENDOCRINO

14. L’IPOTALAMO E L’IPOFISI continua SISTEMA ENDOCRINO SISTEMA ENDOCRINO 14

15. IpoFISI (o ghiandola pituitaria) L’adenoipofisi, formata da tessuto epiteliale,sintetizza e secerne ormoni che regolano un ampio spettro di attività fisiologiche, dalla crescita alla riproduzione. Tale secrezione è, a sua volta, stimolata da ormoni di rilascio e soppressa da ormoni inibitori. Gli ormoni dell’adenoipofisi che agiscono su altre ghiandole endocrine vengono definiti ormonitropicio tropine. Essi sono: • l’ormone della crescita(GH), che promuove la sintesi e la secrezione di fattori di crescita insulino-simili(IGFs) o somatomedine. Una carenza di questo ormone blocca la crescita, causando una forma di nanismo, mentre una sua eccessiva produzione determina un accrescimento smodato (gigantismo) • l’ ormonetireotropo(TSH), che stimola la sintesi e la secrezione degli ormoni tiroidei; continua SISTEMA ENDOCRINO

16. IpoFISI (o ghiandola pituitaria) • l’ ormonefollicolo stimolante (FSH), che nelle femmine stimola l’attività dei follicoli ovarici, la secrezione di estrogeni e l’ovulazione, mentre nei maschi promuove la spermatogenesi • l’ ormoneluteinizzante (LH), che nelle femmine stimola l’ovulazione e la formazione del corpo luteo, mentre nei maschi promuove la secrezione di testosterone ed il rilascio degli spermatozoi • laprolattina(PRL), che avvia e mantiene la produzione di latte delle ghiandole mammarie; • l’ ormoneadenocorticotropo(ACTH), che controlla produzione e secrezione degli ormoni glicocorticoidi; • l’ ormone melanociti-stimolante (MSH). continua SISTEMA ENDOCRINO

17. IpoFISI (o ghiandola pituitaria) Attraverso gli ormoni tropici l’ipofisi quindi coordina buona parte delle funzioni ormonali dell’organismo Ormoni secreti dall’ipofisi anteriore continua SISTEMA ENDOCRINO

18. IpoFISI (o ghiandola pituitaria) Il lobo posteriore (neuroipofisi) , formato da tessuto nervoso, accumula e libera due ormoni prodotti dall’ipotalamo L’ormone antidiureticoADH (detto anche vasopressina), interviene nell’equilibrio idrico, riducendo il volume dell’urina prodotta ed aumentandone la concentrazione L’ossitocina, stimola le contrazioni dell’utero al momento del parto. Come già detto, quest’ormone è regolato da un meccanismo a feed back positivo. Favorisce anche la secrezione del latte, ed è sostanzialmente coinvolto nella riproduzione dall’inizio alla fine, nel senso che favorisce il rapporto sessuale. Ad es., nella nostra specie il livello di ossitocina nel sangue aumenta durante il rapporto sessuale. SISTEMA ENDOCRINO

19. Tiroide La tiroide è una ghiandola a forma di farfalla situata sotto la laringe. È composta da sacchetti sferici detti follicoli tiroidei. Le cellule follicolari producono due ormoni tiroidei: la tiroxina (T4) e la triiodiotironina (T3). • Gli ormoni tiroidei regolano • l’aumento del consumo di ossigeno e il tasso metabolico basale; • il metabolismo cellulare; • la crescita e lo sviluppo. continua SISTEMA ENDOCRINO

20. Tiroide Tiroxina, chimicamente simile alla tirosina, contiene iodio, e stimola tutti i processi metabolici, accelerando la respirazione cellulare. L’individuo ipertiroideo, tende ad essere magro, nervoso ed attivo; viceversa l’ipotiroideo tende ad essere grasso, abulico ed apatico La produzione di tiroxina è controllata da un complesso sistema a feed back negativo, che coinvolge ipotalamo e adenoipofisi continua SISTEMA ENDOCRINO SISTEMA ENDOCRINO 20

21. Tiroide Nei casi di carenza alimentare di iodio la tiroide non può produrre adeguatamente tiroxina Attraverso il meccanismo a feed back negativo essa continua però ad essere stimolata, col risultato di ingrossarsi e sporgere in avanti a formare il gozzo Il deficit di tiroxina può comportare inoltre sviluppo mentale ritardato. Esso può tuttavia essere combattuto introducendo una piccola quantità di iodio nel sale da cucina. continua SISTEMA ENDOCRINO SISTEMA ENDOCRINO SISTEMA ENDOCRINO 21 21

22. Tiroide La calcitonina, prodotta dalle cellule parafollicolari tiroidee, contribuisce a regolare la presenza di calcio nel sangue (calcemia), inibendo la liberazione di questo minerale dalle ossa (ovvero inibendo l’azione degli osteoclasti), quando la sua concentrazione ematica aumenta Anche la secrezione di CT è controllata da un sistema a feedback negativo. SISTEMA ENDOCRINO

23. Paratiroidi Le ghiandole paratiroidi sono quattro massarelle tondeggianti di tessuto ghiandolare parzialmente incastonate sulla superficie posteriore della ghiandola tiroide. continua SISTEMA ENDOCRINO

24. Paratiroidi • Nelle paratiroidi vi sono cellule secretici, dette cellule principali, che rilasciano l’ormoneparatiroideo (PTH), che aumenta la concentrazione ematica del calcio, favorendone il rilascio da parte delle ossa ed il riassorbimento da parte dei reni • Più precisamente il PTH • regola i livelli di CA2+ Mg2+ e PO43- nel sangue; • determina cambiamenti nei reni; • promuove la formazione di calcitriolo. In definitiva, l’equilibrio fisiologico del Ca è controllato da calcitonina e paratormone, ormoni antagonisti Il Ca è coinvolto in numerosi processi, tra cui la contrazione muscolare. Una perdita eccessiva da parte delle ossa ne aumenta la fragilità, conducendo all’osteoporosi continua SISTEMA ENDOCRINO

25. Regolazione della concentrazione del calcio nel sangue 0 Calcitonina La tiroide libera calcitonina Stimola il deposito di ioni Ca2+ nelle ossa Riduce l’assorbimento di ioni Ca2+ nei reni Stimolo: l’aumento del livello ematico di ioni Ca2+ Diminuiscono gli ioni Ca2+ nel sangue Stimolo: la diminuzione del livello ematico di ioni Ca2+ Omeostasi: normale livello ematico del calcio (circa 10 mg/100ml) Aumentano gli ioni Ca2+ nel sangue Vitamina D attiva Le ghiandole paratiroidi rilasciano paratormone Ghiandola paratiroide Aumenta l’assorbimento di ioni Ca2+ nell’intestino Aumenta l’assorbimento di ioni Ca2+nei reni Stimola il rilascio di ioni Ca2+ dalle ossa paratormone SISTEMA ENDOCRINO

26. 0 PANCREAS Il pancreas è un organo allungato situato nell’ansa del duodeno. Svolge funzioni esocrine ed endocrine. continua SISTEMA ENDOCRINO

27. Le isole pancreatiche Le regioni di tessuto endocrino vengono denominate isole di Langherhans, e secernono due ormoni antagonisti che regolano la concentrazione ematica del glucosio (glicemia) Le cellule beta producono insulina, che abbassa la glicemia, favorendo l’assorbimento del glucosio nel fegato e nei muscolo (ove è convertito in glicogeno) e nel tessuto adiposo (ove è convertito in grassi) Le cellule alfa producono glucagone, che ha effetti opposti all’insulina; fa infatti aumentare la glicemia, favorendo la conversione in glucosio del glicogeno e dei grassi. La glicemia è uno dei parametri omeostatici fondamentali, cui sono legati gli scambi di glucosio e di liquidi tra sangue e tessuti, e, come abbiamo visto, bassi livelli di glucosio nel sangue stimolano la secrezione di glucagone mentre alti livelli di glucosio ematico stimolano la secrezione di insulina. SISTEMA ENDOCRINO SISTEMA ENDOCRINO 27

28. Diabete mellito:importante malattia metabolica legata a valori anomali della glicemia Diabete di tipo I o insulinodipendente: patologia legata alla produzione insufficiente o nulla di insulina. Generalmente si manifesta in giovane età, è legata a cause autoimmuni e provoca la necessità di iniettare insulina prima dei pasti. Diabete di tipo II o non insulinodipendente: patologia legata alla risposta insufficiente o nulla delle cellule all’insulina. Generalmente si manifesta in età avanzata, è spesso legata a cause alimentari, si cura con dieta e farmaci, ma senza la necessità di iniettare insulina. In ambo i casi di diabete mellito, l'organismo si comporta come se fosse privo di glucosio, mentre invece la glicemia è elevata e costringe i reni ad espellere glucosio nelle urine (glicosuria) Se non curato il diabete, oltre a comportare rischi diretti (coma diabetico) alla lunga predispone a malattie cardiovascolari e renali ed alle infezioni continua SISTEMA ENDOCRINO

29. Regolazione della concentrazione del glucosio nel sangue 0 Le cellule del corpo assorbono più glucosio Insulina Il pancreas è stimolato a liberare insulina nel sangue La glicemia cala fino a un punto critico: diminuisce lo stimolo per la liberazione di insulina Il fegato preleva dal sangue glucosio e lo immagazzina in forma di glicogeno Stimolo: il livello ematico di glucosio aumenta Omeostasi: normale livello ematico di glucosio (circa 90 mg/100ml) Stimolo: Il livello ematico di glucosio cala Si ristabilisce il corretto livello di glucosio ematico: diminuisce lo stimolo per la liberazione di glucagone Il pancreas è stimolato a liberare glucagone nel sangue Il fegato demolisce il glicogeno e libera glucosio nel sangue Glucagone SISTEMA ENDOCRINO

30. Le ghiandole surrenali Ognuna delle due ghiandolesurrenali si trova sul polo superiore di ciascun rene. • Ciascuna è composta da due parti: • la corticalesurrenale, più esterna; • la midollaresurrenale, più interna. SISTEMA ENDOCRINO SISTEMA ENDOCRINO SISTEMA ENDOCRINO 30 30 continua

31. Le corticale surrenale • La corticale surrenale è costituita da tre zone. Ciascuna sintetizza e secerne vari ormoni steroidei: • la zona esterna rilascia i mineralcorticoidi; • la zona intermedia rilascia i glicocorticoidi; • la zona interna rilascia gli androgeni. • Il principale mineralcorticoide è l’aldosterone che regola l’omeostasi degli ioni Na+ e K+. • Il cortisolo è il principale glicocorticoide che • degrada le proteine; • libera glucosio; • degrada i trigliceridi; • ha effetti antiinfiammatori; • deprime la risposta immunitaria. SISTEMA ENDOCRINO SISTEMA ENDOCRINO SISTEMA ENDOCRINO SISTEMA ENDOCRINO 31 31 31 continua

32. Le corticale surrenale Cortisolo: assieme ad altri ormoni simili, tra cui il cortisone, favorisce la produzione di glucosio, a partire dalle proteine e dai grassi, e ne riduce l’utilizzo da parte delle cellule, tranne quelle di cuore e cervello; favorisce così l’attività di questi due organi a spese di altre parti del corpo. Il cortisolo viene secreto in quantità durante i periodi di stress prolungato (competizioni sportive, situazioni nuove, preparazione di esami ecc.), e collabora con adrenalina e sistema nervoso simpatico nell’aiutare l’organismo a superare queste fasi di difficoltà. In grandi quantità il cortisolo, e gli altri ormoni ad esso associati, agiscono sul sistema immunitario, riducendo talune sue risposte troppo amplificate, come le allergie o gravi processi infiammatori. SISTEMA ENDOCRINO SISTEMA ENDOCRINO SISTEMA ENDOCRINO SISTEMA ENDOCRINO SISTEMA ENDOCRINO continua 32 32 32 32

33. Midolla surrenale Parte centrale della surrenale, formata da cellule postgangliari simpatiche del sistema nervoso autonomo; attivata dal sistema nervoso simpatico, rafforza l’azione di questo quando l’organismo si trova in condizioni di stress che necessitano rapide risposte del tipo “combattimento o fuga” Secerne adrenalina e noradrenalina che, tramite meccanismi diversi, aumentano le risorse di cuore, cervello e muscoli scheletrici, gli organi più importanti per fuggire o combattere. Aumentano la pressione sanguigna, rafforzando le contrazioni cardiache e costringendo i capillari della pelle e degli organi interni (vasocostrizione); inoltre aumentano la glicemia, favorendo la scissione del glicogeno nel fegato e nei muscoli e dei grassi nel tessuto adiposo. SISTEMA ENDOCRINO

34. Stress Midollare surrenale Ghiandola surrenale Impulsi nervosi Ipotalamo Corticale surrenale Ormone di rilascio Rene Cellula nervosa Adenoipofisi Midollo spinale (sezione trasversale) Vaso sanguigno Cellula nervosa ACTH Midollare surrenale Corticale surrenale ACTH Adrenalina e noradrenalina Aldosterone Cortisolo Risposta a breve termine allo stress Risposta a lungo termine allo stress 1. Demolizione del glicogeno; aumento del glucosio ematico 2. Aumento della pressione sanguigna 3. Aumento del ritmo respiratorio 4. Aumento del tasso metabolico 5. Modificazioni del flusso sanguigno, con conseguente aumento dello stato di attenzione e diminuzione dell’attività digestiva e renale Aldosterone 1. Ritenzione di ioni sodio e di acqua a livello renale 2. Aumento del volume del sangue e della pressione sanguigna Cortisolo 1. Demolizione di proteine e grassi e loro trasformazione in glucosio con aumento conseguente della glicemia 2. Possibile depressione del sistema immunitario 0 Controllo delle risposte allo stress da parte degli ormoni surrenalici SISTEMA ENDOCRINO

35. Le gonadi sono organi specializzati per la riproduzione (generano i gameti). Secernono inoltre ormoni steroidei, che controllano la maturazione sessuale, favoriscono la produzione dei gameti e, nella donna, provocano i cambiamenti fisiologici connessi col ciclo mestruale e la gravidanza. Testicoli Secernono testosterone, ormone attivo sia sulla spermatogenesi, che sullo sviluppo ed il mantenimento dei caratteri sessuali secondari del maschio. Ovaie Secernono progesterone e estrogeni, che regolano le fasi del ciclo mestruale, favoriscono i cambiamenti del corpo associati alla gravidanza e controllano la maturazione sessuale nella donna. SISTEMA ENDOCRINO

36. SISTEMA ENDOCRINO