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GLI ORMONI E L’APPARATO ENDOCRINO

Per trasmettere informazioni agli organi, l'organismo, oltre che del sistema nervoso, si serve di speciali sostanze chimiche, gli ormoni, prodotte da particolari ghiandole dette endocrine.

A differenza del sistema nervoso, dove le informazioni sono trasmesse molto rapidamente, l'apparato endocrino agisce lentamente. Gli ormoni che si diffondono nel sangue necessitano di 5-10 secondi per scatenare il primo effetto. Normalmente, agiscono nell'arco di 30 minuti fino a tre ore, mentre alcuni, come l'ormone della crescita, da effetti che sono visibili solo dopo alcuni mesi.

Gli ormoni

Vengono definiti ormoni tutti i messaggeri chimici che provocano una reazione specifica. Ad ogni ormone corrisponde un recettore specifico sulle cellule bersaglio, a cui si lega l'ormone, in grado di riconoscerlo anche a bassissime concentrazioni.
Ogni cellula può possedere, per un determinato ormone, un solo tipo di recettore, ma diversi tessuti possono avere diversi recettori per lo stesso ormone. Ciò può causare la circostanza che lo stesso ormone possa avere effetti diversi su diversi organi. Ad esempio, l'adrenalina aumenta l'irrorazione sanguigna dei muscoli scheletrici (attraverso i recettori b ), ma riduce l'afflusso di sangue in corrispondenza del tratto gastrointestinale (recettori a ).

Gli ormoni, in genere, raggiungono i recettori attraverso il torrente sanguigno, ma possono raggiungerli anche tramite i fluidi interstiziali (ormoni paracrini) o agendo direttamente sulle cellule che li producono (ormoni autocrini).

Dal punto di vista chimico gli ormoni si dividono i 4 categorie:

  • Amine ( o catecolamine) Es.: adrenalina, noradrenalina, dopamina
  • Ormoni peptidici 
    catene proteiche di 8 - 100 aminoacidi
    Es.: CCH, secretina; VIP; gli ormoni dell'ipotalamo e dell'ipofisi 
  • Ormoni steroidi Es. cortisolo, aldosterone, ormoni sessuali
  • Acido arachidonico Es prostaglandine, tromboxani

 Come agiscono

Tre sono i meccanismi fondamentali:

  1. Meccanismo mediato da cAMP (Animazione)
    L'ormone non supera la membrana cellulare, ma si lega ad un recettore esterno, sulla superficie della membrana stessa. Il recettore, dopo essersi legato all'ormone, trasmette il segnale ad una proteina G adiacente la quale attiva l'enzima adenilciclasi che scinde l'ATP in  cAMP (adenosiltrifosfato) che funziona come "secondo messaggero" all'interno della celluna. L'enzima Proteinchinasi A porta alla fosforilazione della proteina bersaglio. Le proteine fosforilate modificano il loro funzionamento dando luogo al processo che l'ormone, "messaggero chimico", voleva attivare.
  2. Meccanismo mediato da IP3/DAG (Animazione)
    Anche in questo caso l'ormone si lega ad un recettore all'esterno della membrana cellulare, accoppiato con una proteina G che attiva un processo enzimatico. In questo caso si tratta dell'enzima fosfolipasi C che può scindere i fosfolipidi che compongono la membrana cellulare nei suoi componenti idrosolubili (IP3) e liposolubili (DAG) che divengono secondi messaggeri dell'ormone. L'IP3 mobilizza calcio del reticolo endoplasmatico, mentre il DAG, analogalmente al cAMP, attiva enzimi che fosforilano le proteine.
  3. Aumento della biosintesi proteica (Animazione)
    I due meccanismi descritti attivano delle proteine, modificando l'attività delle cellule, ma non hanno effetti sulla crescita cellulare o sulla sintesi o demolizione di proteine in essa contenute.
    Gli ormoni sterodei penetrano nella membrana cellulare e si legano a un recettore presente nel citoplasma e, insieme a questo, penetrano nel nucleo della cellula. Qui possono provocare la sintesi di nuovo mRNA.

L'apparato endocrino

Le ghiandole che producono ormoni sono l'ipofisi, il pancreas, le ghiandole surrenali, la tiroide (descritte in questa sezione) e le ovaie e la placenta per le donne e i testicoli per gli uomini.

Ipofisi

L'ipofisi (ghiandola pituitaria) è un organo che ha le dimensioni di una nocciola ed un peso di 0,4 - 1 g.
È situata al di sotto dell'ipotalamo a cui è collegata con il peduncolo ipofisario.
L'ipofisi produce numerosi ormoni che a loro volta regolano l'attività di altre ghiandole endocrine, esercitando una funzione di controllo sul sistema ormonale. Per tale funzione è stata anche definita ghiandola "maestra".

Ipofisi

L'ipotalamo ha rapporto con il sistema limbico che è responsabile delle emozioni. Questo spiega lo stretto legame tra emozioni e tasso ormonale. Psiche e bilancio ormonale sono strettamente connessi: ad esempio, periodi di stress possono aumentare il livello della corteccia surrenale bloccando il ciclo mestruale.

L'ipofisi è formata da due parti: il lobo anteriore ed il lobo posteriore. Il lobo anteriore accoglie una varietà di cellule secernenti ormoni ed è perciò una vera e propria ghiandola endocrina, mentre il lobo posteriore riceve assoni di cellule nervose secernenti ormoni che si trovano nell'ipotalamo.

Il lobo anteriore produce:

  • L'ormone della crescita (GH) che regola la crescita, tramite la sintesi di sostanze a livello epatico, accelerando il ciclo cellulare della maggior parte dei tessuti e il consumo di proteine e carboidrati.Una carenza di ormone della crescita si manifesta con statura piccola, ma proporzionata; un eccesso, talvolta procurato da un tumore ipofisario, determina una crescita eccessiva di tutte le parti del corpo e deformità.
  • La prolattina che stimola le mammelle a produrre latte.
  • Quattro ormoni che a loro volta stimolano altre quattro ghiandole endocrine: ACTH, che stimola le ghiandole surenaliFSH, che favorisce la maturazione delle cellule germinali nell'ovaio e nel testicoloLH, che aumenta la produzione di testosteroneTSH, che aumenta la produzione di ormoni tiroidei e la proliferazione di cellule tiroidee, facendo aumentare le dimensioni dell'organo.

Gli ormoni rilasciati dall'ipotalamo si distinguono in "releasing hormones" (RH ) o liberine e "Inhibiting hormones" (IH ) o statine, rispettivamente se favoriscono o inibiscono la secrezione di determinati ormoni ipofisari.

Ormoni rilasciati dall'ipotalamo:

  • CRH, che favorisce la liberazione di ACTH (che a sua volta stimola le ghiandole surrenali)
  • GH-RH, che stimola la produzione di ormone della crescita
  • GH-IH, che riduce la secrezione di ormone della crescita
  • Gn-RH  che stimola la produzione di altri ormoni, regolando la funzione sessuale
  • M-RH , che stimola la produzione di melanotropina aumentando la pigmentazione cutanea
  • P-RH , che favorisce la liberazione di prolattina
  • P-IH , antagonista del PRH
  • T-RH , che stimola la secrezione di FSH nel lobo anteriore dell'ipofisi

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Pancreas

Il pancreas è una ghiandola lunga e sottile. Ha due funzioni principali: secerne grandi quantità di enzimi che intervengono in maniera determinante nella digestione dei carboidrati, dei grassi e delle proteine e secerne gli ormoni insulina, il suo antagonista glucagone, e la somatostatina, che svolgono l'importante funzione di regolare il livello di glucosio nel sangue e regolano il metabolismo dei carboidrati.
Il glucosio, contenuto in numerosi alimenti, è la fonte principale di energia per tutte le cellule dell'organismo. L'insulina agisce per abbassare il livello di glucosio nel sangue, stimolando le cellule ad assorbirlo ed il fegato ad assorbire e ad immagazzinare il resto, mentre il glucagone stimola il fegato a liberare glucosio.

La carenza o l'assenza totale di liberazione di insulina da parte del pancreas provoca un disturbo chiamato "diabete mellito".

Ghiandole surrenali

Le due ghiandole surrenali sono situate al di sopra del polo superiore dei reni. Sono al di fuori della capsula renale, ma ancora all'interno del tessuto adiposo protettivo della loggia renale e perciò seguono ogni movimento del rene, pur essendo degli organi completamente autonomi.Sono formati da due parti: la midollare e la corticale.

 
Ghiandole surrenali

La corteccia surrenale produce tre gruppi di ormoni steroidei: l'aldosterone , che che controlla la concentrazione nell'organismo di diverse sostanze chimiche tra cui il sodio e il potassio, un gruppo di ormoni, tra cui l'idrocortisone , che regola il metabolismo dei carboidrati e un terzo gruppo costituito dagli ormoni maschili androgeni e dagli ormoni femminili estrogeni e progesterone.
Da notare che sia maschi che femmine producono ormoni sia maschili che femminili, ma gli androgeni prevalgono nell'uomo e gli estrogeni nella donna.

Tiroide

La tiroide è una ghiandola situata nella regione anteriore del collo, davanti e lateralmente alla laringe ed ai primi anelli della trachea. E' formata da due lobi, destro e sinistro, riuniti da una parte trasversale, detta istmo . Con una certa frequenza, dal 30 al 50 %, è possibile apprezzare un sottile prolungamento che si origina dall'istmo tiroideo, il lobo piramidale di Morgagni , residuo del dotto tireoglosso (dotto che nel feto congiunge la tiroide alla lingua). E' bene ricordarlo, in quanto eventuali residui del dotto possono dare origine a cisti o fistole mediane del collo.
Sebbene alla nascita il peso medio della tiroide sia di circa 2 grammi, nell'adulto raggiunge il peso di circa 20 grammi, ma può subire notevoli variazioni da un individuo all'altro.
Nel suo complesso la forma della ghiandola ricorda quella di una farfalla. Ciò è bene evidente nell'immagine ecografica della tiroide.

La tiroide è circondata da una capsula che, mediante una guaina (peritiroidea ), è fissata alla laringe, alla trachea ed ai fasci nervosi e vascolari del collo. Tra la guaina peritiroidea e la capsula fibrosa propria della tiroide esiste uno spazio in cui decorrono i vasi: questo spazio viene chiamato spazio pericoloso per la facilità con cui si verificano emorragie durante gli interventi chirurgici. Anteriormente e lateralmente la tiroide è ricoperta dai muscoli (muscoli sottoioidei e muscoli sternocleidomastoidei). Posteriormente ai lobi laterali si trova il fascio nerveovascolare del collo, in cui si trovano l'arteria carotide comune, la vena giugulare interna, il nervo vago
La tiroide è in rapporto anatomico di vicinanza, tra l'altro, con due importanti strutture: i nervi ricorrenti e le paratiroidi. I nervi ricorrenti (o laringei inferiori) innervano la maggior parte dei muscoli della laringe. Le paratiroidi, generalmente presenti in numero di quattro, due superiori e due inferiori, sono piccoli organi endocrini che secernono il Paratormone, un ormone che insieme alla calcitonina prodotta dalla tiroide, regola il metabolismo del calcio e del fosforo.
La posizione delle paratiroidi non è costante e le loro piccole dimensioni, dell'ordine dei millimetri, rende impossibile in condizioni normali l'identificazione mediante l'ecografia.
Si può perciò intuire quanto sia delicato un intervento della tiroide, in quanto la lesione di queste piccole strutture può comportare danni a livello delle corde vocali quando si provoca una lesione dei nervi ricorrenti, mentre si hanno alterazioni del controllo del metabolismo del calcio se vengono rimosse tutte le ghiandole paratiroidee. In quest'ultimo caso è necessario intervenire con una terapia farmacologica.
La ghiandola tiroidea è costituita da piccole cavità (follicoli) contenenti gli ormoni tiroidei. Questi vengono sintetizzati dalle cellule che circondano i follicoli, quindi riversati nella cavità e accumulati sotto forma di una grossa molecola chiamata tireoglobulina. Successivamente gli ormoni tiroidei vengono secreti nel sangue che li trasporterà in tutto l'organismo dove potranno esplicare le loro funzioni. La tireoglobulina, contenente gli ormoni, rimane immagazzinata nei follicoli per vari mesi. La quantità accumulata è in grado di rispondere al normale fabbisogno dell'organismo per tutto questo periodo. Questo è il motivo per cui anche in totale cessazione della sintesi ormonale, la carenza viene apprezzata dopo diversi mesi.

La tiroide ha la funzione di secernere ormoni. Il 90 % della secrezione ormonale è costituito dalla tiroxina (ormone indicato con la sigla T4), il 10 % dalla triiodotironina (ormone indicato con la sigla T3). In generale i valori normali di tiroxina nel sangue variano da 5 a 12 microgrammi su decilitro di sangue, mentre i valori di triiodiotironina variano da 80 a 180 nanogrammi su decilitro di sangue. I valori possono sensibilmente differire a seconda del laboratorio in cui viene eseguita la ricerca e dall'ordine di misura considerato. Entrambi gli ormoni sono importanti in eguale misura, infatti una parte considerevole della tiroxina viene trasformata in triiodotironina nei tessuti periferici. Per produrre normali quantità di ormoni è necessario assumere con la dieta circa 1 milligrammo di iodio alla settimana. Per prevenire la possibile carenza di iodio, il sale da cucina viene spesso arricchito con ioduro di sodio.
Gli ormoni tiroidei all'interno del circolo ematico vengono legati a proteine che li trasportano nei tessuti e liberati all'interno di questi. È la forma libera che è biologicamente attiva, perciò quando gli ormoni vengono dosati nel sangue si usa dosare la frazione libera, indicata con FT3 e FT4.
Gli ormoni tiroidei hanno nell'organismo due effetti principali:

  1. aumento del metabolismo nella sua totalità
  2. stimolazione della crescita nel bambino

Gli ormoni tiroidei aumentano sia il metabolismo basale dell'individuo che l'attività metabolica di tutti i tessuti. Per metabolismo basale si intende l'entità della spesa energetica di un soggetto in condizioni di riposo, in stato di veglia. Ad esempio, in un soggetto con aumento degli ormoni tiroidei si avrà un consumo energetico aumentato. 
Per attività metabolica dei tessuti si intende un aumento della velocità di utilizzazione delle sostanze energetiche.
Inoltre, gli ormoni tiroidei aumentano la risposta dei tessuti alle catecolamine (dopamina, adrenalina, noradrenalina). In generale si può dire che queste sostanze permettono all'organismo di reagire agli stress aumentando la quantità di sangue pompata dal nostro cuore e, quindi, il flusso di sangue che arriva ai nostri tessuti, e stimolando il metabolismo cellulare (si pensi ad esempio alla reazione che si ha di fronte ad un pericolo).L'influenza della tiroide a livello cellulare di tutto l'organismo spiega il motivo per cui la produzione di un'adeguata quantità di ormoni tiroidei è indispensabile al normale accrescimento corporeo, allo sviluppo e maturazione dei vari apparati, in particolare per l'apparato scheletrico e riproduttivo.
Per mantenere il metabolismo ad un livello normale deve essere continuamente secreta esattamente la giusta quantità di ormoni tiroidei, infatti piccole variazioni possono avere ripercussioni notevoli sull'organismo.
La sintesi e la secrezione degli ormoni tiroidei è controllata da ghiandole sopradescritte: ipotalamo e ipofisi.

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