IL
SISTEMA
ENDOCRINO
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I messaggeri chimici
I messaggeri chimici coordinano le diverse funzioni
dell’organismo
– Gli animali regolano le proprie attività per mezzo di
messaggeri chimici.
– Un ormone è una molecola segnale che viene secreta nel
sistema circolatorio (di solito nel sangue) e trasmette
messaggi di regolazione al corpo.
– Le molecole viaggiano nel sangue fino a raggiungere le
cellule bersaglio.
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Gli ormoni sono secreti dalle ghiandole endocrine
e dalle cellule neurosecretrici.
Vescicole
secretrici
Vaso
sanguigno
Vaso
sanguigno
Cellula
bersaglio
Cellula
neurosecretrice
Cellula
bersaglio
Cellula
endocrina
Molecole
ormonali
Figura 21.1A, B
Molecole
ormonali
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– Alcune sono solo ghiandole endocrine, poiché
hanno come unica e principale funzione quella di
secernere ormoni nel sangue.
– Diverse altre ghiandole, invece, hanno funzioni sia
endocrine, sia esocrine, cioè secernono sia
sostanze che riversano all’esterno del corpo, sia
sostanze che riversano in cavità comunicanti con
l’esterno.
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– L’insieme delle cellule che secernono gli
ormoni costituisce il sistema endocrino, il
principale sistema di regolazione chimica
dell’organismo.
– Il sistema endocrino spesso collabora con
l’altro principale sistema di coordinazione
del corpo, il sistema nervoso.
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Il sistema endocrino umano
• Una visione d’insieme sul sistema endocrino
dei vertebrati
• Il sistema endocrino dei vertebrati comprende più
di una dozzina di ghiandole che secernono più di
50 ormoni.
Ipotalamo
Ghiandola pineale
Ipofisi
Tiroide
Paratiroidi
Timo
Ghiandole
surrenali
Pancreas
Ovaia
(nella
femmina)
Testicolo
(nel maschio)
Figura 21.3
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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.
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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,
dà effetti che sono visibili solo dopo alcuni mesi.
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– Molti ormoni hanno un’ampia gamma di
cellule bersaglio.
– Altri ormoni, invece, esercitano la loro
azione solo su pochi tipi di cellule
bersaglio.
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Ricordiamo alcune ghiandole che
producono ormoni: l'ipofisi, il pancreas,
le ghiandole surrenali, la tiroide e le
ovaie e la placenta per le donne e i
testicoli per gli uomini.
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• L’ipotalamo è strettamente connesso all’ipofisi
e collega tra loro i sistemi nervoso ed endocrino
•L’ipotalamo è il principale centro di controllo del
sistema endocrino e utilizza l’ipofisi per comunicare
con altre ghiandole.
Encefalo
Ipotalamo
Neuroipofisi
Adenoipofisi
Tessuto osseo
Figura 21.4A
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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".
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– L’ipotalamo controlla il lobo anteriore dell’ipofisi
(adenoipofisi) secernendo due tipi di ormoni nei
brevi vasi sanguigni che collegano i due organi:
• gli ormoni di rilascio stimolano la
secrezione di ormoni da parte
dell’adenoipofisi;
• gli ormoni di inibizione la bloccano.
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Ipotalamo
Le cellule neurosecretrici
del lobo posteriore
dell’ipofisi (neuroipofisi)
sintetizzano l’ossitocina e
l’ormone antidiuretico
(ADH).
Ormone
Cellula
neurosecretrice
Neuroipofisi
Vaso sanguigno
Ossitocina
Ossitocina
Figura 21.4B
Muscolatura uterina
ghiandole mammarie
Adenoipofisi
ADH
ADH
Tubuli renali
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• Il lobo anteriore dell’ipofisi (adenoipofisi) secerne l’ormone
tireotropo (TSH), l’ormone adrenocorticotropo (ACTH),
l’ormone follicolostimolante (FSH), l’ormone
luteinizzante (LH), l’ormone della crescita (GH), la
prolattina (PRL) e le endorfine.
Cellula neurosecretrice
Vaso
sanguigno
Ormoni di rilascio
dell’ipotalamo
Cellule endocrine dell’adenoipofisi
Ormoni
TSH
Figura 21.4C
ACTH
FSH
e
LH
Somato- Prolattina
tropina
(PRL)
(GH)
Endorfine
Tiroide Corticale Testicoli L’intero Ghiandole
Recettori encefalici
surrenale e ovaie corpo mammarie
del dolore
(nei mammiferi)
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La secrezione della tiroxina da parte della tiroide è
controllata da meccanismi a feedback negativo.
Ipotalamo
Inibizione
TRH
Adenoipofisi
Inibizione
TSH
Tiroide
Figura 21.4D
Tiroxina
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Ormoni e omeostasi
• La tiroide regola lo sviluppo e il metabolismo
• La tiroide produce due ormoni amminici
molto simili tra loro, entrambi contenenti
iodio:
– la tiroxina, spesso chiamata T4 perché la sua
molecole contiene quattro atomi di iodio.
– la tiiodotironina, detta anche T3 perché contiene
tre atomi di iodio.
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La presenza nel sangue di quantità eccessive o
ridotte di degli ormoni tiroidei può determinare
gravi malattie metaboliche.
Figura 21.5A – Una forma di ipertiroidismo
18
La mancanza degli ormoni T3 e T4 provoca
l’interruzione di uno dei meccanismi a feedback
che controllano l’attività tiroidea.
Nessuna inibizione
Ipotalamo
TRH
Nessuna inibizione
Adenoipofisi
TSH
Assenza di iodio
Tiroide
Figura 21.5B
Insufficiente
produzione
di T4 e T3
La tiroide si ingrossa e forma il gozzo
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Gli ormoni prodotti dalla tiroide e dalle paratiroidi
regolano l’omeostasi del calcio
– La concentrazione ematica del calcio è regolata da due
ormoni peptidici: la calciotonina, prodotta dalla tiroide, e
l’ormone paratiroideo (PTH), sintetizzato dalle
paratiroidi.
– Questi due ormoni sono detti ormoni antagonisti perché
producono effetti opposti tra loro: la calciotonina fa
abbassare la calcemia, mentre il PTH la fa aumentare.
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Calcitonina
La ghiandola
tiroide
libera
calcitonina
Regolazione
della
concentrazione
del calcio nel
sangue
Stimola il
deposito di ioni
Ca2+ nelle ossa
Diminuiscono gli ioni Ca2+ nel sangue
Stimolo:
l’aumento
del livello
ematico
di ioni Ca2+
Omeostasi: normale livello ematico del calcio
(circa 10 mg/100ml)
Stimolo: la
diminuzione
del livello
ematico di
ioni Ca2+
Aumentano gli ioni Ca2+ nel sangue
Vitamina D
attiva
Stimola il rilascio Aumenta
l’assorbimento
di ioni Ca2+
di ioni Ca2+nei reni
dalle ossa
Figura 21.6
Riduce
l’assorbimento
di ioni Ca2+ nei reni
Aumenta
l’assorbimento
di ioni Ca2+
da parte
dell’intestino
Le ghiandole
paratiroidi rilasciano
l’ormone paratiroideo
(PTH)
Ghiandola
paratiroide
PTH
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Il pancreas è allo stesso tempo una ghiandola a secrezione esterna ed
interna e perciò si parla di pancreas esocrino ed endocrino.
Immerse nel pancreas esocrino si trovano qua e là delle isole costituite
da cellule particolari. Sono queste cellule che producono le sostanze
immesse direttamente nel sangue e costituiscono, perciò, il pancreas
endocrino. Queste isole sono chiamate isole di Langerhans.
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Le isole di Langerhans producono l’insulina, sostanza fondamentale per
l’utilizzo degli zuccheri da parte del corpo umano, ma producono anche
il glucacone, un ormone che ha, in un certo senso, effetti opposti a
quelli dell’insulina.
L’insulina riduce il glucosio ematico ed è un ormone di importanza
vitale.
La secrezione di insulina è stimolata dall’iperglicemia ed è in
antagonismo con il glucagone.
L’effetto del glucagone è quello di aumentare il livello di glucosio nel
sangue.
La secrezione di glucagone è stimolata dalla ipoglicemia.
L’ottimale utilizzo degli zuccheri da parte dell’organismo, dipende,
perciò, da un corretto bilanciamento tra le due sostanze prodotte dal
pancreas endocrino.
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– L’insulina fa sì che le cellule prelevino più
glucosio dal sangue e stimola il metabolismo
cellulare del glucosio.
– Il glucagone rende disponibili le molecole
energetiche, inducendo le cellule del fegato a
demolire il glicogeno in glucosio, che viene poi
rilasciato nel sangue.
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25
Regolazione della
Insulina
concentrazione del
glucosio nel Le cellule
beta del pancreas
sangue
sono stimolate a liberare
insulina nel sangue
Il fegato
preleva
glucosio dal sangue
e lo immagazzina
sotto forma di glicogeno
Alto livello
ematico di
glucosio
Stimolo:
il livello ematico di
glucosio aumenta
(per esempio, dopo
aver mangiato un
pasto ricco di
carboidrati)
Le cellule
del corpo
assorbono
più glucosio
Omeostasi: normale livello ematico di glucosio
(circa 90 mg/100ml)
Si ristabilisce il corretto
livello di glucosio ematico:
diminuisce lo stimolo
per la liberazione di glucagone
Il fegato
demolisce
il glicogeno e libera
glucosio nel sangue
Figura 21.7
Il livello ematico del glucosio
cala fino a un punto critico:
diminuisce lo stimolo per
la liberazione di insulina
Stimolo:
Il livello ematico
di glucosio cala
(per esempio, saltando
un pasto)
Le cellule alfa
del pancreas
sono stimolate a
liberare glucagone
nel sangue
Glucagone
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COLLEGAMENTI
Il diabete è una malattia endocrina piuttosto comune
– Il diabete mellito è una grave malattia ormonale che
colpisce circa il 5% della popolazione occidentale.
– Si manifesta
• quando non vi è sufficiente quantità di insulina nel sangue
(diabete di tipo I o insulino-dipendente);
• oppure quando le cellule non sono in grado di rispondere
all’insulina (diabete di tipo II o insulino-indipendente).
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Le gonadi secernono gli ormoni sessuali
Gli ormoni sessuali sono ormoni steroidei che
regolano la crescita e lo sviluppo dell’individuo
nonché i cicli riproduttivi e il comportamento
sessuale.
Gli estrogeni, i progestinici e gli androgeni sono
prodotti dalle gonadi e la loro sintesi è regolata
dall’ipotalamo e dal lobo anteriore dell’ipofisi.
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– Gli estrogeni regolano il funzionamento del
sistema riproduttore femminile e lo sviluppo di
determinati caratteri femminili.
– I progestinici sono coinvolti soprattutto nella
preparazione dell’utero per garantire
all’embrione condizioni di sviluppo adeguate.
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Gli androgeni stimolano lo sviluppo e il
mantenimento del sistema riproduttore maschile.
Figura 21.9
30
Da notare che sia maschi che femmine producono
ormoni sia maschili che femminili, ma gli
androgeni prevalgono nell'uomo e gli estrogeni
nella donna.
31
Le ghiandole surrenali attivano la risposta
corporea allo stress
– Le ghiandole surrenali sono composte da due
regioni: la midollare, più interna, e la corticale, più
esterna.
– La midollare surrenale produce ormoni che
assicurano una risposta rapida e immediata a
situazioni di stress.
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– Le cellule dell’ipotalamo attivate da situazioni di
stress, mandano a loro volta impulsi a cellule
nervose del midollo spinale che si estendono fino
alla midollare surrenale, la quale di conseguenza
rilascia nel sangue adrenalina e noradrenalina.
– Questi due ormoni inducono le cellule del fegato a
liberare glucosio, aumentandone così la
disponibilità per il lavoro cellulare.
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Quando una persona è impaurita, eccitata o innervosita, il suo
cervello manda messaggi attraverso un nervo alle ghiandole
surrenali, le quali immediatamente liberano adrenalina nel sangue.
L'adrenalina ha numerosi effetti che servono a far fronte a una
situazione di pericolo. Per esempio fa battere più in fretta il cuore,
rifornendo così più rapidamente di ossigeno il cervello e i muscoli:
questo fornisce ad essi più energia per "combattere o fuggire".
L'adrenalina inoltre ha anche la funzione di contrastare i sintomi
allergici, per cui le persone che rischiano uno "shock anafilattico"
a causa di punture di insetti o per gravi allergie ad alimenti portano
spesso con sé adrenalina iniettabile.
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