Il sistema endocrino coordina l’attività degli organi di un organismo adattandole al variare delle condizioni interne ed esterne. Per far questo si avvale dell’azione di messaggeri chimici definiti ormoni, dal greco όρμάω – “mettere in movimento”, molecole capaci di trasmettere segnali tra cellule diverse.
Cos’è il sistema endocrino?
Gli ormoni sono generalmente prodotti da cellule specializzate o da ghiandole. Nonostante queste ghiandole non si trovino fisicamente associate le une alle altre, il loro insieme costituisce il sistema endocrino. Possiamo definire questo gruppo disomogeneo come un sistema grazie al fatto che le funzioni delle diverse ghiandole che lo compongono sono interdipendenti grazie al coordinamento da parte del sistema nervoso. Più precisamente, l’ipotalamo, una regione del cervello, e l’iposifi, una ghiandola endocrina situata nel cranio, collaborano per regolare la secrezione ormonale.
Questa preziosa collaborazione con il sistema nervoso fa sì che il sistema endocrino possa regolare i processi fisiologici dell’organismo quali:
- il metabolismo
- la crescita
- la riproduzione
- l’umore
- il mantenimento dei corretti livelli ormonali
Cos’è una ghiandola?
Le ghiandole sono organi secretori costituiti da una porzione epiteliale (l’unità funzionale) e da una porzione connettivale (con funzione trofica).
Possiamo distinguere:
- Ghiandole esocrine: quando rilasciano il loro secreto all’esterno del corpo o in cavità collegate con l’esterno, come le ghiandole sudoripare, lacrimali, sebacee e salivari;
- Ghiandole endocrine: quando rilasciano l’ormone nel sangue o nello spazio intercellulare.
Quando diverse ghiandole segnalano le une alle altre in maniera sequenziale costituiscono un asse.
Principali ghiandole endocrine
Le principali ghiandole endocrine sono (vedi immagine di copertina):
- L’ipofisi: la principale ghiandola del sistema endocrino la quale regola l’attività delle altre ghiandole.
- La ghiandola pineale: si trova nel sistema nervoso centrale e produce melatonina, l’ormone che controlla il ritmo circadiano.
- Il pancreas: localizzato nell’addome, agisce da ghiandola esocrina ed endocrina. Nel primo caso produce il succo pancreatico che rilascia nel duodeno. Nel secondo caso produce insulina e glucagone, che rilascia nel circolo sanguigno e che i regolano i livelli di glucosio.
- Le gonadi: ovaie nelle donne e testicoli negli uomini. Le gonadi sono deputate alla produzione dei gameti e degli ormoni gonadici. Le ovaie producono estrogeni e progesterone, i testicoli producono testosterone.
- La tiroide: situata nella parte anteriore del collo. Gli ormoni tiroidei triiodotironina (T3) e tiroxina (T4), aumentano il metabolismo cellulare mentre la calcitonina è coinvolta nel metabolismo del calcio.
- Le ghiandole paratiroidi: si trovano nella regione posteriore della tiroide. Esse producono l’ormone paratiroideo (o paratormone) il quale è un antagonista della calcitonina.
- Le ghiandole surrenali: sono localizzate al di sopra dei reni. Esse producono una grande varietà di ormoni in risposta allo stress e in grado di controllare moltissime funzioni fisiologiche. Essi per esempio alterano il metabolismo, la pressione sanguigna, l’apporto di ossigeno e l’equilibrio elettrolitico.
Classificazione degli ormoni
È possibile classificare gli ormoni in diverse categorie sulla base della loro modalità di azione o della loro struttura chimica.
Modalità di azione degli ormoni
In base alla loro modalità di azione è possibile distinguere tra:
- Ormoni endocrini: secreti nella circolazione sanguigna per andare ad agire sulle cellule bersaglio;
- Ormoni paracrini: secreti nello spazio extracellulare per agire su cellule bersaglio situate a piccola distanza dalla cellula secernente;
- Ormoni autocrini: agiscono sulla stessa cellula che li ha prodotti. Una cellula può produrre un ormone che agisce contemporaneamente in maniera autocrina e paracrina o endocrina;
- Ormoni neuroendocrini: prodotti da specifici neuroni che li rilasciano nella circolazione sanguigna.
Le concentrazioni plasmatiche giornaliere degli ormoni fluttuano in risposta a diversi stimoli pur rimanendo all’interno di intervalli estremamente precisi. Questa fine modulazione dei livelli ormonali nel plasma avviene principalmente tramite meccanismi di feedback negativo.
Struttura chimica degli ormoni
Sulla base della loro struttura è possibile distinguere tre principali classi ormonali.
Ormoni peptidici
La maggior parte degli ormoni rientra in questa classe. Essi sono proteine (> 100 amminoacidi) e polipeptidi (<100 amminoacidi) da 3 fino a 200 amminoacidi.
Questi ormoni sono prodotti nel reticolo endoplasmatico rugoso delle cellule endocrine.
Vengono sintetizzati prima sotto forma di preprormoni, precursori più grandi e inattivi, che vengono tagliati in preormoni, trasferiti poi all’apparato di Golgi. Qui vengono immagazzinati in vescicole secretorie dove degli enzimi tagliano i preormoni in ormoni biologicamente attivi. Queste vescicole possono rimanere immagazzinate nel citoplasma della cellula finché essa non riceve il segnale che comporta la secrezione dell’ormone per esocitosi.
Gli ormoni peptidici sono idrosolubili, quindi entrano facilmente nel sistema circolatorio, dal quale poi raggiungono i loro target. Esempi di ormoni peptidici sono gli ormoni pancreatici, gli ormoni ipofisari e la maggior parte degli ormoni ipotalamici.
Ormoni steroidei
Questi sono ormoni di natura lipidica, prodotti a partire dal colesterolo. La cellula li immagazzina raramente, però essa ha accesso a grandi quantità di colesterolo che utilizza per la loro produzione in seguito ad uno stimolo. Essendo di natura lipofilica, gli ormoni steroidei possono diffondere attraverso la membrana plasmatica nel liquido interstiziale, da dove poi raggiungono il sangue. Qui, per poter circolare, vengono legati da proteine carrier che permettono loro di raggiungere i loro target.
I principali ormoni steroidei sono: i glucocorticoidi e i mineralcorticoidi prodotti dalla corticale del surrene e gli ormoni gonadici.
Ormoni derivati da amminoacidi
Questi ormoni derivano dalla modificazione di amminoacidi e possono essere paragonati ad alcuni neurotrasmettitori, come le catecolamine. Essi vengono sintetizzati nel citoplasma tramite l’azione di specifici enzimi e immagazzinati dalle cellule. Sono idrosolubili e nella circolazione sanguigna legano per la maggior parte proteine plasmatiche che ne comportano un lento rilascio ai tessuti target. Le due principali classi di ormoni che derivano da un amminoacido, la tirosina, sono gli ormoni tiroidei e gli ormoni della midollare del surrene.
Recettori ormonali
Gli ormoni endocrini legano specifici recettori per poter svolgere la loro azione che sarà differente sulla base del tessuto target.
I recettori si distinguono sulla base della loro localizzazione in:
- Recettori di membrana: principalmente recettori per ormoni peptidici e derivati dagli amminoacidi che si trovano sulla membrana plasmatica;
- Recettori nel citoplasma cellulare: i recettori principali per gli ormoni steroidei. Questi ultimi diffondono attraverso la membrana plasmatica direttamente nel citoplasma delle loro cellule bersaglio dove legano questi recettori;
- Recettori nel nucleo cellulare: questi recettori, tipicamente per gli ormoni tiroidei, si trovano all’interno del nucleo in diretto contatto con il DNA. Ciò permette loro una regolazione diretta dei livelli di espressione genica.
Regolazione della responsività dei tessuti target
Il legame degli ormoni ai loro recettori oltre a determinarne l’attivazione, ne controlla anche i livelli di espressione. Diversi meccanismi permettono un fine adattamento delle cellule riceventi il segnale ormonale ai cambiamenti di concentrazione degli ormoni stessi:
- l’inattivazione dei recettori,
- l’inattivazione di proteine implicate nella trasduzione del segnale,
- il sequestro dei recettori all’interno della cellula,
- la distruzione dei recettori tramite azione lisosomiale,
- la diminuzione dell’espressione e quindi produzione dei recettori.
Ognuna di queste opzioni comporta una diminuzione della responsività del target all’ormone ma esistono pure dei casi in cui si assiste ad un aumento della sensibilità all’ormone.
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Clearing degli ormoni
Una volta rilasciati nella circolazione sanguigna, gli ormoni vengono rimossi dal plasma in diversi modi e non solo legandosi al loro target. Ormoni peptidici e catecolamine, i quali circolano liberamente nel sangue, vengono degradati più velocemente rispetto agli ormoni steroidei i quali si trovano associati a proteine plasmatiche.
Gli ormoni possono essere:
- metabolizzati dai tessuti
- filtrati dal fegato
- filtrati dai reni nelle urine
- degradati da enzimi presenti nel sangue
Referenze
- Fisiologia. Molecole, cellule e sistemi, a cura di Egidio D’Angelo e Antonio Peres – Edi ermes
- Textbook of Medical Physiology, thirteenth edition, Guyton and Hall – Elsevier
