Sistema endocrino
Che cos'è il sistema endocrino?
Il sistema endocrino è formato da ghiandole e da cellule che producono e secernono direttamente nel sangue gli ormoni, messaggeri chimici di diversa natura che, legandosi a recettori specifici presenti su cellule bersaglio, anche lontane, stabiliscono le correlazioni chimiche che influenzano diversi parametri: l'accrescimento, il ricambio, lo sviluppo sessuale, la digestione, ecc.
Le ghiandole endocrine principali, nelle quali la produzione di ormoni rappresenta la funzione primaria, se non l'unica, sono: l'ipotalamo, l'ipofisi, l'epifisi, la tiroide, le paratiroidi, le ghiandole surrenali, il pancreas endocrino, le gonadi (testicoli e ovari).
Le ghiandole endocrine secondarie, nelle quali la produzione di ormoni è secondaria alla funzione svolta, sono: la cute, il cuore, i reni, il fegato, il tratto gastrointestinale (stomaco e intestino), il timo.
Da cosa è formato il sistema endocrino?
Il sistema endocrino è formato da ghiandole, tessuti e cellule, che producono gli ormoni, messaggeri molecolari di diversa natura chimica (aminoacidica, proteica, aminica, lipidica), in grado di agire, anche a concentrazioni bassissime, su determinate cellule bersaglio, anche distanti, purché provviste di recettori specifici (reazione specifica ormone-recettore), regolandone le funzioni.
Le ghiandole endocrine, a differenza delle ghiandole esocrine, sono ghiandole senza condotto che versano il loro prodotto di secrezione, gli ormoni, direttamente nel sangue, attraverso il quale raggiungono gli organi bersaglio, anche a distanza: interazione endocrina ormone-recettore.
Quando gli ormoni agiscono su cellule bersaglio vicine, raggiunte attraverso il liquido interstiziale, si parla di interazione paracrina ormone-recettore.
Quando, invece, gli ormoni agiscono direttamente sulle cellule che li producono, sempre provviste di recettori specifici, si parla di interazione autocrina ormone-recettore.
Sistema endocrino. Nella figura sono indicate le principali ghiandole endocrine, ghiandole a secrezione interna che, sprovviste di condotto escretore, riversano il loro prodotto, gli ormoni, direttamente nel circolo sanguigno, attraverso il quale raggiungono gli organi bersaglio, provvisti di recettori specifici, che rispondono ai messaggeri chimici, talvolta con il tramite di un secondo messaggero, attivando o disattivando una determinata funzione.
L'ipotalamo e l'ipofisi
L'ipotalamo è una lamina imbutiforme, parte del diencefalo, che chiude in basso il ventricolo medio e si continua con il peduncolo ipofisario.
La sostanza grigia è formata da cellule bipolari, i neurociti, raggruppati a formare i nuclei: nucleo sopraottico e nucleo paraventricolare (primo gruppo); nuclei tuberali, nucleo ventro-mediale, nucleo dorso-mediale e nucleo posteriore (secondo gruppo); nucleo tubero mammillare, nucleo pallido infundibolare e nucleo interfornicato (terzo gruppo).
I nuclei della sostanza grigia ipotalamica regolano il metabolismo idrico, glucidico, lipidico, protidico, la termoregolazione, la regolazione del sonno (ritmo nicturale), le funzioni sessuali, il meccanismo della fame e della sete.
L'ipofisi o corpo pituitario è situata sulla faccia inferiore dell'encefalo, al quale è sospesa attraverso il peduncolo ipofisario, poggiata sulla sella turcica dello sfenoide.
È costituita da due parti, diverse per origine embrionale, struttura e funzione, contenute in una capsula comune: adenoipofisi o lobo anteriore e neuroipofisi o lobo posteriore.
L'adenoipofisi o lobo anteriore dell'ipofisi presenta tre parti: distale, intermedia e tuberale.
Il parenchima della parte distale dell'adenoipofisi è trabecolare, con trabecole epiteliali, fatte di glandulociti, cellule distinte anatomicamente e fisiologicamente: glandulociti cromofili acidofili A, glandulociti cromofili basofili B, glandulociti cromofobi o agranulati C.
Il parenchima della parte intermedia, poco sviluppata e a contatto con la neuroipofisi, è costituito da cellule a mosaico: i glandulociti granulati cromofili e i glandulociti agranulati cromofobi.
Il parenchima della parte tuberale, lamina sottile anteriore e laterale al peduncolo ipofisario e al processo infundibolare, ha una struttura a cordoni o ammassi di cellule: i glandulociti indifferenziati, i glandulociti cromfili basofili B e i glandulociti cromofobi C.
La neuroipofisi o lobo posteriore dell'ipofisi è connessa al diencefalo, con il peduncolo ipofisario che si continua con l'infundibulum. È costituita da un intreccio di fibre e cellule: fibre gliali, fibre amieliniche connesse con i nuclei diencefalici (fascio ipotalamo-ipofisario), cellule gliali, cellule fusiformi con numerosi granuli citoplasmatici (pituitociti).
In particolare, i corpi cellulari delle fibre nervose sono localizzati nell'ipotalamo (nucleo sopraottico e nucleo paraventricolare).
Ipotalamo e ipofisi. Relazioni anatomiche e funzionali. Ipotalamo e neuroipofisi: l'ossitocina e la vasopressina, ormoni peptidici prodotti da alcune cellule nervose dell'ipotalamo, arrivano, attraverso le terminazioni nervose, alla neuroipofisi (estensione ipotalamica), di qui vengono secreti nel sangue per raggiungere l'organo bersaglio. Ipotalamo e adenoipofisi: i fattori di rilascio, ormoni peptidici prodotti da altre cellule nervose dell'ipotalamo, arrivano, attraverso connessioni vasali, all'ipofisi, regolandone la secrezione ormonale.
L'ipofisi contrae stretti rapporti con l'ipotalamo: l'adenoipofisi, attraverso connessioni vasali ipotalamo-ipofisari in cui scorrono i fattori ormonali ipotalamici, attivatori o inibitori, che regolano l'attività adenoipofisaria, che, a sua volta regola l'attività di altre ghiandole endocrine; la neuroipofisi, attraverso connessioni vasali ipotalamo-ipofisari e attraverso connessioni nervose (fibre dei nuclei sopraottico e paraventricolare), che portano gli ormoni ipotalamici, la vasopressina e l'ossitocina, nella neuroipofisi, da dove vengono versati in circolo per raggiungere l'organo bersaglio.
L'ipotalamo inoltre, attraverso fibre motrici pregangliari effettua un controllo diretto sulla midollare del surrene nella secrezione di adrenalina e noradrenalina.
L'ipotalamo produce ossitocina, vasopressina (o ADH o ormone antidiuretico) e fattori ormonali di rilascio, attivatori RH (liberine) o inibitori IH (inibine).
L'ossitocina e la vasopressina (ADH ormone antidiuretico) sono ormoni peptidici prodotti, rispettivamente, nei corpi cellulari dei nuclei paraventricolare e sopraottico, che, attraverso connessioni nervose ipotalamo-ipofisarie, arrivano nei pituitociti della neuroipofisi, da dove vengono versati nel circolo sanguigno (neurosecrezione) per raggiungere gli organi bersaglio.
L'ossitocina stimola: nella donna, la contrazione delle cellule mioepiteliali dei dotti della ghiandola mammaria per l'eiezione del latte e la contrazione ritmica della muscolatura liscia dell'utero durante il parto; nell'uomo, la contrazione della muscolatura liscia del dotto deferente e della prostata.
La vasopressina stimola il riassorbimento dell'acqua a livello dei reni.
I fattori ormonali ipotalamici, attivatori (liberine) o inibitori (inibine), sono peptidi prodotti da piccole cellule ipotalamiche, che, attraverso connessioni vasali ipotalamo-ipofisarie, regolano la secrezione di ormoni da parte dell'adenoipofisi.
Il fattore ipotalamico GH-RH stimola la produzione dell'ormone della crescita o somatotropina GH o STH, che agisce sulla crescita di ossa, muscoli e tessuti corporei in generale. L'antagonista del GH-RH è il fattore GH-IH.
Il fattore ipotalamico TSH-RH stimola la produzione dell'ormone tireotropo o tireotropina THS o TTH, che stimola la tiroide a produrre gli ormoni tiroidei, implicati nella crescita e nel metabolismo.
Il fattore ipotalamico P-RH stimola la produzione di prolattina PRL che stimola lo sviluppo mammario e la lattogenesi. L'antagonista del P-RH è il fattore P-IH.
Il fattore ipotalamico Gn-RH stimola la produzione delle gonadotropine, l'ormone follicolostimolante FSH e l'ormone luteinizzante LH per lo sviluppo delle cellule germinali e la produzione degli ormoni sessuali (estrogeni, progesterone, testosterone) nelle gonadi maschili e femminili.
Il fattore ipotalamico CRH stimola la produzione dell'ormone adrenocorticotropo o adrenocorticotropina ACTH che stimola la produzione di steroidi corticosurrenali.
Il fattore ipotalamico M-RH stimola la produzione di melanotropina, che stimola la pigmentazione cutanea nei melanociti.
Fibre motrici pregangliari ipotalamiche arrivano direttamente alla midollare del surrene, stimolata nella produzione di adrenalina e noradrenalina.
Azione degli ormoni adenoipofisari. In figura, gli organi bersaglio raggiunti da specifici ormoni secreti dall'adenoipofisi, stimolata da specifici fattori ormonali ipotalamici.
Epifisi o corpo pineale
L'epifisi o corpo pineale è un piccolo organo ghiandolare, situato profondamente nell'encefalo, a forma di cono appiattito supero-inferiormente, con la base anteriore e l'apice posteriore.
Il parenchima epifisario è rappresentato da cellule fornite di numerosi prolungamenti, i pinealociti.
L'epifisi sintetizza l'ormone melatonina (a partire dalla serotonina), che regola il ritmo circadiano sonno-veglia. Come antagonista degli ormoni gonadotropi ipofisari, influenza la maturità sessuale.
Tiroide
La tiroide è un organo ghiandolare, voluminoso, impari, mediano e simmetrico. Occupa la faccia anteriore del collo (regione sottoioidea), anteriormente e ai lati dei condotti laringotracheale ed esofageo.
Ha la forma di una "H" a concavità posteriore, con una parte centrale, l'istmo, e due parti laterali, i lobi, destro e sinistro.
Il parenchima tiroideo presenta una struttura vescicolare, è fatto cioè di vescicole chiuse, i follicoli tiroidei, che rappresentano le unità morfo-funzionali tiroidee, di grandezza variabile in relazione allo stato funzionale.
Tiroide Conformazione esterna (lobo destro, lobo sinistro e istmo) e collocazione anatomica.
La tiroide sintetizza tre ormoni: due amine iodate bicicliche, la triiodiotironina (T3, con tre atomi di iodio) e la tetraiodiotironina (T4, con quattro atomi di iodio), e un polipeptide, la tirocalcitonina.
La tetraiodiotironina (T4), forma inattiva, e la triiodiotironina (T3), forma attiva, influenzano l'accrescimento corporeo e il metabolismo: azione morfogenetica e trofica; azione metabolica sul ricambio generale e quindi sul metabolismo basale; azione sul sistema nervoso centrale, sul sistema vegetativo e sulla psiche; azione sul sangue (eosinofilia), azione sul cuore e la circolazione sanguigna; azione regolatrice, diretta o indiretta (stimolando l'adenoipofisi), sulla funzione delle gonadi, azione di resistenza a infezioni e intossicazioni.
La tirocalcitonina o calcitonina influenza il metabolismo del calcio: antagonista del paratormone, inibisce il riassorbimento di ioni calcio dai reni e la mobilitazione degli ioni calcio dalle ossa.
La tiroide è stimolata dall'adenoipofisi, attraverso il rilascio di TSH, a sua volta stimolata dall'ipotalamo, attraverso il rilascio di TRH, con un meccanismo a feedback negativo, attivato cioè dalla diminuzione di concentrazione di T4 e T3 nel sangue.
Paratiroide
Le paratiroidi in numero di quattro, due superiori e due inferiori, sono organi ghiandolari posti nella faccia posteriore dei lobi della tiroide.
Le paratiroidi superiori sono ovoidali, le paratiroidi inferiori sono appiattite. Il parenchima paratiroideo presenta una struttura trabecolare, con trabecole epiteliali di diverso tipo (compatto, lobulare, reticolato). Le cellule paratiroidee o paratireociti sono polimorfiche (grandi, piccole, basofile, acidofile).
Le paratiroidi sintetizzano l'ormone paratiroideo o paratormone (PTH), che ha la funzione di regolare il ricambio del calcio, mantenendo costante la concentrazione plasmatica di calcio ionizzato: il paratormone, secreto con un meccanismo a feedback negativo, quando cioè la concentrazione plasmatica di ioni calcio si abbassa, aumenta l'assorbimento di calcio dalle ossa, l'assorbimento di calcio dall'intestino con l'aiuto della vitamina D, il riassorbimento di calcio dai reni, con associata diminuzione di riassorbimento di fosfato (azione sul ricambio del fosforo). Agisce come antagonista della calcitonina.
Ghiandole surrenali
Le ghiandole surrenali, pari e simmetriche, situate profondamente nell'addome al di sopra dei reni, ai lati dei corpi vertebrali delle vertebre T12, L1 e L2, sono: la corteccia surrenale e la midollare del surrene, diverse per origine embrionale, struttura e funzione. La midollare del surrene è inclusa nella corteccia del surrene.
Il parenchima della corteccia surrenale ha una struttura a cordoni cellulari (adenocorticociti) disposti in tre zone: la zona glomerulare, la zona fascicolata e la zona reticolare.
Il parenchima della midolla surrenale ha una struttura cordonale a duplice strato di cellule (cromaffinociti).
Ghiandola surrenale. Conformazione esterna (a sinistra): faccia anteriore, faccia posteriore, apice, base, margine mediale e margine laterale. In sezione (a sinistra): la midollare è completamente inclusa nella corticale.
La corteccia surrenale, stimolata dall'ormone adrenocorticotropo ACTH secreto dall'adenoipofisi, a sua volta stimolata dal fattore ipotalamico CRH, produce numerosi ormoni steroidi: i mineralcorticoidi (aldosterone), dalla zona glomerulare; i glucocorticoidi (cortisolo), dalla zona fascicolata; gli androgeni, dalla reticolare.
Tra questi i più importanti sono: il corticosterone, il deossicorticosterone, l'androsterone, il progesterone, il 17-ossicortexone, il cortisone, l'aldosterone.
Questi ormoni esplicano molteplici funzioni: regolazione dell'equilibrio idro-salino, con riassorbimenti di sodio e di acqua; metabolismo degli zuccheri (gluconeogenesi nel fegato, lipolisi nel tessuto adiposo); sistema immunitario (inibizione della produzione di prostaglandine, riduzione degli effetti dell'istamina; azione androgena (sul testicolo) e, in misura minore, estrogena (sull'ovaio).
La midollare del surrene, stimolata direttamente da fibre pregangliari ipotalamiche, secerne catecolamine, adrenalina e noradrenalina, che svolgono le seguenti funzioni: vaso-costrizione dei vasi sanguigni di cute e reni, con aumento della pressione sanguigna; vasodilatazione dei vasi sanguigni di cuore ed encefalo, con diminuzione della pressione sanguigna; attività tonificante sul cuore (aumento dell'attività cardiaca); dilatazione dei bronchi, con azione sulla muscolatura liscia; stimolazione del ricambio degli idrati di carbonio (glicogenolisi nel fegato e nei muscoli).
Pancreas endocrino
Il pancreas endocrino è rappresentato dalle isole pancreatiche o di Langerhans, localizzate nel parenchima pancreatico intercalare agli acini ghiandolari esocrini, sferoidali, in prevalenza nella coda e nel corpo del pancreas.
Il parenchima delle isole pancreatiche, a struttura cordonale, è costituito da quattro tipi di cellule: gli insulociti acidofili o cellule A che producono il glucagone; gli insulociti basofili o cellule B, che producono insulina; gli insulociti definiti o cellule D; gli insulociti indifferenziati o cellule C.
Il pancreas endocrino produce diversi ormoni, trai i quali: l'insulina e il glucagone.
L'insulina, ormone proteico ipoglicemizzante, regola il metabolismo dei glucidi, abbassando il livello di glucosio nel sangue, che, assorbito da fegato, tessuto muscolare, tessuto cardiaco e tessuto adiposo, viene immagazzinato sotto forma di glicogeno (glicogenosintesi).
Il glucagone, ormone proteico iperglicemizzante, regola il metabolismo del glucosio, come antagonista dell'insulina, aumentando il livello di glucosio nel sangue, che viene liberato dal fegato (glicogenolisi).
Pancreas endocrino e regolazione del glucosio ematico. Quando la concentrazione di glucosio ematico aumenta, le cellule insulari beta pancreatiche secernono insulina, che fa abbassare il livello ematico di glucosio. Appena il livello ematico di glucosio si abbassa, le cellule insulari alfa pancreatiche secernono glucagone, che fa aumentare il livello ematico di glucosio.
Gonadi maschili e femminili
Il testicolo, gonade maschile, è un organo ghiandolare pari (destro e sinistro), situato nello scroto.
Il parenchima testicolare ha una struttura a lobuli, costituiti dai tubuli seminiferi (3 o 4 per lobulo), nei quali si ha la formazione e la maturazione degli spermatozoi (spermatogenesi).
Lo stroma testicolare, che riempie gli spazi tra i tubuli seminiferi, è costituito dallo stroma propriamente detto, fatto di fibre collagene e fibre reticolari, e dai glandulociti testicolari o cellule di Leydig (ghiandola interstiziale), che secernono, sotto l'azione delle gonadotropine adenoipofisarie, gli ormoni sessuali maschili, il testosterone e l'androsterone, che regolano la maturità sessuale e lo sviluppo dei caratteri sessuali secondari alla pubertà.
L'ovaio, gonade femminile, è un organo pari, situato nella pelvi, costituito, nella zona corticale, da follicoli ovarici nei vari stadi di sviluppo, nei quali ci sono gli ovociti nei vari stadi di sviluppo (ovogenesi: formazione degli ovuli maturi o uova) e i folliculociti della teca interna dei follicoli e dei corpi lutei, che, sotto l'azione delle gonadotropine adenoipofisarie, secernono gli ormoni sessuali femminili, estrogeni e progesterone, che regolano la maturità sessuale, la comparsa dei caratteri sessuali femminili, il ciclo ovarico e il ciclo uterino.
Riassumendo
- Il sistema endocrino è formato da ghiandole, tessuti e cellule, che producono sostanze di diversa natura chimica, gli ormoni, che, attraverso il circolo sanguigno, raggiungono organi bersaglio, anche lontani, provvisti di specifici recettori, ai quali si legano, come messaggeri chimici, regolandone le funzioni.
- Le ghiandole endocrine si distinguono in principali (ipotalamo, ipofisi, epifisi, tiroide, paratiroidi, ghiandole surrenali, pancreas endocrino, gonadi maschili e femminili) e secondarie (cute, cuore, reni, fegato, tratto gastrointestinale). Nelle principali, la produzione di ormoni rappresenta la funzione primaria, se non l'unica, nelle secondarie la produzione di ormoni è secondaria alla funzione svolta.
- L'ipotalamo produce ossitocina, vasopressina e fattori ormonali di rilascio. La vasopressina e l'ossitocina, attraverso connessioni nervose (fibre dei nuclei sopraottico e paraventricolare), arrivano alla neuroipofisi, da dove vengono versati in circolo per raggiungere gli organi bersaglio. I fattori ormonali ipotalamici, attivatori o inibitori, attraverso connessioni vasali ipotalamo-ipofisari, regolano l'attività adenoipofisaria, che, a sua volta regola l'attività di altre ghiandole endocrine e organi, attraverso la produzione e la secrezione di diversi ormoni: somatotropina, tireotropina, prolattina, ormone follicolostimolante, ormone luteinizzante, adrenocorticotropina, melanotropina. L'ipotalamo, attraverso fibre motrici pregangliari, effettua, inoltre, un controllo diretto sulla midollare del surrene, nella secrezione di adrenalina e noradrenalina.
- L'epifisi sintetizza l'ormone melatonina, che regola il ritmo circadiano sonno-veglia e la maturità sessuale (come antagonista delle gonadotropine).
- La tiroide sintetizza tre ormoni: la triiodiotironina e la tetraiodiotironina, che regolano l'accrescimento corporeo e il metabolismo, e la calcitonina, che regola il metabolismo del calcio.
- Le paratiroidi sintetizzano il paratormone che ha la funzione di regolare il ricambio del calcio e del fosfato, agendo come antagonista della calcitonina.
- La ghiandola surrenale produce: nella corteccia surrenale, numerosi ormoni (mineralcorticoidi, glucocorticoidi, androgeni), che svolgono diverse funzioni, come, ad esempio, la regolazione dell'equilibrio idro-salino e il metabolismo degli zuccheri; nella midollare del surrene, catecolamine (adrenalina e noradrenalina), che regolano la pressione sanguigna.
- Il pancreas endocrino produce diversi ormoni, trai i quali: l'insulina e il glucagone, che regolano, come antagonisti, il metabolismo dei glucidi.
- Le gonadi maschili e femminili producono gli ormoni sessuali, che regolano la maturità sessuale e la comparsa dei caratteri sessuali secondari.
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