Apparato endocrino

L’apparato endocrino comprende tutte le ghiandole del corpo e gli ormoni prodotti da quelle ghiandole. Le ghiandole sono controllate direttamente dalla stimolazione del sistema nervoso, nonché dai recettori chimici nel sangue e dagli ormoni prodotti dalle altre ghiandole. Regolando le funzioni degli organi nel corpo, queste ghiandole aiutano a mantenere l’omeostasi del corpo. Il metabolismo cellulare, la riproduzione, lo sviluppo sessuale, l’omeostasi dello zucchero e dei minerali, la frequenza cardiaca e la digestione sono tra i molti processi regolati dalle azioni degli ormoni.

apparato endocrino

Anatomia del’apparato endocrino

Ipotalamo

L’ ipotalamo è una parte del cervello localizzata superiore e anteriore al tronco encefalico e inferiore al talamo . Serve molte funzioni diverse nell apparato nervoso ed è anche responsabile del controllo diretto dell’apparato endocrino attraverso la ghiandola pituitaria. L’ipotalamo contiene cellule speciali chiamate cellule neurosecretori, neuroni che secernono ormoni:

  • Ormone che rilascia la tirotropina (TRH)
  • Ormone di rilascio dell’ormone della crescita (GHRH)
  • Ormone che inibisce l’ormone della crescita (GHIH)
  • Ormone rilasciante la gonadotropina (GnRH)
  • Ormone rilasciante corticotropina (CRH)
  • Ossitocina
  • Ormone antidiuretico (ADH)

Tutti gli ormoni rilascianti e inibitori influenzano la funzione della ghiandola pituitaria anteriore. Il TRH stimola la ghiandola pituitaria anteriore a rilasciare l’ormone stimolante la tiroide. GHRH e GHIH funzionano per regolare il rilascio dell’ormone della crescita – GHRH stimola il rilascio dell’ormone della crescita, GHIH inibisce la sua liberazione. Il GnRH stimola il rilascio dell’ormone follicolo-stimolante e dell’ormone luteinizzante mentre il CRH stimola il rilascio dell’ormone adrenocorticotropo. Gli ultimi due ormoni – ossitocina e ormone antidiuretico – sono prodotti dall’ipotalamo e trasportati all’ipofisi posteriore, dove vengono immagazzinati e successivamente rilasciati.

Ghiandola pituitaria

La ghiandola pituitaria , nota anche come ipofisi, è una piccola massa di tessuto a forma di pisello collegata alla porzione inferiore dell’ipotalamo del cervello. Molti vasi sanguigni circondano la ghiandola pituitaria per trasportare gli ormoni che rilascia in tutto il corpo. Situato in una piccola depressione dell’osso sfenoide chiamato sella turcica, la ghiandola pituitaria è in realtà composta da 2 strutture completamente separate: le ghiandole pituitarie posteriori e anteriori.

Pituitaria posteriore

La ghiandola pituitaria posteriore in realtà non è affatto un tessuto ghiandolare, ma un tessuto nervoso. L’ipofisi posteriore è una piccola estensione dell’ipotalamo attraverso la quale si estendono gli assoni di alcune delle cellule neurosecretori dell’ipotalamo. Queste cellule neurosecretori creano 2 ormoni nell’ipotalamo che vengono immagazzinati e rilasciati dall’ipofisi posteriore:

  • L’ossitocina innesca le contrazioni uterine durante il parto e il rilascio di latte durante l’allattamento.
  • L’ormone antidiuretico (ADH) previene la perdita di acqua nel corpo aumentando il re-uptake di acqua nei reni e riducendo il flusso di sangue alle ghiandole sudoripare.

Pituitaria anteriore

La ghiandola pituitaria anteriore è la vera parte ghiandolare della ghiandola pituitaria. La funzione della ghiandola pituitaria anteriore è controllata dagli ormoni rilascianti e inibitori dell’ipotalamo. L’ipofisi anteriore produce 6 ormoni importanti:

  • L’ormone stimolante della tiroide (TSH), come suggerisce il nome, è un ormone tropico responsabile della stimolazione della ghiandola tiroidea.
  • L’ormone adrenocorticotropo (ACTH) stimola la corteccia surrenale, la parte esterna della ghiandola surrenale, a produrre i suoi ormoni.
  • L’ormone follicolo stimolante (FSH) stimola le cellule del follicolo delle gonadi a produrre gameti-ovuli nelle femmine e lo sperma nei maschi.
  • L’ormone luteinizzante (LH) stimola le gonadi a produrre gli ormoni sessuali: estrogeni nelle femmine e testosterone nei maschi.
  • L’ormone della crescita umano (HGH) colpisce molte cellule bersaglio in tutto il corpo stimolando la loro crescita, riparazione e riproduzione.
  • La prolattina (PRL) ha molti effetti sul corpo, il principale dei quali è che stimola le ghiandole mammarie del seno a produrre latte.

Ghiandola pineale

La ghiandola pineale è una piccola massa ghiandolare a forma di pinecone che si trova appena posteriormente al talamo del cervello. La ghiandola pineale produce l’ormone melatonina che aiuta a regolare il ciclo sonno-veglia umano noto come ritmo circadiano. L’attività della ghiandola pineale è inibita dalla stimolazione dai fotorecettori della retina. Questa sensibilità alla luce fa sì che la melatonina venga prodotta solo in condizioni di scarsa illuminazione o oscurità. L’aumento della produzione di melatonina induce gli umani a sentirsi sonnolenti di notte quando la ghiandola pineale è attiva.

Ghiandola tiroidea

 

La tiroide è una ghiandola a forma di farfalla situata alla base del collo e avvolta attorno ai lati laterali della trachea. La ghiandola tiroidea produce 3 ormoni principali:

  • calcitonina
  • Triiodotironina (T3)
  • Thyroxine (T4)

La calcitonina viene rilasciata quando i livelli di ioni calcio nel sangue superano un certo punto. La calcitonina funziona per ridurre la concentrazione di ioni calcio nel sangue favorendo l’assorbimento del calcio nella matrice delle ossa. Gli ormoni T3 e T4 lavorano insieme per regolare il metabolismo del corpo. Livelli aumentati di T3 e T4 portano ad un aumento dell’attività cellulare e del consumo di energia nel corpo.

Ghiandole paratiroidi

Le ghiandole paratiroidi sono 4 piccole masse di tessuto ghiandolare che si trovano sul lato posteriore della ghiandola tiroidea. Le ghiandole paratiroidi producono l’ormone paratiroideo (PTH), che è coinvolto nell’omeostasi degli ioni calcio. Il PTH viene rilasciato dalle ghiandole paratiroidi quando i livelli di calcio nel sangue scendono al di sotto di un punto stabilito. Il PTH stimola gli osteoclasti a scomporre la matrice ossea contenente calcio per liberare gli ioni calcio liberi nel flusso sanguigno. Il PTH attiva inoltre i reni per riportare gli ioni di calcio filtrati dal sangue nel sangue, in modo che vengano conservati.

Ghiandole surrenali

Le ghiandole surrenali sono un paio di ghiandole approssimativamente triangolari che si trovano immediatamente superiori ai reni. Le ghiandole surrenali sono ciascuna composta da 2 strati distinti, ciascuno con le proprie funzioni uniche: la corteccia surrenale esterna e il midollo surrenale interno.

Corteccia surrenale

La corteccia surrenale produce molti ormoni corticali in 3 classi: glucocorticoidi, mineralcorticoidi e androgeni.

  • I glucocorticoidi hanno molte funzioni diverse, compresa la scomposizione di proteine ​​e lipidi per produrre glucosio. I glucocorticoidi funzionano anche per ridurre l’infiammazione e la risposta immunitaria.
  • I mineralcorticoidi, come suggerisce il nome, sono un gruppo di ormoni che aiutano a regolare la concentrazione di ioni minerali nel corpo.
  • Gli androgeni, come il testosterone, sono prodotti a bassi livelli nella corteccia surrenale per regolare la crescita e l’attività delle cellule che sono ricettivi agli ormoni maschili. Nei maschi adulti, la quantità di androgeni prodotti dai testicoli è molte volte maggiore della quantità prodotta dalla corteccia surrenale, portando alla comparsa delle caratteristiche sessuali secondarie maschili.

Midollo surrenale

Il midollo surrenale produce gli ormoni epinefrina e norepinefrina sotto stimolazione dalla divisione simpatica del sistema nervoso autonomo. Entrambi questi ormoni contribuiscono ad aumentare il flusso di sangue al cervello e ai muscoli per migliorare la risposta “combatti o fuggi” allo stress. Questi ormoni funzionano anche per aumentare la frequenza cardiaca, la frequenza respiratoria e la pressione sanguigna mentre diminuiscono il flusso di sangue e la funzione degli organi che non sono coinvolti nel rispondere alle emergenze.

Pancreas

Il pancreas è una grande ghiandola situata nella cavità addominale appena inferiore e posteriore allo stomaco. Il pancreas è considerato una ghiandola eterocrina in quanto contiene sia il tessuto endocrino che esocrino. Le cellule endocrine del pancreas costituiscono solo circa l’1% della massa totale del pancreas e si trovano in piccoli gruppi in tutto il pancreas chiamati isolotti di Langerhans. All’interno di queste isole sono presenti 2 tipi di cellule alfa e beta. Le cellule alfa producono l’ormone glucagone, che è responsabile per aumentare i livelli di glucosio nel sangue. Il glucagone innesca le cellule muscolari e del fegato per abbattere il glicogeno polisaccaride per rilasciare il glucosio nel sangue. Le cellule beta producono l’insulina ormonale, che è responsabile della riduzione dei livelli di glucosio nel sangue dopo un pasto. L’insulina innesca l’assorbimento del glucosio dal sangue nelle cellule, dove viene aggiunto alle molecole di glicogeno per la conservazione.

gonadi

Le ovaie gonadi nelle femmine e nei testicoli nei maschi sono responsabili della produzione degli ormoni sessuali del corpo. Questi ormoni sessuali determinano le caratteristiche sessuali secondarie delle femmine adulte e dei maschi adulti.

  • Testiscoli : I testicoli sono una coppia di organi ellissoide trovati nello scroto di maschi che producono il testosterone androgeno nei maschi dopo l’inizio della pubertà. Il testosterone ha effetti su molte parti del corpo, inclusi muscoli, ossa, organi sessuali e follicoli piliferi. Questo ormone provoca crescita e aumento della forza delle ossa e dei muscoli, compresa la crescita accelerata delle ossa lunghe durante l’adolescenza. Durante la pubertà, il testosterone controlla la crescita e lo sviluppo degli organi sessuali e dei peli del corpo dei maschi, compresi i peli pubici, del petto e del viso. Negli uomini che hanno ereditato i geni per la calvizie il testosterone innesca l’insorgenza dell’alopecia androgenica, comunemente nota come calvizie maschile.
  • Ovaie : le ovaie sono un paio di ghiandole a mandorla situate nella cavità del corpo pelvico laterale e superiore all’utero nelle femmine. Le ovaie producono ormoni sessuali femminili progesterone ed estrogeni. Il progesterone è più attivo nelle donne durante l’ovulazione e la gravidanza dove mantiene condizioni appropriate nel corpo umano per supportare un feto in via di sviluppo. Gli estrogeni sono un gruppo di ormoni correlati che funzionano come ormoni sessuali femminili primari. Il rilascio di estrogeni durante la pubertà innesca lo sviluppo di caratteristiche sessuali secondarie femminili come lo sviluppo uterino, lo sviluppo del seno e la crescita dei peli pubici. L’estrogeno innesca anche l’aumento della crescita delle ossa durante l’adolescenza che portano all’altezza e alle proporzioni degli adulti.

Timo

Il timo è un organo morbido a forma triangolare che si trova nel torace posteriormente allo sterno. Il timo produce ormoni chiamati thymosin che aiutano a formare e sviluppare linfociti T durante lo sviluppo fetale e l’infanzia. I linfociti T prodotti nel timo continuano a proteggere il corpo dai patogeni durante l’intera vita di una persona. Il timo diventa inattivo durante la pubertà e viene lentamente sostituito dal tessuto adiposo durante la vita di una persona.

Altri organi produttori di ormoni

Oltre alle ghiandole dell’apparato endocrino, molti altri organi e tessuti non ghiandolari del corpo producono anche ormoni.

  • Cuore : il tessuto cardiaco muscolare del cuore è in grado di produrre l’ormone peptide natriuretico atriale (ANP) in risposta ai livelli di pressione sanguigna alta . L’ANP lavora per ridurre la pressione del sangue innescando la vasodilatazione per fornire più spazio per il passaggio del sangue. L’ANP riduce anche il volume e la pressione del sangue provocando l’espulsione dell’acqua e del sale dal sangue da parte dei reni.
  • Reni : i reni producono l’ormone eritropoietina (EPO) in risposta a bassi livelli di ossigeno nel sangue. L’EPO rilasciato dai reni viaggia verso il midollo osseo rosso dove stimola una maggiore produzione di globuli rossi. Il numero di globuli rossi aumenta la capacità di carico di ossigeno del sangue, finendo infine la produzione di EPO.
  • Apparato digerente : gli ormoni colecistochinina (CCK), secretina e gastrina sono tutti prodotti dagli organi del tratto gastrointestinale. CCK, secretina e gastrina aiutano tutti a regolare la secrezione di succo pancreatico, bile e succo gastrico in risposta alla presenza di cibo nello stomaco. CCK è anche strumentale nella sensazione di sazietà o “pienezza” dopo aver mangiato un pasto.
  • Adiposo : il tessuto adiposo produce la leptina ormone che è coinvolta nella gestione dell’appetito e del consumo di energia da parte dell’organismo. La leptina viene prodotta a livelli relativi alla quantità di tessuto adiposo nel corpo, consentendo al cervello di monitorare le condizioni di conservazione dell’energia del corpo. Quando il corpo contiene un livello sufficiente di adiposità per l’accumulo di energia, il livello di leptina nel sangue indica al cervello che il corpo non sta morendo di fame e potrebbe funzionare normalmente. Se il livello di adiposo o leptina diminuisce al di sotto di una certa soglia, il corpo entra in stato di fame e cerca di risparmiare energia aumentando l’appetito e l’assunzione di cibo e riducendo il consumo di energia. Il tessuto adiposo produce anche livelli molto bassi di estrogeni sia negli uomini che nelle donne. Nelle persone obese il grande volume di tessuto adiposo può portare a livelli anormali di estrogeni.
  • Placenta : nelle donne in gravidanza, la placenta produce numerosi ormoni che aiutano a mantenere la gravidanza. Il progesterone viene prodotto per rilassare l’utero, proteggere il feto dal sistema immunolinfatico della madre e prevenire il parto prematuro del feto. La gonadotropina corionica umana (HCG) assiste il progesterone segnalando alle ovaie di mantenere la produzione di estrogeni e progesterone durante la gravidanza.
  • Ormoni locali : le prostaglandine e i leucotrieni sono prodotti da ogni tessuto del corpo (eccetto che per i tessuti del sangue) in risposta a stimoli dannosi. Questi due ormoni influenzano principalmente le cellule locali alla fonte del danno, lasciando il resto del corpo libero di funzionare normalmente.
    1. Le prostaglandine causano gonfiore, infiammazione, aumento della sensibilità al dolore e aumento della temperatura corporea locale per aiutare a bloccare le regioni danneggiate del corpo da infezioni o ulteriori danni. Agiscono come bende naturali del corpo per tenere lontani gli agenti patogeni e gonfiarsi intorno alle giunture danneggiate come un cast naturale per limitare il movimento.
    2. I leucotrieni aiutano il corpo a guarire dopo che le prostaglandine hanno avuto effetto riducendo l’infiammazione mentre aiutano i globuli bianchi a muoversi nella regione per ripulire gli agenti patogeni e i tessuti danneggiati.

Fisiologia dell’apparato endocrino

Apparato endocrino contro funzione del sistema nervoso

L’apparato endocrino funziona a fianco del sistema nervoso per formare i sistemi di controllo del corpo. Il sistema nervoso fornisce un sistema molto veloce e strettamente mirato per attivare ghiandole e muscoli specifici in tutto il corpo. L’apparato endocrino, d’altro canto, ha una recitazione molto più lenta, ma ha effetti molto diffusi, duraturi e potenti. Gli ormoni sono distribuiti dalle ghiandole attraverso il flusso sanguigno a tutto il corpo, colpendo qualsiasi cellula con un recettore per un particolare ormone. La maggior parte degli ormoni colpisce le cellule in diversi organi o in tutto il corpo, portando a molte risposte diverse e potenti.

Proprietà ormonali

Una volta che gli ormoni sono stati prodotti dalle ghiandole, vengono distribuiti attraverso il corpo attraverso il flusso sanguigno. Mentre gli ormoni viaggiano attraverso il corpo, passano attraverso le cellule o lungo le membrane plasmatiche delle cellule finché non incontrano un recettore per quel particolare ormone. Gli ormoni possono influenzare solo le cellule bersaglio che hanno i recettori appropriati. Questa proprietà degli ormoni è conosciuta come specificità. La specificità dell’ormone spiega come ogni ormone può avere effetti specifici in molte parti del corpo.

Molti ormoni prodotti dall’apparato endocrino sono classificati come ormoni tropici. Un ormone tropico è un ormone che è in grado di innescare il rilascio di un altro ormone in un’altra ghiandola. Gli ormoni tropici forniscono una via di controllo per la produzione di ormoni e un modo per controllare le ghiandole in regioni distanti del corpo. Molti degli ormoni prodotti dalla ghiandola pituitaria, come TSH, ACTH e FSH sono ormoni tropici.

Regolamento ormonale

I livelli di ormoni nel corpo possono essere regolati da diversi fattori. Il sistema nervoso può controllare i livelli ormonali attraverso l’azione dell’ipotalamo e dei suoi ormoni rilascianti e inibitori. Ad esempio, il TRH prodotto dall’ipotalamo stimola la ghiandola pituitaria anteriore a produrre TSH. Gli ormoni tropici forniscono un altro livello di controllo per il rilascio di ormoni. Ad esempio, il TSH è un ormone tropico che stimola la ghiandola tiroidea a produrre T3 e T4. La nutrizione può anche controllare i livelli di ormoni nel corpo. Ad esempio, gli ormoni tiroidei T3 e T4 richiedono rispettivamente 3 o 4 atomi di iodio, rispettivamente. Nelle persone prive di iodio nella loro dieta, non riusciranno a produrre livelli sufficienti di ormoni tiroidei per mantenere un metabolismo sano. Finalmente, il numero di recettori presenti nelle cellule può essere variato dalle cellule in risposta agli ormoni. Le cellule che sono esposte a livelli elevati di ormoni per lunghi periodi di tempo possono iniziare a ridurre il numero di recettori che producono, portando a un ridotto controllo ormonale della cellula.

Classi di ormoni

Gli ormoni sono classificati in 2 categorie a seconda della loro composizione chimica e solubilità: ormoni idrosolubili e liposolubili. Ognuna di queste classi di ormoni ha meccanismi specifici per la loro funzione che determinano come influenzano le loro cellule bersaglio.

  • Ormoni idrosolubili: Gli ormoni idrosolubili includono gli ormoni peptidici e aminoacidici come l’insulina, l’epinefrina, l’HGH e l’ossitocina. Come indica il loro nome, questi ormoni sono solubili in acqua. Gli ormoni solubili in acqua non sono in grado di passare attraverso il doppio strato fosfolipidico della membrana plasmatica e sono quindi dipendenti dalle molecole dei recettori sulla superficie delle cellule. Quando un ormone solubile in acqua si lega a una molecola recettore sulla superficie di una cellula, innesca una reazione all’interno della cellula. Questa reazione può cambiare un fattore all’interno della cellula come la permeabilità della membrana o l’attivazione di un’altra molecola. Una reazione comune è quella di indurre le molecole di adenosina monofosfato ciclico (cAMP) a essere sintetizzate da adenosina trifosfato (ATP) presente nella cellula.
  • Ormoni liposolubili : gli ormoni liposolubili includono gli ormoni steroidei come testosterone, estrogeni, glucocorticoidi e mineralcorticoidi. Poiché sono solubili nei lipidi, questi ormoni sono in grado di passare direttamente attraverso il doppio strato fosfolipidico della membrana plasmatica e si legano direttamente ai recettori all’interno del nucleo cellulare. Gli ormoni liposolubili sono in grado di controllare direttamente la funzione di una cellula da questi recettori, spesso innescando la trascrizione di particolari geni nel DNA per produrre “RNA messaggeri (mRNA)” che vengono utilizzati per produrre proteine ​​che influenzano la crescita e la funzione della cellula .