Endocrinologia e Recettori Ormonali

Corso di Endocrinologia degli Animali Domestici

• Il corso si svolge presso l'Università degli Studi di Napoli Federico II.
• Il docente è Francesca Ciani.
• L'indirizzo email del docente è [email protected].
• Il numero di telefono del docente è +39 081 2536150.
• Gli orari di ricevimento del docente sono il mercoledì dalle ore 10 alle 12 e su appuntamento.
• L'anno accademico è 2020/2021.

Orario delle lezioni

• Le lezioni si svolgono dal 14/09/2020 al 03/10/2020 (primo periodo di 3 settimane)
• In seguito si svolge un secondo periodo dal 5/10/2020 al 6/11/2020 (secondo periodo di 3 settimane)
• Il terzo periodo si tiene dal 9/11/2020 al 11/12/2020 (terzo periodo di 3 settimane)
• I giorni per lezioni in presenza sono il martedì in aula Miranda.
• I giorni per le lezioni online/Teams sono il lunedì, mercoledì e giovedì.
• Gli studenti dovranno compilare un breve riassunto scritto dell'attività pratica.

Programma del corso

• La didattica frontale copre 22 ore.
• Argomenti trattati: Generalità, comunicazione intercellulare, ormoni peptidici, ormoni steroidei, ormoni ipotalamici, ormoni ipofisari, ormoni tiroidei, corticosurrenalici, riproduttivi, glicemia, calcemia e ormoni gastrointestinali, ormoni del rene e del cuore.
• La didattica pratica occupa 11 ore.
• Attività di laboratorio per misurare e valutare la glicemia, determinare e valutare l'emocromo, analizzare i parametri relativi allo stress ossidativo, discussioni sui dati ottenuti in relazione all'omeostasi endocrina.

Modalità di svolgimento dell'esame

• L'esame è scritto e in itinere con quesiti a risposta multipla.
• Completamento dell'esame durante gli appelli di fisiologia II.
• Le modalità di esame possono variare in base alle linee guida per contrastare la diffusione della pandemia COVID-19.

Misure anti-COVID

• Uso corretto della mascherina durante le lezioni in presenza.
• Lavaggio frequente delle mani o uso di gel disinfettanti.
• Distanziamento interpersonale.

Endocrinologia - Introduzione

• Etimologia dal Greco: ἔνδον (èndon) "dentro", κρίνω (krinō) "separare, secernere" + λόγος (logos) "discorso".
• Lo studio si concentra sulle ghiandole endocrine e tessuti che secernono ormoni.

Scienziati importanti

• Arnold A. Berthold (1803-1861): Uno dei primi esperimenti endocrini, su galli, nel 1849.
• Claude Bernard (1813-1878): Il sistema endocrino regola l'ambiente interno ("internal milieu").
• Charles Edouard Brown-Séquard (1817-1894): Auto-sperimentazioni, organoterapia, ha suscitato l'interesse scientifico nei contenuti chimici dei testicoli.
• Ernest Henry Starling (1866-1927): Scoprì il significato funzionale delle proteine del siero, la secretina, il riassorbimento di acqua dai tubuli renali. Utilizzò il termine ormone.
• Walter B. Cannon (1871-1945): Coniò il termine omeostasi. Studiò gli effetti dello stress sui processi digestivi e le funzioni di emergenza delle ghiandole surrenali.
• Sir Henry Hallett Dale (1875-1968): Scoprì le azioni dell'ossitocina, l'azione dell'istamina, la farmacologia degli alcaloidi delle piante, lo studio dell'acetilcolina e il suo ruolo nel sistema nervoso autonomo e nella trasmissione neuromuscolare.
• Jim Ferguson (1947-2002): Famoso fisiologo cardiovascolare, noto per la "Legge di Starling" (studi sul cuore), affermò che lo scopo principale del sistema cardiovascolare è quello di fornire gli ormoni.
• Fisiologia come scienza integrativa: si basa sulla "sezione" dell'organismo per comprenderne il funzionamento complessivo.

Omeostasi

• Tendenza dell'organismo a mantenere uno stato stazionario.
• Importante per la sopravvivenza delle cellule e l'intero organismo.

Sistemi di controllo fisiologico

• Sistemi nervoso ed endocrino controllano tutti i processi fisiologici.
• Sistema nervoso: risposte rapide e comportamentali.
• Sistema endocrino: omeostasi, adattamenti lenti e protratti.

Sistema endocrino vs. sistema nervoso

• Entrambi i sistemi comunicano e coordinano le cellule, tessuti ed organi differenziati.
• Sistema endocrino: comunicazione a distanza attraverso il torrente circolatorio, via chimica, risposta lenta e di lunga durata.
• Sistema nervoso: comunicazione a breve distanza tramite i nervi, via elettrica e chimica, risposta veloce, di breve durata.

Rilevamento e segnalazione

• Le ghiandole endocrine sintetizzano e conservano ormoni.
• Dispongono di un sistema di segnalazione per regolare durata e rilascio di ormoni.

Tipi di segnale intercellulare

• Ormoni classici, Neuro-ormoni, Ormoni paracrini, Ormoni autocrini, Ormoni intracrini.

Ormoni, recettori e cellule bersaglio

• Gli ormoni circolano nel sangue e interagiscono con le cellule bersaglio se hanno recettori specifici.
• Una cellula bersaglio risponde ad un dato ormone perché possiede i recettori per quel tipo di ormone.

Recettori

• I recettori "riconoscono" le molecole di segnalamento, e le legano in modo specifico.
• Il legame recettore-ligando causa modificazioni conformazionali nelle cellule bersaglio, che determinano alterazioni fisiologiche.

Tipi di recettori

• Recettori a canali ionici.
• Recettori accoppiati a proteine G.
• Recettori ad attività enzimatica intrinseca.

Proteine G

• Sono eterotrimeriche (α, β, γ).
• La subunità α è dotata di attività GTPasica.
• Sono inattive quando legate a GDP e attivate quando GDP è sostituito da GTP.

Meccanismi di attivazione delle vie a valle

• L'attivazione degli enzimi a valle porta a cascate di modificazioni intracellulari, che determinano l'effetto biologico dell'ormone.

Classificazione degli ormoni

• Ormoni proteici, steroidei, derivati da aminoacidi, eicosanoidi.

Ormoni proteici

• Sono idrosolubili e lipofobi, sono trasportati liberi nel circolo (in alcuni casi legano le proteine di trasporto).
• Hanno breve emivita (pochi minuti).
• Sono secreti in due modi: "regolata secrezione" e "secrezione costitutiva".

Ormoni steroidei

• Sono liposolubili e idrofobi, difficilmente solubili nel plasma sanguigno.
• Normalmente legati alle proteine plasmatiche per il trasporto.
• Hanno lunga emivita.
• Sono prodotti e secesi dalle cellule direttamente nel torrente circolatorio.
• Gli steroidi sono eliminati attraverso l'inattivazione metabolica (fegato) e l'escrezione nelle urine o nella bile.

Ormoni derivati da aminoacidi

• Esistono diversi derivati, come adrenalina, tirosina, triiodotironina, tetraiodotironina, catecolamine.
• La maggioranza ha emivita breve.

Eicosanoidi

• Derivati da acidi grassi polinsaturi come l'acido arachidonico.
• Sono molecole con breve emivita.

Recettori intracellulari, di membrana.

• I recettori di membrana sono di tre tipi principale: a canali ionici, accoppiati a proteina G, ad attività enzimatica intrinseca.
• I recettori intracellulari si trovano all'interno della cellula ed interagiscono solo con ormoni liposolubili.

Effetto biologico dei recettori

• Il legame ormone-recettore scatena un effetto biologico.
• Le proteine intracellulari sono attivate o inibite.
• Si possono osservare cambiamenti nelle concentrazioni di sostanze o ioni, neosintesi di enzimi, modificazioni nella permeabilità della membrana.

Meccanismi intracellulari

• Le vie cAMP/PKA e IP3/DAG/Ca2+ sono due vie intracellulari attivate da alcuni ormoni.
• I messaggeri secondari come cAMP, DAG, IP3 e Ca2+ mediano le risposte intracellulari alle modifiche a carico dei recettori presenti nella membrana plasmatica.

###Tossine batteriche

• Alcune tossine batteriche possono interferire con il normale funzionamento dei sistemi regolatori.
• Come esempio, la tossina del colera blocca il normale shut-off delle proteine G, provocando una cascata di eventi intracellulari dovuti al cAMP.

###Ruolo del calcaio nel controllo della funzione endocrina

• Molti processi fisiologici (a livello cellulare e tessuto) sono influenzati dalla concentrazione degli ioni di calcio.