Modalità di Comunicazione Intercellulare (Fisiologia 54)

Modalità di Comunicazione Intercellulare

• Le cellule comunicano attraverso diverse modalità.
• Endocrina: Gli ormoni vengono rilasciati nel flusso sanguigno per raggiungere cellule bersaglio lontane.
• Paracrina: Le sostanze rilasciate agiscono su cellule vicine nel liquido extracellulare.
• Autocrina: Le sostanze agiscono sulla stessa cellula che le ha rilasciate.
• Nervosa: I segnali elettrici e neurotrasmettitori influenzano le cellule bersaglio specifiche.
• Neuroendocrina: I neuroni rilasciano ormoni nel flusso sanguigno invece di neurotrasmettitori nello spazio sinaptico.

Confronto Controllo Nervoso ed Endocrino

• Controllo Nervoso: Risposta molto rapida e di breve durata.
• Controllo Endocrino: Risposta più lenta e di durata più lunga (anche post-ormone).

Sistema Endocrino: Generalità

• Le ghiandole endocrine non sono le uniche produttrici di ormoni. Cellule endocrine sono presenti in molti organi.
• Gli ormoni regolano l'omeostasi, la crescita, la maturazione, le funzioni riproduttive e i cicli fisiologici.
• Le risposte cellulari possono includere sintesi proteica, attivazione di proteine, apertura/chiusura canali ionici, e regolazione genica.

Classificazione degli Ormoni

• Gli ormoni sono classificati in base alla struttura chimica che influenza le loro funzioni.
• Ormoni Peptidici: Sono idrosolubili, accumulati in vescicole e rilasciati per esocitosi; hanno emivita breve e interagiscono con recettori di membrana; possono attraversare la barriera ematoencefalica in alcuni casi.
• Ormoni Steroidei e Tiroidei: Sono liposolubili, vengono rilasciati per diffusione, hanno emivita più lunga, interagiscono con recettori intracellulari, e attraversano la barriera ematoencefalica.

Recettori Ormonali

• I recettori ormonali hanno alta affinità e specificità per gli ormoni.
• L'effetto ormonale dipende da: concentrazione ormonale, concentrazione delle proteine di trasporto (se applicabile), numero di recettori sulle cellule bersaglio, capacità di risposta cellulare, durata dell'interazione ormone-recettore.
• La ridondanza nel controllo consente a una cellula bersaglio di rispondere a più ormoni contemporaneamente.

Curve Dose-Risposta e Concentrazione Ormonale

• Ogni ormone presenta una curva dose-risposta con un valore soglia e saturazione.
• La concentrazione ormonale dipende da produzione, flusso ematico, e rimozione (legame ai tessuti/degradazione).
• L'emivita è il tempo necessario a dimezzare la concentrazione plasmatica dell'ormone, la clearance è il volume di plasma depurato dall'ormone in un minuto.

Regolazione del Numero di Recettori

• Down-regulation: Diminuisce il numero di recettori in risposta ad alti livelli di ormoni (feedback negativo).
• Up-regulation: Aumenta il numero di recettori in risposta a bassi livelli di ormoni (feedback positivo).

Interazioni Ormonali

• Sinergismo: L'effetto combinato di più ormoni è maggiore della somma degli effetti individuali.
• Permissivismo: Un ormone rende le cellule più sensibili ad un altro ormone.
• Antagonismo: Due ormoni hanno effetti opposti.

Regolazione delle Secrezioni Ormonali

• Le cellule endocrine sono stimolate da segnali umorali (sostanze chimiche circolanti) e nervosi.
• Segnali Umorali: includono ormoni provenienti da altre ghiandole endocrine, nonché sostanze come il glucosio o il calcio.
• Segnali Nervosi: provengono dal sistema nervoso autonomo (SNA).
• È presente una varietà di modelli di secrezione, tra cui basale, pulsatile, “al bisogno”, episodica, e su base circadiana.

Esempi di Andamenti Temporali

• Vengono descritti gli esempi di ormone luteinizzante (LH), insulina, prolattina (e ossitocina) con focus sul loro andamento temporale e processi che influenzano la secrezione.

Secrezione Episodica

• L'ossitocina viene rilasciata in risposta a stimoli meccanici, come il capezzolo durante l'allattamento, o meccanocettori nell'utero durante il parto.

Secrezione Periodica

• Il ritmo circadiano è un esempio di secrezione periodica, con un picco ogni 24 ore per ormoni come il cortisolo.

Funzioni Biologiche Influenzate dal Ritmo Circadiano

• Il ritmo circadiano influenza diversi processi omeostatici, come la temperatura corporea, la peristalsi intestinale e la pressione arteriosa, regolati dall'orologio biologico e dall'ormone melatonina.

Orologio Biologico (Nucleo Soprachiasmatico)

• Il nucleo soprachiasmatico (situato nell'ipotalamo) regola i ritmi sonno-veglia, metabolici, ormonali e comportamentali.
• E' influenzato dalla luce ambientale e dai fotorecettori retinici.

Melatonina

• La melatonina è un ormone secreto dall'epifisi, soprattutto di notte (inibita dalla luce).
• La sua secrezione è modulato dal nucleo soprachiasmatico e regola vari processi, tra cui il ritmo sonno-veglia e il sistema immunitario.

Stimolazione e Azione della Ghiandola Pineale

• Viene descritta la stimolazione della ghiandola pineale, che riceve segnali da aree come la retina, le vie olfattive, ed ormoni come androgeni, estrogeni, e progesterone, per poi agire su strutture che regolano le secrezioni ormonali.

Ritmo Sonno-Veglia

• Il ritmo sonno-veglia è modulato da vari fattori, inclusi la melatonina, e centri del tronco cerebrale, che rilasciano neurotrasmettitori inibitori.

Modalità di Controllo delle Secrezioni Endocrine

• I controlli sulle secrezioni endocrine possono essere di tipo umorale, nervoso o ormonale.

Controlli Multipli delle Secrezioni Ormonali

• Le cellule endocrine sono spesso sottoposte a più di un meccanismo di controllo (nervoso e ormonale).

Controllo a Feedback: Insulina e Glucagone

• La glicemia controlla la secrezione di insulina e glucagone, mantenendoli a livelli tonici quando la glicemia è normale.
• I livelli di glucosio, aminoacidi ed altri fattori umorali controllano il rilascio di questi ormoni.

Controllo Umorale a Feedback (Paratormone e Calcitonina)

• Livelli di calcio nel sangue (calcemia) controllano il rilascio di paratormone e calcitonina, mantenendo omeostasi del calcio.

Asse Ipotalamo-Ipofisi

• L'ipotalamo regola l'ipofisi tramite fattori di rilascio per secernere ormoni.
• L'ipofisi controlla varie funzioni, inclusi la crescita, metabolismo, fertilità, e controllo di altre ghiandole endocrine.

Regolazione Nervosa e Ormonale della Secrezione di LH

• L'attività nervosa ipotalamica e il rilascio di GnRH regolano la secrezione pulsatile di LH.

Feedback Negativo dell'Asse Ipotalamo-Ipofisario

• Il feedback negativo nelle cascate ormonali garantisce la stabilità delle secrezioni endocrine.

Feedback Dagli Effetti Biologici

• Diversi effetti delle risposte biologiche al rilascio di ormoni forniscono meccanismi di feedback per regolare la secrezione degli ormoni stessi.

Permeabilità della Barriera Ematoencefalica

• Gli ormoni devono attraversare la barriera ematoencefalica per influenzare il controllo di ormoni ipotalamici.

Eccezione: Feedback Positivo

• Il feedback positivo, come quello relativo agli estrogeni prima dell'ovulazione, è un'eccezione al feedback negativo per regolazioni ormonali, che può essere utile per garantire l'inizio di un determinato evento biologico.

Effetti in Relazione al Ciclo Ovarico

• Gli estrogeni influenzano il feedback sull'LH e FSH durante il ciclo ovarico.

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