Modalità di Comunicazione Intercellulare PDF

MODALITÀ DI COMUNICAZIONE INTERCELLULARE Le cellule comunicano tra loro attraverso diverse modalità: Endocrina: Ormoni rilasciati nel flusso sanguigno raggiungono cellule bersaglio distanti. Paracrina: Sostanze rilasciate si diffondono nel liquido extracellulare per agire su cellule vici...

MODALITÀ DI COMUNICAZIONE INTERCELLULARE Le cellule comunicano tra loro attraverso diverse modalità: Endocrina: Ormoni rilasciati nel flusso sanguigno raggiungono cellule bersaglio distanti. Paracrina: Sostanze rilasciate si diffondono nel liquido extracellulare per agire su cellule vicine. Autocrina: La sostanza prodotta agisce sulla cellula stessa che l'ha rilasciata. Nervosa: Segnali elettrici e neurotrasmettitori agiscono su cellule bersaglio specifiche. Neuroendocrina: Neuroni rilasciano ormoni nel circolo sanguigno, anziché neurotrasmettitori nello spazio sinaptico. Confronto tra Controllo Nervoso ed Endocrino Caratteristica Controllo Nervoso Controllo Endocrino Velocità della risposta Molto rapida Più lenta Durata della risposta Breve Più duratura (anche post-ormone) SISTEMA ENDOCRINO: GENERALITÀ Le ghiandole endocrine non sono le uniche sedi di produzione ormonale. Cellule endocrine sono presenti in molti organi (canale alimentare, atri cardiaci, sistema nervoso centrale, rene, fegato, polmone, cute). Gli ormoni regolano l'omeostasi, la crescita, la maturazione, l'attività riproduttiva e i cicli fisiologici. Le risposte cellulari possono essere: sintesi di proteine, attivazione di proteine, apertura/chiusura di canali ionici, trascrizione genica. Classificazione degli Ormoni Gli ormoni sono classificati in base alla loro struttura, che influisce sulle loro caratteristiche funzionali: 1. Ormoni Peptidici: Accumulati in vescicole e rilasciati per esocitosi. Idrosolubili, viaggiano liberi nel sangue. Emivita breve (minuti/ore). Interagiscono con recettori di membrana (es. accoppiati a proteine G). Possono attraversare la barriera ematoencefalica in siti specifici. Degradati nel plasma, rene o dalle cellule bersaglio tramite enzimi. 2. Ormoni Steroidei e Tiroidei: Sintetizzati su richiesta, rilasciati per diffusione. Liposolubili (steroidei) o simili (tiroidei), viaggiano legati a proteine di trasporto. Emivita più lunga (giorni). Generalmente interagiscono con recettori citoplasmatici (e nucleari per effetto genomico). Attraversano la barriera ematoencefalica. Degradati nel fegato, eliminati con la bile. Recettori Ormonali Alta affinità e specificità per gli ormoni. L'effetto ormonale dipende da: Concentrazione dell'ormone. Concentrazione delle proteine di trasporto (se applicabile). Numero di recettori sulla cellula bersaglio. Capacità di risposta cellulare. Durata dell'interazione ormone-recettore. Intervallo tra interazioni successive (per alcuni ormoni). Ridondanza nel controllo: una cellula bersaglio può rispondere a più ormoni contemporaneamente. Curve Dose-Risposta e Concentrazione Ormonale Ogni ormone ha una curva dose-risposta con una concentrazione soglia e una saturazione. La concentrazione ormonale dipende da: Produzione. Flusso ematico. Rimozione (legame ai tessuti, degradazione). Emivita: tempo necessario per dimezzare la concentrazione plasmatica dell'ormone. Clearance: volume di plasma depurato dall'ormone in un minuto. Regolazione del Numero di Recettori Down-regulation: Diminuzione dei recettori in risposta ad alte concentrazioni ormonali (feedback negativo). Up-regulation: Aumento dei recettori in risposta a basse concentrazioni ormonali (feedback positivo). Interazioni Ormonali Sinergismo: Gli effetti combinati di più ormoni sono maggiori della somma dei singoli effetti. Esempio: Glucagone, adrenalina e cortisolo sull'aumento della glicemia. Esempio: GH e glucocorticoidi sulla lipolisi. Esempio: GH e insulina sulla crescita. Permissivismo: Un ormone rende la cellula più sensibile ad un altro. Antagonismo: Gli ormoni hanno effetti opposti (es. insulina e glucagone). Spero che questa struttura ti aiuti nello studio di questo argomento. REGOLAZIONE DELLE SECREZIONI ORMONALI Le cellule endocrine sono stimolate da diversi tipi di segnali: 1. Segnali Umorali: Sostanze chimiche circolanti con funzione regolatoria (es. glucosio che regola insulina e glucagone). Soluti specifici (es. concentrazione di calcio per paratormone e calcitonina). Ormoni (prodotti da altre ghiandole) che modificano la produzione di altre ghiandole endocrine. 2. Segnali Nervosi: Dal Sistema Nervoso Autonomo (SNA). Andamento Temporale della Secrezione Ormonale Secrezione Basale: Presente per ormoni peptidici e steroidei, inclusi aldosterone. Secrezione Pulsatile: Tipica per alcuni ormoni peptidici, con picchi di concentrazione importanti per la risposta cellulare. Secrezione "al bisogno": tipica degli ormoni steroidei. Secrezione Episodica: Innescata da stimoli specifici (es. prolattina e ossitocina). Ritmo Circadiano: Variazioni di secrezione nelle 24 ore (es. testosterone, cortisolo). Esempi di Andamenti Temporali Ormone Luteinizzante (LH): Secrezione pulsatile preceduta dal picco di GnRH. Insulina: Secrezione basale, soggetta al ritmo circadiano e con picchi in risposta all'aumento della glicemia.  Prolattina e Ossitocina: Secrezione episodica in risposta a stimoli nervosi specifici. Cortisolo: Picco al mattino e minimo di notte (ritmo circadiano). Ormone Somatotropo (STH): Picco nelle prime ore notturne (opposto al cortisolo). Importanza della Secrezione Pulsatile Esempio: GnRH stimola le cellule ipofisarie a produrre FSH e LH. La secrezione pulsatile di GnRH è necessaria per una corretta risposta delle cellule ipofisarie. Una secrezione continua non è efficace. Secrezione Episodica: Esempio dell'Ossitocina L'ossitocina viene rilasciata dall'ipotalamo e dalla neuroipofisi in risposta a: Stimolazione meccanica del capezzolo durante l'allattamento. Attivazione dei meccanocettori nel collo dell'utero durante il parto. Esempio di feedback positivo: L'ossitocina stimola le contrazioni uterine, che aumentano la stimolazione dei meccanocettori, causando un ulteriore aumento di ossitocina. Il ciclo si interrompe quando termina la stimolazione. Secrezione Periodica Ritmo Circadiano: Un picco ogni 24 ore (es. cortisolo).  Ritmo Circaorario: 1 picco/ora. Ritmo Ultradiano: 1 picco tra 1 ora e 24 ore. Ritmo Infradiano: 1 picco ogni 7 giorni. Ritmo Circannuale: Variazioni stagionali (es. cortisolo maggiore in inverno, testosterone e GH maggiori in estate). I ritmi sono influenzati dall'alternanza luce-buio. Funzioni Biologiche Influenzate dal Ritmo Circadiano Temperatura corporea. Peristalsi intestinale. Pressione arteriosa. Regolate dall'orologio biologico, tramite ormoni come la melatonina. Medicina Tradizionale Cinese Descrizione di meridiani corrispondenti agli organi, con orbite circadiane di 2 ore per ciascun organo. (da verificare). Esempi di Secrezioni Correlate al Ritmo Circadiano Ormone della Crescita (GH): Picco notturno, maggiore nei bambini, e picchi episodici dovuti  all'esercizio fisico. ACTH: Picco prima del picco di cortisolo. Prolattina: Picco notturno. Melatonina: Picco notturno, viene secreta solo di notte. Orologio Biologico: Il Nucleo Soprachiasmatico Localizzato nell'ipotalamo. Regola i ritmi sonno-veglia, metabolici, ormonali e comportamentali. Dipende dal livello di luminosità ambientale (ritmo luce-buio). I fotorecettori retinici non collegati alla visione proiettano al nucleo sovrachiasmatico, modificandone la frequenza di scarica. Melatonina Rilasciata dall'epifisi nel liquor e nel circolo sanguigno. Secreta di notte, inibita dalla luce. La luce, tramite il nucleo soprachiasmatico, inibisce la secrezione di melatonina. Il nucleo soprachiasmatico è collegato a neuroni ortosimpatici che innervano l'epifisi, dove viene rilasciata noradrenalina (recettori α e β sinergici per la sintesi di melatonina) Effetti: Modifica l'attività del sistema nervoso centrale. Modifica l'attività degli organi periferici. Regola il sistema immunitario. Neuroprotettivo.  Modula lo stress (antagonista del cortisolo). Antinfiammatorio e antiossidante. Stimolazione e Azione della Ghiandola Pineale Stimolata da: Ritmicità luce-buio tramite vie nervose. Vie olfattive. Tropine ipofisarie. Androgeni, estrogeni e progesterone. Ormoni tiroidei e catecolamine. Agisce su: Strutture che regolano le secrezioni ormonali in modo circadiano. Ipotalamo e SNA. Ritmo Sonno-Veglia Regolato da: Melatonina. Centri del sonno (nucleo preottico ventrolaterale dell'ipotalamo) che rilasciano trasmettitori inibitori (presumibilmente GABA-ergici). Nucleo ipotalamico laterale (che rilascia orexine durante il giorno). Formazione reticolare (attivata nella veglia). Alternanza tra centri del sonno (inibito dalla noradrenalina e serotonina) e veglia (attivato  dall'orexina). Modalità di Controllo delle Secrezioni Endocrine 1. Regolazione Umorale: Variazioni delle sostanze chimiche nel sangue (es. calcio, glucosio). 2. Regolazione Nervosa: Il SNA innerva ghiandole endocrine (es. midollare del surrene). 3. Regolazione Ormonale: Ormoni ipotalamici regolano le cellule endocrine dell'adenoipofisi, tramite circuiti di feedback. Spero che questa rielaborazione ti sia utile per lo studio. CONTROLLI MULTIPLI DELLE SECREZIONI ORMONALI Le cellule endocrine sono spesso soggette a molteplici meccanismi di controllo, che possono essere: 1. Controllo Nervoso: Esempio: cellule pancreatiche α (glucagone) e β (insulina) controllate dal SNA: Parasimpatico (acetilcolina): eccita entrambe. Simpatico (noradrenalina): effetto ambiguo sulle cellule α (di solito eccitatorio), inibisce le β. 2. Controllo Ormonale: Insulina inibisce glucagone.  Glucagone stimola insulina. Colecistochinina stimola glucagone. Somatostatina inibisce insulina e glucagone. GIP e GLP-1 stimolano l'insulina (GLP-1 è molto importante). 3. Controllo Umorale-Chimico: Aumento del glucosio stimola insulina. Aumento degli aminoacidi stimola entrambi (insulina e glucagone). Controllo a Feedback: Insulina e Glucagone La glicemia regola la secrezione di insulina e glucagone. A glicemia normale, entrambi gli ormoni sono presenti a livelli tonici. Controllo Nervoso: Insulina e Glucagone I recettori adrenergici α e β del simpatico hanno effetti opposti: in riposo predomina l'attività α, che inibisce l'insulina. L'acetilcolina del parasimpatico eccita entrambi i tipi cellulari. Controllo Ormonale: Insulina e Glucagone  Glucagone inibito da: somatostatina, insulina e secretina. Glucagone stimolato da: colecistochinina, cortisolo e gastrina. Insulina stimolata da: colecistochinina, glucagone, secretina e gastrina (sinergismo) e dal GLP-1. Gli analoghi del GLP-1 sono usati nella terapia del diabete di tipo 2. Controllo Umorale a Feedback: Paratormone e Calcitonina Il paratormone aumenta con la diminuzione della calcemia. Entrambi hanno un livello tonico in condizioni fisiologiche. Asse Ipotalamo-Ipofisi L'ipotalamo secerne fattori che regolano l'adenoipofisi, e altri ormoni che agiscono direttamente su altri organi. L'ipotalamo controlla: temperatura, comportamento alimentare, SNA, metabolismo, crescita, riproduzione, idroelettroliti. Riceve input da: strutture superiori, sostanza reticolare, sensibilità viscerale e specifiche (olfattiva, visiva). Confronta i segnali ricevuti con un set point, inviando risposte nervose e ormonali per mantenere l'omeostasi (es. temperatura). Ormoni Controllati dall'Asse Ipotalamo-Ipofisi  Neuroni neuroendocrini (parvicellulari) dell'ipotalamo rilasciano ormoni nel circolo portale ipofisario. L'ipofisi secerne ormoni in risposta a questi fattori. La neuroipofisi rilascia ossitocina e ADH. Fattori ipotalamici: GHRH (rilascio) e somatostatina (inibizione) per GH. TRH (rilascio) per TSH. CRH (rilascio) per ACTH. GnRH (rilascio) per gonadotropine (LH, FSH). Dopamina (inibizione) per prolattina, anche se è stimolata dal TRH. Ormoni ipofisari: TSH agisce sulla tiroide. ACTH sulla corticale del surrene. LH e FSH sulle gonadi. Prolattina non ha ghiandola endocrina finale. GH agisce sul fegato (rilascio somatomedine). Regolazione Nervosa e Ormonale della Secrezione di LH L'attività nervosa ipotalamica determina la secrezione pulsatile di LH. GnRH regola la secrezione di LH. Controlli a Feedback Negativo dell'Asse Ipotalamo-Ipofisario  1. Feedback Ultracorto: Ormoni di rilascio ipotalamici inibiscono l'ipotalamo stesso. 2. Feedback Corto: Ormoni tropici ipofisari inibiscono l'ipotalamo. 3. Feedback Lungo: Ormoni finali inibiscono ipotalamo e ipofisi. Feedback Dagli Effetti Biologici La secrezione di ormoni viene regolata anche dagli effetti biologici. Esempio: aumento della temperatura corporea inibisce il rilascio di TRH. Permeabilità della Barriera Ematoencefalica Perché gli ormoni inibiscano ipotalamo e ipofisi, devono attraversare la barriera ematoencefalica. Alcuni siti (organi circumventricolari) hanno una barriera più lassa, altri ormoni usano meccanismi di trasporto cellulare. Gli ormoni steroidei diffondono liberamente attraverso le membrane. Eccezione: Feedback Positivo delle Gonadotropine Aumenti moderati degli estrogeni inibiscono la secrezione di gonadotropine. Un'alta concentrazione di estrogeni, oltre una soglia, innesca un feedback positivo che aumenta la secrezione di gonadotropine, utile per l'ovulazione. Effetti in Relazione al Ciclo Ovarico Aumenti graduali degli estrogeni inibiscono LH e FSH. Un picco di estrogeni, a un certo punto del ciclo, innesca un picco di LH e FSH, causando l'ovulazione (eccezione al feedback negativo). Spero che questa rielaborazione dettagliata ti sia utile.