Gli ormoni

Gli ormoni sono messaggeri chimici che vengono rilasciati nel sangue da cellule specializzate. L’apparato endocrino è l’insieme delle ghiandole che producono ormoni, l’endocrinologia è la scienza che studia il sistema endocrino. Gli ormoni controllano i processi di crescita e sviluppo dell’organismo, il metabolismo, la temperatura, il bilancio idrico e la riproduzione. Oggi sappiamo che le ghiandole endocrine non sono le sole a poter produrre ormoni, anche le cellule endocrine isolate, i neuroni (che rilasciano neuroormoni) e il sistema immunitario (le citochine, anche se gli esperti di citochine non li considerano come tali) sono in grado di rilasciare queste sostanze.

Gli ormoni agiscono sulle cellule bersaglio i tre modi:

1. controllando la velocità delle reazioni enzimatiche;
2. controllando il trasporto di ioni e molecole attraverso le membrane cellulari;
3. controllando l’espressione genica e la sintesi di proteine.

Per poter esplicare la loro funzione gli ormoni si legano ai recettori delle cellule bersaglio innescando una risposta (Comunicazione intercellulare). Gli effetti dell’ormone variano in tessuti diversi o a differenti stadi di sviluppo, la variabilità della risposta cellulare dipende dai recettori e dalle vie di trasduzione del segnale. L’attività dell’ormone ha una durata limitata in modo che l’organismo possa rispondere a variazioni dello stato interno. Una volta avvenuta la risposta gli ormoni sono degradati in metaboliti inattivi da enzimi presenti nel fegato e nei reni. Gli ormoni legati a recettori sulla membrana plasmatica vengono degradati da enzimi presenti nel plasma oppure il complesso ormone-recettore viene portato dentro la cellula per endocitosi e degradato nei lisosomi.

Gli ormoni vengono suddivisi in tre classi principali:

• proteici, costituiti da catene di aminoacidi;
• steroidei, derivanti dal colesterolo;
• derivati da aminoacidi, sono modificazioni degli aminoacidi triptofano e tirosina.

Ormoni peptidici

Il peptide iniziale che esce dal ribosoma è una proteina inattiva chiamata preproormone, contenente una sequenza segnale che serve per dirigere la proteina nel reticolo endoplasmatico rugoso. Da qui prosegue verso l’organo del Golgi dove la sequenza segnale viene rimossa creando una piccola molecola inattiva chiamata proormone. Il proormone è impacchettato in vescicole secretorie contenenti enzimi proteolitici che scindono il proormone nell’ormone attivo. Le vescicole secretorie sono immagazzinate nel citoplasma della cellula endocrina fino a quando la cellula riceve il segnale per la secrezione.

Gli ormoni peptidici sono idrosolubili e lipofobi quindi possono sciogliersi nel liquido extracellulare per essere trasportati ma non possono entrare nelle cellule bersaglio senza legarsi a recettori di membrana.

Il sistema ormone-recettore innesca la risposta per trasduzione del segnale. La risposta delle cellule è rapida, i cambiamenti innescati dall’ormone comprendono l’apertura o la chiusura di canali di membrana, la modulazione di enzimi metabolici o di proteine di trasporto.

L’emivita (tempo necessario a dimezzare la concentrazione dell’ormone) è piuttosto breve, si parla di pochi minuti; se la risposta deve essere prolungata nel tempo l’ormone è secreto in continuazione.

Ormoni steroidei

Gli ormoni steroidei derivano dal colesterolo e sono sintetizzati dalla corteccia surrenale e dalle gonadi. Le cellule che producono ormoni steroidei presentano grande quantità di reticolo endoplasmatico liscio in cui vengono sintetizzati gli ormoni. Essendo gli steroidi lipofili essi possono attraversare facilmente la membrana cellulare ma le cellule che le secernono non possono immagazzinarli in vescicole secretorie, perciò li sintetizzano quando sono necessari.

Gli steroidi essendo idrofobi per essere trasportati nel sangue devono legarsi a proteine trasportatrici quali la globulina o l’albumina. Questo legame protegge l’ormone dalla degradazione enzimatica e ne allunga l’emivita.

Dato che le proteine trasportatrici sono lipofile il complesso steroide-trasportatore non può entrare nella cellula, solo le molecole di ormone libero possono diffondere nella cellula bersaglio. I recettori per gli ormoni steroidei si trovano nel citoplasma o nel nucleo cellulare. La destinazione finale del complesso recettore-ormone è il nucleo dove il complesso agisce come fattore di trascrizione legando il DNA e attivando o reprimendo la trascrizione di geni. I geni attivati producono mRNA che dirige la sintesi di nuove proteine, il processo di trascrizione può durare fino 90 minuti; gli ormoni steroidei non sono impiegati per vie riflesse che richiedono risposte rapide.

Ormoni derivati da aminoacidi

Gli ormoni derivati da aminoacidi derivano dal triptofano come la melatonina o dalla tirosina come gli ormoni tiroidei e le catecolamine. Le catecolamine (adrenalina, noradrenalina e dopamina) sono neuroormoni che si comportano come ormoni peptidici, mentre gli ormoni tiroidei si comportano come ormoni steroidei legandosi a recettori intracellulari.

I circuiti a retroazione

Nel sistema endocrino le vie di controllo riflesso semplici sono rappresentate da una cellula che agisce sia come sensore sia come centro di integrazione. Ormoni che agiscono in questo modo sono l’insulina, il glucagone e il paratormone.

Il paratormone (PTH) viene secreto dalle cellule paratiroidi quando la concentrazione di Ca²⁺ diminuisce sotto un certo livello. Il PTH agisce sull’osso, sui reni e sull’intestino dove evoca risposte che aumentano la concentrazione plasmatica di Ca²⁺, l’aumento del calcio inibisce il riflesso terminando il rilascio di PTH. Quello descritto è un esempio di circuito a retroazione negativa o feedback negativo.

I circuiti a retroazione positiva o feedback positivo rafforzano lo stimolo intensificando la risposta. Un esempio di retroazione positiva lo abbiamo durante il parto quando il bambino esercita pressione sulla cervice. Segnali sensoriali provocano il rilascio dell’ormone ossitocina che provoca contrazioni uterine spingendo la testa del bambino più fortemente contro la cervice stirandola ulteriormente. L’accentuato stiramento provoca ulteriore rilascio di ossitocina che causa ulteriori contrazioni dell’utero. Il ciclo continua fino a che avviene il parto.

Di seguito viene illustrata una tabella riassuntiva dei vari ormoni dell’organismo.