Issues of Concern
The Anterior Pituitary (Adenohypophysis)
L’ipofisi anteriore deriva dall’ectoderma embrionale. Secerne cinque ormoni endocrini da cinque diversi tipi di cellule endocrine epiteliali. Il rilascio di ormoni ipofisari anteriori è regolato da ormoni ipotalamici (rilascianti o inibitori), che sono sintetizzati nei corpi cellulari dei neuroni situati in diversi nuclei che circondano il terzo ventricolo. Questi includono il nucleo arcuato, il nucleo paraventricolare e ventromediale e le regioni preottica e paraventricolare mediale. In risposta all’attività neurale, gli ormoni ipotalamici sono rilasciati dalle terminazioni nervose nel sangue portale ipofisario e sono poi trasportati giù all’ipofisi anteriore.
Ormoni della pituitaria anteriore (AP)
Ormone della crescita (GH)
Altri nomi: ormone somatotropo o somatotropina
Cellule progenitrici: somatotrofi nell’AP
Cellule bersaglio: quasi tutti i tessuti del corpo
Trasporto: Il 60% circola libero e il 40% legato a specifiche proteine leganti il GH (GHBPs)
Meccanismo d’azione:
GH si lega ai recettori dell’ormone della crescita (GHRs) causando la dimerizzazione del GHR, l’attivazione della tirosina chinasi GHR-associata JAK2 e la fosforilazione tirosilica di JAK2 e GHR. Questo causa il reclutamento e/o l’attivazione di una varietà di molecole di segnalazione, tra cui MAP chinasi, substrati del recettore dell’insulina, fosfatidilinositolo 3′ fosfato chinasi, diacilglicerolo, proteina chinasi C, calcio intracellulare e fattori di trascrizione Stat. Queste molecole di segnalazione contribuiscono ai cambiamenti indotti da GH nell’attività enzimatica, nella funzione di trasporto e nell’espressione genica che, in ultima analisi, culminano nei cambiamenti della crescita e del metabolismo.
Regolazione della secrezione di GH:
Il rilascio di GH è sotto il duplice controllo dell’ipotalamo. La secrezione di GH è stimolata dall’ormone di rilascio dell’ormone della crescita (GHRH) ma soppressa da un altro peptide ormonale, la somatostatina (nota anche come ormone inibitore della crescita (GHIH)). Il fattore di crescita insulino-simile-1 (IGF-1) fornisce un feedback negativo per inibire il rilascio di GH dai somatotrofi. Gli ormoni tiroidei (T3 e T4) regolano l’espressione genica del GH nei somatotrofi.
Funzioni fisiologiche:
Il GH agisce quasi su ogni tipo di cellula. I suoi obiettivi principali sono le ossa e i muscoli scheletrici. Ha effetti metabolici diretti su grassi, proteine e carboidrati e azioni indirette che portano alla crescita scheletrica.
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Funzioni metaboliche dirette: Il GH è anabolico. Stimola la crescita di quasi tutti i tessuti del corpo che sono in grado di crescere (aumento del numero di cellule). GH aumenta anche il tasso di sintesi proteica nella maggior parte delle cellule del corpo e diminuisce il tasso di utilizzo del glucosio in tutto il corpo (azione diabetogena). Inoltre, aumenta la mobilitazione degli acidi grassi dal tessuto adiposo e aumenta i livelli di acidi grassi liberi nel sangue.
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Azioni indirette sulla crescita scheletrica: Il GH stimola la produzione di IGF-1 dagli epatociti. L’IGF-1 media gli effetti di crescita del GH sullo scheletro. L’IGF-1 esercita azioni dirette sia sulla cartilagine che sull’osso per stimolare la crescita e la differenziazione. Questi effetti sono cruciali per la crescita durante l’infanzia fino alla fine dell’adolescenza.
Prolattina
Cellule progenitrici: principalmente dai lattotrofi nell’AP
Cellule bersaglio: le principali cellule bersaglio sono le ghiandole mammarie e le gonadi
Meccanismo di azione: si lega al recettore ormonale peptidico (singolo dominio transmembrana) per attivare la via di segnalazione intracellulare JAK2-STAT simile a quella del GH
Regolazione: Come il GH, due ormoni ipotalamici inibitori (dalla dopamina) e stimolatori (PRH) regolano la secrezione di prolattina. L’influenza ipotalamica predominante è inibitoria.
Funzioni fisiologiche: Le funzioni principali della prolattina sono la stimolazione della crescita e dello sviluppo della ghiandola mammaria (effetto mammografico) e la produzione di latte (effetto lattogeno). Ha anche effetti sull’asse ipotalamo-ipofisi-gonadi e può inibire la secrezione pulsatile di GnRH dall’ipotalamo.
Ormone follicolo-stimolante (FSH) e ormone luteinizzante (LH)
Cellule progenitrici: gonadotrofi nell’AP
Cellule bersaglio: gonadi (ovaie e testicoli)
Meccanismo di azione: FSH e LH si legano a recettori accoppiati alla proteina G per attivare l’enzima adenilciclasi, che a sua volta aumenta il cAMP intracellulare. Il cAMP attiva la protein chinasi A (PKA) che fosforila le proteine intracellulari. Queste proteine fosforilate compiono poi le azioni fisiologiche finali.
Regolazione: La secrezione di FSH e LH è sotto il controllo dell’ormone ipotalamico di rilascio delle gonadotropine (GnRH).
Funzioni fisiologiche: FSH e LH regolano le funzioni delle ovaie e dei testicoli. Nelle femmine, FSH stimola la crescita e lo sviluppo dei follicoli in preparazione per l’ovulazione e la secrezione di estrogeni dal follicolo di Graafian maturo. L’LH innesca l’ovulazione e stimola la secrezione di progesterone da parte del corpo luteo. Nei maschi, l’FSH è necessario per la spermatogenesi e l’LH stimola la secrezione di testosterone dalle cellule di Leydig.
Ormone stimolante la tiroide (TSH)
Cellule progenitrici: tireotropi nell’AP
Cellule bersaglio: cellule follicolari tiroidee
Meccanismo d’azione: Il TSH si lega ai recettori accoppiati alle proteine G sulla membrana basolaterale delle cellule follicolari tiroidee. Come l’FSH e l’LH, attiva il sistema adenilciclasi-PKA-cAMP per fosforilare diverse proteine, che a loro volta realizzano le azioni fisiologiche finali
Regolazione: La secrezione di TSH è sotto il controllo dell’ormone ipotalamico di rilascio della tireotropina (TRH). Inoltre, il T4 ritorna all’ipofisi anteriore per inibire la secrezione di TSH.
Funzioni fisiologiche: la funzione principale del TSH è quella di stimolare la sintesi e la secrezione di ormoni tiroidei (tri-iodotironina e tiroxina) dai follicoli tiroidei. Inoltre, mantiene l’integrità strutturale delle ghiandole tiroidee.
Ormone adrenocorticotrofico (ACTH)
Cellule progenitrici: corticotrofi nell’AP
Cellule bersaglio: cellule nella corteccia delle ghiandole surrenali (cellule adrenocorticali)
Meccanismo d’azione: L’ACTH si lega ai suoi recettori accoppiati alla proteina G sulle cellule surrenocorticali. Simile a TSH, FSH e LH, attiva il sistema adenilico ciclasi-PKA-cAMP per fosforilare diverse proteine, che a loro volta raggiungono le funzioni fisiologiche finali.
Regolazione: La secrezione di ACTH è sotto il controllo dell’ormone ipotalamico di rilascio della corticotropina (CRH). È soggetta a una regolazione a feedback negativo.
Funzioni fisiologiche: la funzione principale dell’ACTH è quella di stimolare la secrezione di ormoni della corteccia surrenale (principalmente glucocorticoidi) durante lo stress.
L’ipofisi posteriore (Neuroipofisi)
L’ipofisi posteriore è di origine neurale. A differenza dell’ipofisi anteriore, l’ipofisi posteriore è collegata direttamente all’ipotalamo attraverso un tratto nervoso (tratto nervoso ipotalamoipofisario). Secerne due ormoni: ossitocina e ormone antidiuretico (ADH) o vasopressina. Gli ormoni sono sintetizzati dai neuroni magnocellulari situati nei nuclei sopraottico e paraventricolare dell’ipotalamo. Gli ormoni sono trasportati in associazione con proteine neurofisine lungo gli assoni di questi neuroni per terminare in terminali nervosi all’interno dell’ipofisi posteriore.
Ossitocina
Cellule progenitrici: nuclei paraventricolari e sopraottici nell’ipotalamo
Cellule bersaglio: cellule mioepiteliali delle ghiandole mammarie e dei muscoli uterini (miometrio) nelle donne e cellule miofibroblastiche nei tubuli seminiferi negli uomini.
Meccanismo d’azione: l’ossitocina agisce sulle sue cellule bersaglio attraverso un recettore accoppiato alla proteina G, che attiva la fosfolipasi C che a sua volta stimola il turnover dei fosfoinositidi. Questo provoca un aumento della concentrazione di calcio intracellulare, che attiva il macchinario contrattile della cellula.
Regolazione: l’ossitocina viene rilasciata in risposta a un input neurale afferente ai neuroni ipotalamici che sintetizzano l’ormone. L’allattamento e la stimolazione uterina da parte della testa del bambino durante il parto sono gli stimoli principali per il rilascio di ossitocina. È soggetta a una regolazione a feedback positivo.
Funzioni fisiologiche: l’ossitocina stimola l’espulsione del latte dal seno in risposta alla suzione (riflesso di espulsione del latte). Provoca la contrazione delle cellule mioepiteliali che circondano i dotti e gli alveoli della ghiandola e quindi l’espulsione del latte. L’ossitocina stimola anche la contrazione uterina durante il travaglio per espellere il feto e la placenta.
Ormone antidiuretico (ADH) o vasopressina
Cellule progenitrici: nuclei paraventricolare e sopraottico dell’ipotalamo.
Cellule bersaglio: tubuli convoluti distali renali e dotto di raccolta e cellule muscolari lisce vascolari.
Meccanismo d’azione: simile all’ossitocina, agisce sulle sue cellule bersaglio attraverso un recettore accoppiato alla proteina G, che attiva la fosfolipasi C che a sua volta stimola il turnover dei fosfoinositidi e causa un aumento della concentrazione intracellulare di calcio che a sua volta realizza le azioni fisiologiche finali.
Regolazione: Lo stimolo principale per il rilascio di ADH è un aumento dell’osmolalità del sangue circolante. Gli osmorecettori situati nell’ipotalamo rilevano questo aumento e attivano i nuclei paraventricolare e sopraottico per rilasciare ADH. Rilascia anche in risposta all’ipovolemia.
Funzioni fisiologiche: L’ADH si lega ai recettori V2 sul tubulo distale e sui dotti collettori del rene per up-regolare l’espressione del canale dell’acquaporina sulla membrana basolaterale e aumentare il riassorbimento dell’acqua. Come suggerisce il suo nome, agisce anche come vasocostrittore legandosi ai recettori V1 sulla muscolatura liscia arteriolare.