Franca Esposito » 21.Gli ormoni: generalità

La comunicazione cellulare

In tutti gli organismi multicellulari la sopravvivenza della cellula dipende da un
elaborato network che coordina:

• la differenziazione
• la crescita
• il metabolismo

La lezione è della Prof. Margherita Ruoppolo

La comunicazione cellulare (segue)

A) SISTEMA NERVOSO: Neurotrasmettitori
↓
B) SISTEMA ORMONALE : Messaggeri chimici

Comunicazione intercellulare

Rete fissa strutturale, lungo cui viaggiano segnali chimici e chimico-fisici (A).

Messaggi “mobili”, che dal sito di produzione si spostano all’ organo bersaglio (B).

La comunicazione cellulare (segue)

Autocrina
La molecola segnale agisce sulla cellula che la secerne ad esempio le prostaglandine

Paracrina
La molecola segnale agisce sulle cellule vicine a quella che la secerne per diffusione locale ad esempio gli ormoni eicosanoidi o gli ormoni del tratto gastrointestinale

Endocrina
Le molecole segnale vengono secrete nel circolo sanguigno e trasportate alle cellule bersaglio attraverso tutto il corpo ad esempio insulina e glucagone

Nervosa
Le molecole segnale sono secrete alle giunzioni sinaptiche

Gli ormoni

ORMONE : dal greco stimolare.

Qualsiasi sostanza prodotta dall’organismo che trasporti un segnale capace di indurre una qualsiasi modificazione a livello cellulare.

Gli ormoni (segue)

Ormoni operano a conc. molto basse 10-6-10-12 mol/L, sono secreti secondo cicli o ritmi diurni, mensili o annuali o in dipendenza di cicli di fertilità.

Vita media molto breve, inattivati dopo la loro azione per garantire un’adeguato controllo.

Esplicano la loro azione solo su celllule bersaglio, cioè cellule provviste di strutture di riconoscimento, dette recettori.

Classificazione chimica degli ormoni

1. Ormoni di natura protidica
a) derivati da amminoacidi:
Catecolamine (adrenalina, noradrenalina), ormoni tiroidei, melatonina

b) peptidici e proteici:
Ipotalamici, ipofisari, pancreatici, placenta, paratiroide, gastrointestinali, calcitonina, fattori di crescita, oncogeni

2. Ormoni steroidei (derivati colesterolo)
Ormoni sessuali maschili e femminili, ormoni corticosurrenalici, vitamina D derivati

3. Ormoni derivati da acidi grassi
Eicosanoidi (prostaglandine) etc

4. Ormoni retinoidi

Classificazione degli ormoni  (segue)

In base alla solubilità ed alla localizzazione dei recettori è possibile classificare in:

1. Ormoni lipofilici con recettori intracellulari:

es. ormoni steroidei, tiroxina, 1,2,5-diidro-colecalciferolo

2. Ormoni idrofilici, con recettori localizzati sulla superficie cellulare:
- ormoni peptidici
- piccole molecole cariche: epinefrina, istamina

3. Ormoni lipofilici, con recettori localizzati sulla superficie cellulare:

es. prostaglandine

Gli ormoni (segue)

La figura mostra il processo gerarchico di segnalazione ormonale. Tratto da: DL Nelson e MM Cox “I Principi di biochimica di Lehninger” ed. Zanichelli.

I recettori

Sistema di ricezione degli ormoni è costituito da proteine che riconoscono l’ormone e lo legano tramite legame non covalente, fungendo da trasduttore primario del segnale.

(Per approfondimenti si veda la lezione sulla Biosegnalazione)

I recettori (segue)

Potere discriminante dei recettori è molto elevato, alta affinità verso l’ormone.

Presentano (in genere) almeno due domini:

a) dominio di riconoscimento che lega l’ ormone
b) dominio che accoppia il riconoscimento ormonale alla specifica funzione intracellulare

Presentano diversa localizzazione secondo caratteristiche chimiche degli ormoni:

Ormoni lipo-solubili = localizzazione citoplasmatica o nucleare del recettore
Ormoni idro-solubili = localizzazione del recettore nella membrana plasmatica

Per una trattazione dettagliata dei recettori vedi lezione Biosegnalazione.

Interazione ormone-recettore

200 tipi di cellule differenziate nell’ uomo di queste solo poche sintetizzano ormoni “veri e propri”.

Nell’ organismo umano: 75 trilioni di cellule (tutte bersaglio di uno o più ormoni).

Alcune cellule o organi sono bersaglio di un solo ormone (Es. tiroide).

Un ormone può avere più tipi di cellula bersaglio, così come una cellula può essere bersaglio di più ormoni.

Interazione ormone-recettore (segue)

L’interazione ormone-recettore dipende:

• velocità di sintesi e secrezione ormone
• prossimità tra bersaglio e sorgente
• costante di dissociazione ormone (affinità)
• clearance dal sangue.

Interazione ormone-recettore (segue)

Altre caratteristiche dell’interazione ormone-recettore sono:

a) saturabilità (numero finito di recettori)

b) specificità elevata, recettore lega un solo tipo d’ormone (riferita a gruppi di molecole con stessa azione ormonale)

c) affinità elevata (siti recettoriali alta o bassa affinità)

d) capacità di trasduzione del segnale attraverso eventi molecolari che comportano modificazioni biochimiche della cellula bersaglio.

Modificazioni dei recettori

1. Down regulation: Internalizzazione dei recettori:

a) desensibilizzazione cellule bersaglio all’ormone
b) degradazione del recettore e dell’ ormone

2. Up-regulation: Comparsa di recettori:

a) Aumento del numero dei recettori (sintesi)
b) Priming: espressione genica del recettore ormone 1 è controllata da ormone 2

3. Modificazioni funzionali dei recettori.