Classificazione degli ormoni

Definizione classica:

l’ormone è una molecola altamente specifica che viene sintetizzata e secreta da tessuti specializzati in seguito ad un determinato stimolo, e viene riversata in circolo raggiungendo i tessuti bersaglio dove sono presenti i recettori.
Qui determinano una serie di modificazioni metaboliche che rappresentano la risposta biologica all’ormone. Essa è diversa a seconda che l’ormone sia liposolubile e quindi possa entrare nella cellula o meno.

Esistono anche i neuroormoni che sono così chiamati perché sono prodotti da cellule neuroendocrine. Anche essi possono essere riversati in circolo e andare quindi ad influenzare tessuti più o meno vicini alla cellula che li ha prodotti. Si chiamano neurotrasmettitori quando sono riversati a livello della sinapsi e rimangono localizzati solo in questo stretto spazio.

La distinzione tra neuroormoni e neurotrasmettitori è solo di tipo formale poiché l’unica differenza è la distanza tra i loro bersagli.

 

Caratteristiche comuni degli ormoni:

  • bassa concentrazione in circolo (da 10-12 a 10-6)
  • agiscono su organi bersaglio evocando risposte diverse a seconda dei tessuti. La differenza è legata alle proteine specifiche (recettori) che riconoscono e legano l’ormone. Questi recettori si potranno trovare in zone diversa della cellula a seconda della solubilità dell’ormone: per gli ormoni peptidici e aminici il recettore è sulla membrana plasmatica, per gli ormoni lipofili come quelli steroidei e quelli della tiroide il recettore si trova all’interno della cellula.
  • La risposta funzionale una volta avvenuto il legame ormone-recettore non è del tipo “tutto o nulla” ma è modulare, cioè può essere più o meno intensa a seconda del numero di recettori e a seconda della funzionalità del sistema di trasduzione del segnale.

 

Gli ormoni esercitano la loro azione attraverso 3 meccanismi principali:

  • regolando la velocità di sintesi e di degradazione degli enzimi o altre proteine cellulari (anche agendo a livello genico)
  • influenzando la velocità di catalisi (regolazione covalente)
  • modificando la permeabilità della membrana

 

Le principali risposte sotto il controllo dell’attività ormonale:

  • adattamento allo stress (catecolamine)
  • regolano la crescita
  • funzioni riproduttive
  • pressione osmotica
  • regolano i livelli di calcio e fosforo nell’organismo
  • sviluppo dell’osso
  • differenziamento
  • funzioni digestive

 

Attori principali della trasduzione del segnale:

  • molecole segnale
  • recettori
  • G-proteine (proteine di raccordo) che legano i recettori attivati alle vie di trasduzione del segnale all’interno della cellula
  • Formazione di secondi messaggeri
  • Proteine effettrici che sono quelle che vengono modificate dalla presenza dell’ormone in circolo

 

Molecole segnale:

  • neurotrasmettitori prodotti dal SNC
  • ormoni che vengono prodotti dalle ghiandole endocrine
  • fattori di crescita che vengono prodotti dai tessuti e agiscono soprattutto a livello paracrino e determinano l’attivazione della proliferazione cellulare, la morte cellulare, ecc…

La molecole che si lega al recettore è chiamato ligando. Esso può essere un “agonista” quando promuove la modificazione, o un “antagonista” se invece ha una funzione opposta.

 

I neurotrasmettitori possono avere una diversa natura chimica:

  • amine biogene come le catecolamine
  • peptidi, cioè molecole formate da una serie di amminoacidi
  • amminoacidi stessi come il glutammato o l’aspartato che hanno funzione eccitatoria, oppure il GABA o la glicina che hanno funzione inibitoria.

 

Classificazione chimica degli ormoni (4 categorie):

  • derivati da un solo amminoacido (adrenalina, noradrenalina, melatonina, triiodotironina, tirosina)
  • peptidici e proteici che sono la maggioranza (insulina)
  • steroidei la cui struttura di base deriva dal colesterolo (ormoni della gonadi, glucocorticoidi, mineralcorticoidi)
  • eicosanoidi che derivano da trasformazioni dell’acido arachidonico (prostaglandine, leucotrieni) presente nei fosfolipidi di membrana, alla posizione 2 del glicerolo. Per azione della fosfolipasi A2 questo acido viene staccato e può diventare esso stesso un secondo messaggero, oppure per azione di 2 enzimi diversi, le lipoossigenasi o le cicloossigenasi, porta alla formazione di questi composti.

 

Sintesi ed immagazzinamento

  • Gli ormoni steroidei, essendo liposolubili, non possono essere depositati all’interno di vescicole, per cui diffondono liberamente nel torrente circolatorio. Di conseguenza hanno riserve limitate di alcune ore.
  • Gli ormoni peptidici e le catecolamine, essendo idrofile non diffondono, di conseguenza possono essere immagazzinate in vescicole e liberate solo in risposta ad uno stimolo per esocitosi. Di conseguenza permettono la formazione di riserve di alcuni giorni.
  • Le iodotironine vengono immagazzinate nella cavità del follicolo tiroideo sotto forma di tireoglobulina e rappresentano riserve di alcune settimane.

 

Sintesi degli ormoni peptidici

La sintesi degli ormoni peptidici avviene come la sintesi di qualsiasi proteina, cioè attraverso trascrizione e traduzione. Essi però non vengono prodotti direttamente in forma definitiva, ma vengono prodotti prima come pre-pro-ormoni. Ad esempio l’insulina prodotta dalle cellule β del pancreas. Essa viene prodotta come pre-pro-insulina che presenta una sequenza leader di 20-23 amminoacidi che permette l’entrata della proteina nascente all’interno del reticolo endoplasmatico. Una volta entrata questa sequenza viene persa (serviva solo per entrare) e il pro-ormone viene impacchettato all’interno di vescicole secretorie e qui può maturare completamente con il distacco di un’altra parte della proteina. La forma definitiva verrà liberata attraverso una secrezione calcio-dipendente.

 

Sintesi delle catecolamine

Per quanto riguarda le catecolamine, esse vengono formate da una serie di modificazioni a partire dall’amminoacido tirosina fino all’adrenalina e alla noradrenalina.

 

Secrezione e trasporto

Gli ormoni steroidei e le iodotironine (idrofobici), una volta riversati in circolo, si devono legare a delle proteine specifiche o aspecifiche che li trasportano, come la globuline plasmatiche (CBG: cortisol binding protein, SHBP: sexual horomon binding protein, TBG per le iodotironine).

Gli ormoni peptidici invece vengono prodotti come pre-pro-ormoni, pro-ormoni e ormoni e vengono immagazzinati nelle ghiandole che li producono e poi vengono riversati nel torrente circolatorio per esocitosi. Ad esempio l’insulina: essa viene liberata con l’aumento della concentrazione di glucosio o di amminoacidi in circolo. Il glucosio entra in queste cellule con il GLUT2 che fa eguagliare la concentrazione nelle cellule pancreatiche e nel sangue. Viene avviata la glicolisi, di conseguenza aumenta la concentrazione di ATP. Esistono sulla membrana dei canali del potassio ATP dipendenti, questi vengono chiusi e di conseguenza diminuisce la fuoriuscita del potassio. Questo comporta un aumento del potenziale di membrana che apre i canali del calcio. L’aumento di quest’ultimo all’interno del citoplasma favorisce l’esocitosi e quindi permette la liberazione dell’insulina.