6-ENDOCRINOLOGIA - Sezione di Microbiologia

6-ENDOCRINOLOGIAGli ormoni sono segnali chimici prodotti da cellule specializzate, secretinel sangue e che si legano a specifici recettori sulle cellule bersagliolontane dalla ghiandola endocrina, inducendo risposte funzionaliattraverso secondi messaggeri:segnali endocrini → long distance; segnali autocrini/paracrini → shortdistancebassa concentrazione (nM) → metodi di dosaggio molto sensibili(ELISA, RIA); spesso dosaggi multipli in condiz. stimolaz/inibiznatura chimica: steroidi, proteine, derivati di amminoacidiSteroidi: sintesi dal colesterolo in gh. surrenale, ovaio, testicoli, placenta;appena prodotti attraversano membrana (no accumulo) → sangue →veicolati da proteine carrier → organo bersaglio → recettore nucleare →effetti trascrizionali (lenti); lunga emivita (60-100 min)Ormoni peptidici: insulina, glucagone, PTH, GH, PRL; sintetizzati comepro-ormoni (taglio proteolitico → ormone); accumulati in granuli secretori.Ormoni glicoproteici: FSH, LH, TSH, hCG (subunità α uguale x tutti,subunità β diversa). Solubili (no carrier). Breve emivita (

Meccanismi di trasduzione del segnale ormonaleMetodologie di dosaggioBioassay: basato su risposta biologica in animali o tessuti/organi incoltura (superato)Protein binding assay: basato sul legame tra ormone e proteinalegante specifica: recettore (receptor assay, estrogeni eprogesterone), anticorpo anti-ormone (immunoassay, il + usato),proteina carrier (thyroid binding globulin). Può essere marcatol’ormone oppure la proteina legante (marcatura radioattiva,fluorescente o luminescente) e il dosaggio può essere di tipocompetitivo o non competitivo.Assay Marcatura RivelazioneRIA 3H scintill. liquida125I contatore gammaEIA o ELISA HRP spettrofotometroAPβ-galattosidasiCLA isoluminolo luminometro (600 molecole!)esteri acridinaFIA fluorescina, rodamina fluorimetroImmunoassay competitivol’ormone nel campione biologico compete con ormone radio-marcato(tracer) a conc. costante per legame a anticorpo (limitante). Richiedecurva standard.Immunoassay non competitivol’ormone del campione è legato da anticorpo marcato, in eccesso;relazione lineare dose-risposta2

IPOTALAMO E IPOFISIIpotalamo: pareti e pavimento 3° ventricolo; connette sistema nervosoe sistema endocrino; è collegato direttamente alla neuroipofisi (ipof.post) mediante neuroni che attraversano il peduncolo ipofisario emediante il circolo portale ipofisario all’adenoipofisi (ipof. ant). ProducePRF, TRH, Gn-RH, GHRH, CRHIpofisi: nella sella turcica, soprachiasmatica, collegata all’ipotalamomediante peduncolo ipofisario; ipof. anteriore (tess. ghiandolare)produce GH, ACTH, PRL (proteine), TSH, LH e FSH (glicoproteine);ipofisi posteriore (tessuto nervoso), deposito degli ormoni prodotti daneuroni ipotalamici (ADH e ossitocina), rilasciati per stimol.osmocettori ipotal. o contraz. utero.FeedbacknegativoUna disfunzione ipotalamica (cause tumorali, infiammatorie,degenerative, congenite) si deduce dalla valutazione della rispostaipofisaria alla somministrazione di RH ipotalamici sintetici.Una eccessiva produzione ormonale ipofisaria è di solito causatada tumore e riguarda un solo ormone (es. iperproduzione GH,gigantismo ipofisario/acromegalia a seconda che l’iperproduz. iniziprima o dopo fusione epifisi).Una insufficiente produzione ormonale ipofisaria può esseredovuta a tumore o ischemia (es. ischemia/shock da travaglio - sindr.di Sheehan) e di solito comporta pan-ipopituitarismo (sintomi dainsuff. ormoni sessuali, tiroidei e surrenalici).AcromegaliaCaso clinicoUna donna di 27 anni ha partorito il suo terzo figlio dopo 23 ore ditravaglio. Il parto è stato complicato da emorragia grave, che harichiesto 4 unità di sangue. Date le condizioni critiche della madre, ilneonato viene inizialmente alimentato artificialmente. Dopo qualchegiorno le condizioni della madre migliorano e lei vorrebbe allattare ilneonato, così come ha già fatto per i due precedenti figli, ma non c’èlattazione. Dopo 6 settimane dal parto, in occasione della visita dicontrollo del neonato, la madre lamenta perdita dell’appetito efaticabilità. Tre mesi dopo, la donna ritorna dal medico accusandoperdita di peso, stanchezza cronica, dimagrimento, amenorrea,ipotensione. Nonostante la temperatura esterna sia elevata (32°C) èmolto coperta.Qual’è la probabile diagnosi?Qual’era il sintomo post-parto suggestivo ai fini diagnostici?3

IPOFISI POSTERIOREADH (vasopressina) nonapeptide ciclico prodotto da neuroni ipotalamici (nucleo sopraottico) edepositato nell’ipofisi post. rilascio stimolato da osmocettori ipotalamici (suff. variaz. 1-2% osmolalitàsangue) oppure da barocettori (atrio sin, arco aortico e carotide, sensibili a ↓pressione sang.) (inibizione da freddo) stimola riassorbimento H 2 O nel tubulo convoluto dist. e collettore rene ipo-secrezione di ADH (tumori, traumi, interventi chir) provoca diabeteinsipido: poliuria (10-12 L/die) e polidipsia;Ossitocina nonapeptide ciclico prodotto da neuroni ipotalamici (nucleoparaventricolare) e depositato nell’ipofisi post. differisce per soli 2 aa da ADH rilascio stimolato da distensione uterina e stimol. mammaria stimola contraz. utero gravido e miocellule gh. mammaria ossitocina sintetica è utilizzata per ↑ contrazioni uterine estimolare secrez. lattediagnosi mediante confrontoosmolalità siero e urine e testdisidratazione: deprivazione acqua emisura Osm siero/urine dopo iniezioneADH (Osm urine ↑ >5% nel DI)Sintesi e rilascio controllati da TRH ipotalamico e TSH ipofisario (feed-backneg. di T 3 e T 4 ) Uptake conc. di Iodio nella tiroide (anche di 99m Tc, usato per imaging) Iodinazione delle tirosine della proteina precursore tireoglobulina (nel lumefollicolare) → monoiodotirosina (MIT) e diiodotirosina (DIT). Coniugazione enzimatica (perossidasi): MIT+DIT → T 3 e DIT+DIT → T 4 Secrezione: riassorbimento tireoglobulina e proteolisi: T 3 e T 4 → sangue ;MIT e DIT riciclate. 80% del T 3 circolante deriva dalla de-iodinazione di T 4 (fegato e rene); T 4 èpro-ormone di T 3 (meno attivo, ma + conc. nel sangue) T 3 e T 4 nel sangue sono veicolati da proteine: TBG (thyroxine-bindingglobulin) e TBA (thyroxine-binding albumin); solo T 3 /T 4 liberi (FT 3 e FT 4 ) sonoattivi. recettore T 3 nucleare → effetti trascrizionali screening diagnostico iper/ipo-tiroidismo: dosaggio FT 4 e TSHSegue ormoni tiroidei…ORMONI TIROIDEI Gozzo (goiter) semplice (es. da deficit I): aumento volumeghiandolare (in assenza di processi infiamm./neopl.) supplisce amoderata insuff. ormonale; TSH/T 4 anche normali; terapia: L-tiroxina(inibisce produz. TSH)Ipotiroidismo: primitivo (es. autoimmune, tiroidite cronica diHashimoto) o secondario a insuff. ipotal. o ipofisariaSintomatologia: faticabilità, rallentamento facoltà fisiche e mentali(memoria, apprendimento, attenzione), dispnea da sforzo, intolleranzaal freddo, crampi muscolari, secchezza cute e capelli, gozzo (nonsempre), iperlipidemia (↑colesterolo e trigliceridi) → mixedema(evoluzione dell’ipotiroidismo grave) ispessimento sottocute dainfiltrazione mucopolisaccaridi. Può evolvere nel coma: ipotermia,depressione respiratoria, insuff. cardiaca con cardiomegalia eversamento pericardico.Ipotiroidismo congenito (cretinismo): incidenza 1:5000 nati;screening diagnostico: dosaggio TSH/TT 4 ; letargia, ritardo svilupposcheletrico e mentale (irreversibile), fenotipo caratteristico.4

Test di laboratorio nell’ipotiroidismoGozzo endemicoIpertiroidismo: primitivo o secondario a tumore ipotal. o ipofisarioSintomatologia (tireotossicosi: nervosismo, ansia, irritabilità, insonnia, tremore,sudorazione eccessiva, intolleranza al caldo, prurito, tachicardia e aritmie(atriali), dimagrimento (perdita di massa muscolare e adiposa), amenorrea,↓colesterolo e trigliceridi, faticabilità e dispnea da sforzo. Può esitare nella crisitireotossica (a seguito di stress: infezione, anestesia): ipertermia (>40°C),tachicardia, fibrillazione atriale, scompenso cardiaco congestizio, delirio, coma.Test captazione 123 I o 99m Tc nella diagnosi differenziale dell’ ipertiroidismo:↑captazione in morbo di Grave’s (Basedow), adenoma tossico, tumoreipofisario; ↓captazione in tiroidite cronicaMorbo di Basedow: incidenza 0.4%; 6 volte + frequente nelle donne (pubertà,menopausa, gravidanza). Base autoimmune (Ab anti recettore FSH causanostimolaz. continua cell follicolare, rilascio T 3 /T 4 e inibiz. rilascio TSH).Sintomatologia: gozzo tireotossico, esoftalmo (da depositi mucopolisaccaridispazio retro-orbitale), mixedema pre-tibiale.Esoftalmo nel morbo di Basedow5

Test di laboratorio nell’ipertiroidismoCaso clinico 1Una donna di 33 anni in buona salute e senza gozzo apparente riporta iseguenti risultati dei dosaggi di FT 4 (1.2 ng/dl) e TSH (15 µU/ml). Il medicoprescrive la ripetizione degli esami dopo 6 mesi, con il seguente risultato:FT 4 1.0 ng/dl e TSH 25 U/ml.Qual’è la probabile diagnosi?Quali altri esami potrebbero essere d’aiuto nella diagnosi?Caso clinico 2Una donna di 41 anni lamenta nei pregressi 3 mesi i seguenti sintomi:aumento della sudorazione, nervosismo, palpitazioni, intolleranza al caldo.Ha perso 3 Kg nelle ultime 3 settimane. La pelle è calda e umida, c’è unleggero esoftalmo e tachicardia (140/min). La tiroide è diffusamenteingrandita, con accenno di nodularità.TT4 21.2 g/dlTSH ndQual è la probabile diagnosi ?Quali altri esami potrebbero essere utili per confermarla?ORMONI CORTECCIASURRENALICASegue cortecciasurrenalica…FamigliaAndrogeniPrinc.ormoneDHEAControllorilascioCRF ipotal eACTHPrinc. effettiMascolinizzanti: irsutismo, amenorrea,↑massa muscol.MineralcorticoidialdosteroneSist. reninaangiotensinae[K + ] plasma↑ Riassorb Na + e escrezione K + reneGlucocorticoidicortisoloCRF ipotal(ritmo circadianostress) e ACTHipofisi antMetabolici (anti-insulina):↑gluconeogenesi, glicogeno-sintesi,catab. proteico e lipolisiAnti-infiammatori e immunosoppressiviDebole attività mineral-corticoide(vedi strutture)Catabolismo epatico x glucuronazione → dosaggio nelle urinedelle 24 ore (creatinina totale come controllo interno)6

Segue cortecciasurrenalica… Il sistema renina-angiotensina-aldosterone regolavolume del sangue e pressione arteriosaSegue cortecciasurrenalica…IPERALDOSTERONISMOPRIMARIO da adenoma surrenalico (sindrome di Conn) o iperplasianodulare bilaterale↑ [aldosterone] nel siero, che non varia con restrizione/carico Na + oraleSECONDARIO da eccessiva produzione renina (es. stenosi arteriarenale)↑ [renina] nel siero, che non varia con restrizione/carico Na + oraleSegni e esami clinici: ipertensione diastolica (>95), ↓[K + ] siero (e poss.↑[Na + ]) →debolezza muscolare, alcalosi da ↑escrez. H + (gradienteelettrico + favorevole)IPOALDOSTERONISMOPRIMARIO da insuff. surrenalica: acquisita (di solito associato a deficitgluco-corticoidi) o congenita (deficit enzimi biosintesi)SECONDARIO a malattia renale cronicaSintomatologia: ↑[K + ] siero, acidosiSegue cortecciasurrenalica…Il sistema CRF-ipotalamico/ACTH regola lasecrezione di cortisolo (e di androgeni surr.)ACTH deriva dalla proteolisi di un proormone,che genera anche MSH e betaendorfine.Max al risveglio, min alla notte (= cortisolo)Febbre doloreipoglicemiaSegue cortecciasurrenalica…IPERCORTISOLISMO(sindrome di Cushing)PRIMARIO da adenoma/carcinoma surrenalicoSECONDARIO da ipersecrez. ACTH da adenoma ipofisarioda produzione ectopica di ACTH (carcinoma polm)IATROGENO da somm. cortisolo (secrez. cortisolo endogeno soppressa →riduzione graduale terapia!)**L’ipersecrezione di ACTH induce iperpigmentazione da MSHFeedbacknegativoSegni clinici e sintomi: adiposità tronco (fenotipo e facies caratt.), faticabilità,iperglicemia e glicosuria, ipertensione diastolica, ↓massa muscolare,osteoporosi, suscettibilità infezioni, linfopenia, irsutismo, amenorrea, alterazionipersonalità. Iperpigmentazione solo nel Cushing secondario!Esami lab: ↑cortisolo plasma (e cortisolo e 17-OH corticoidi urinari), resistentea carico di desametasone ; possibile ↓[K + ] siero e alcalosi7

IPOCORTISOLISMO(sindrome di Addison)PRIMARIO atrofia idiopatica surrene (su base autoimmune), da infezione(TBC), emorragia o tumore; ↓ cortisolo e aldosteroneSECONDARIO a insuff. secrezione ACTH ipofisi; aldosterone normale!Segni clinici e sintomi: astenia grave, anoressia, perdita di peso,ipotensione (sincope), iperpigmentazione cute e mucose esposte e non,nausea/vomito, mutamento personalità (irritabilità, irrequietezza).Evoluzione fatale se non curata!Esami lab: ↓ cortisolo plasma (e ↓ cortisolo e 17-OH corticoidi urinari)basale e resistente a carico di ACTH (primario); ↓[Na + ] e ↑[K + ] siero eacidosiManifestazioni cliniche dellasindr. di CushingFacies sindr. CushingORMONI MIDOLLARE SURRENECellule cromaffini midollare surrene e gangli sistema simpatico derivano dacresta neurale (come tessuto nervoso!).Producono dopamina, adrenalina (epinephrine) [→ nel sangue] e noradrenalina(norepinephrine) [neurotrasmettitore locale] da tirosina.Rilascio ↑ in condizioni stress (ansia, dolore, febbre).Effetti: metabolici anti-insulina (↑catabolismo glucidi e lipidi) e cardiovascolari(↑pressione sanguigna e frequenza cardiaca)FEOCROMOCITOMATumore midollare surrene iperproducente catecolamine.Segni clinici e sintomi: episodi ricorrenti di ipertensione sistolodiastolica(>160/95), cefalea, sudorazione e pallore, palpitazioni,tremito.Dosaggio catecolamine plasma e dosaggio metanefrina e VMA nelleurine (24 ore).Dosaggio VMA e omovanillico (HVA, catabolismo dopamina) urinarinella diagnosi neuroblastoma (tumore pediatrico midoll. surrene)!Catabolismo: catecol-O-metil transferasi (COMT) e monoamino ossidasi(MAO) trasformano adr. e noradr. in normetadrenalina e metadrenalina equeste in ac. vanillilmandelico (VMA) → escrezione urinaria8

Caso clinicoUn uomo di 38 anni arriva al PS accusando forte cefalea. Lapressione arteriosa misurata è 220/120 e c’è sudorazione profusa.Nei precedenti 2 mesi il paziente riporta un episodio simile.Gli esami del sangue sono tutti normali, eccetto la glicemia (140mg/dl).Quali ulteriori indagini di laboratorio sono utili per confermare ladiagnosi di feocromocitoma?Quale altra causa di ipertensione abbiamo già visto e qualisarebbero i risultati dei test di laboratorio diagnostici in quel caso?Ormoni sessualiOrmoni sessuali femminiliRilascio ciclico: fase follicolare e fase luteale (c.a. 14 gg. ciascuna); regolaz. afeed-back negativo ovaio-ipofisiFase follicolare: Gn-RH ipotalamico stimola rilascio FSH ipofisario → stimolazaccrescimento follicolo ovarico (ovocita e cell. follicolari) → follicolo maturo.Cell. follicolari (tecali) producono estrogeni → proliferaz. mucosa uterina →inibizione secrez. FSH e stimolaz. secrez. LH → picco LH → ovulazioneFase luteale: follicolo (espulso uovo) diventa corpo luteo → cell. follicolari(granulosa) producono progesterone. In assenza di hCG dall’uovo fecondato,corpo luteo degenera in c.a. 14 gg. → cessa produz. progesterone →mestruazione.Ormoni sessuali maschiliRegolaz. a feed-back negativo testicolo-ipofisiGn-RH ipotalamico stimola rilascio LH ipofisario → testosterone e estradiolo dacell. interstiziali (Leydig) testicolo.Testosterone Estrogeni Progesterone FSH LHng/dl pg/ml ng/dl mU/ml mU/mlBambini

OrmoneOrigineAzioneConc. plasmaOrmoneOrigineAzioneConc. plasmaGlucagoneInsulinaCell. αpancreasCell.βpancreasMetab. zuccheri e grassiMetab. zuccheri e grassiT3Tiroide↑termogenesi; ↑catab.glucidico e proteico;sviluppo pre- e post-nataleSNC, cuore, scheletro.TT 3 60-200 ng/dlFT 3 0.1-0.4 ng/dlLHossitocinaIpofisi ant.Ipofisi post.Ovulazione; sintesitestosteroneContraz. utero e gh.mamm.Fase foll.16-100 mU/mlFase lut. 1-12 mU/mlT4TiroidePro-ormone di T 3TT 4 5-15 µg/dlFT 4 1.5-2.5 ng/dlprogesteroneCorpo luteoPrepara utero a gestaz.Fase lut.200-2500 ng/dlPTHtestosteroneGh.paratiroiditesticoloAumenta [Ca 2+ ] plasmaSpermatogenesi, caratt.sessuali masch.0.3-0.8 ng/ml300-1000 ng/dlTSHIpofisi ant.↑Rilascio ormonitiroidei0.5-5 µU/mlFattore di crescitaVascular endothelial GFGranulocyte macrophagestimulatingfactorInterferon α, β, γInsulin-like growth factor Ie IIMonocyte chemoattractantprotein-1Nerve growth factorPlatelet-derived growthfactorTransforming growthfactor-α, -βTumor necrosis factor-α, -βAlcuni fattori simil-ormonali (proteici) con effettiautocrino/paracrini : citochineAbbreviazioneVEGFGM-CSFIFN- α, -β, -γIGF-I e-IIMCP-1NGFPDGFTGF-α, -βTNF-α, -βAzione principaleProliferazione cell. endotelialiProliferazione precursori mielo.Antivirale, anti-proliferativaimmuno-soppressivaMedia effetto GH (IGF-I)Stimola proliferazione cell.Chemoattrattore per monocitiStimola proliferaz. miociti vascol.Proliferazione neuronaleChemiotassi mono.; Stimolaproliferazione cell.Stimola proliferazione cell.Inibiz. proliferaz. cell.,stimola attivazione cell. infiammatorieEsempi di approcci terapeutici innovativiindirizzati verso citochinePrevenzione degenerazione maculare con aptamers anti-VEGFPrevenzione lesioni aterosclerotiche con peptidi anti-MCP-110

Ormoni eicosanoidiMetabolismo acidi grassi essenzialiProstanoidi (prostaglandinee trombossani) ) e leucotrieniOrmoni locali (effetto autocrino/paracrino) a breve emivita, a struttura lipidica.Derivano da acidi grassi essenziali (no sintesi animale): linoleico (18:2 ∆9,12) eα-linolenico (18:3 ∆9,12,15). Due famiglie: ω-6 (pro-infiammatori) e ω-6 (antiinfiammatori).Due vie enzimatiche: COX e LOXNSAIDcortisoneCOX-1 e -2trombossaniprostaglandineEffetti funzionali degli ormoni eicosanoidiOrmoneCellula produttriceEffetto funzionaleLeucotrieni e acido 5-OHeicosatrienoico11