Endocrinologie

Endocrinologia reprezintă disciplina care se ocupă cu studiul glandelor endocrine şi a hormonilor produşi de acestea. În esenţă, scopul acestei discipline rămâne chiar şi în era biologiei moleculare şi a geneticii, studiul formelor de comunicare şi semnalizare care controlează şi coordonează funcţia multor organe şi procese.

Sistemul endocrin eliberează în circulaţie o serie de hormoni, care nu sunt altceva decât nişte mesageri chimici, capabili să transmită informaţia la distanţă, pe cale umorală până la nivelul ţesuturilor periferice unde vor interacţiona cu receptorii lor specifici. Sistemul în totalitate este subiectul unor mecanisme complexe de reglare care guvernează sinteza hormonală, eliberarea, transportul şi metabolismul hormonilor în interiorul celulelor ţintă precum şi expresia sau activitatea receptorilor hormonali sau căile de semnalizare intracelulare şi nucleare.

Acest sistem este perfect integrat cu alte sisteme majore de comunicare intercelulare cum ar fi sistemul nervos şi cel imun. Efectele exercitate de acest sistem pot fi în sens larg definite ca fiind implicate în:

- Creşterea şi dezvoltarea organismului,

- Menţinerea homeostaziei,

- Diferenţierea sexuală şi reproducerea,

- Reglarea metabolismului şi a aportului nutritiv.

Aceste categorii de acţiuni nu se exclud reciproc, mulţi hormoni au roluri multipe (de exemplu hormonii tiroidieni influenţează atât dezvoltarea organismului cât şi reglarea metabolismului sau a homeostaziei) iar multe dintre răspunsurile biologice necesită integrarea mai multor căi hormonale diferite. Un exemplu clasic pentru această acţiune complexă este cel al controlului glicemiei sanguine care implică insulina, un hormon peptidic pancreatic dar şi hormonii de contrareglare: glucagonul, cortizolul, hormonul de creştere sau adrenalina, orice modificare patologică a glicemiei sanguine este determinată de o dereglare în acţiunea unuia dintre hormonii enumeraţi.

Mecanismul de acţiune şi sisteme de reglare ale hormonilor

În mod clasic hormonii pot acţiona asupra organelor ţintă, după eliberare în sânge de la nivelul unei glande (reglare endocrină figura 1.1.)

Există şi alte tipuri de căi de acţiune locală:

- Paracrină – factorii eliberaţi de o celulă, acţionează asupra unei celule apropiate din acelaşi ţesut – exemplu somatostatina eliberată de la nivelul celulelor gama pancreatice poate inhiba secreţia insulinei de către celulele β insulare.

- Autocrină- un hormon, după eliberare, acţionează asupra aceleaşi celule în care este produs – poate avea efect de promovare a unei proliferări anormale în creşterea tumorală.

- Intracrină – similar celui precedent dar fără eliberare prealabilă a hormonului.

- Neuroendocrină – hormonii produşi de celule ale sistemului nervos, eliberaţi în circulaţia sistemică sanguină sunt denumiţi neurohormoni.

Conceptul de control prin feed-back negativ este unul dintre principiile fundamentale ale endocrinologiei. Fiecare ax hormonal major hipotalamo-hipofizar este guvernat de un feed-negativ, cu rol de menţinere a valorilor hormonilor periferici în limite foarte strânse. Într-un astfel de sistem se descriu – figura 1.2.:

- Bucla lungă: prin care concentraţia hormonilor periferici poate inhiba eliberarea tropilor hipofizari sau ai hormonilor eliberatori de la nivel hipotalamus (relesing hormone);

- Bucla scurtă: tropii hipofizari acţionează asupra hipotalamusului, inhibând eliberarea relesing-hormonilor de la acest nivel.

Existenţa acestui feed-back are importanţă atât în tratamentul cât şi în diagnosticul bolilor endocrine (prin introducerea unor teste de stimulare sau inhibiţie).

Secreţia unor glande endocrine (pancreas endocrin, paratiroide) este controlată tot prin feed-back negativ, dar glandele respective sunt capabile să sesizeze şi să răspună la modificările unei variabile controlabile (glicemie respectiv, valoarea calcemiei serice).

Un alt mecanism de reglare este cel neurogen care poate influenţa producţia de hormoni atât la nivel sistemului nervos central cât şi la nivel periferic- exemple:

- Hipotalamusul primeşte influxuri nervoase ce pot determina eliberarea de neurohormoni de la acet nivel. Aceştia vor afecta secreţia hormonilor hipofizari şi prin aceasta restul glandelor endocrine.

- Glanda pineală poate fi considerată o interfaţă între creier, circulaţia cerebrală şi lichidul cerebrospinal. Epifiza primeşte diferite influxuri fotosensibile prin inervaţia sa simpatică care vor determina transformarea serotoninei în melatonină, capabilă să influneţeze printre altele şi activitatea de reproducere.

- Medulosuprarenala are o puternică inervaţie simpatică determinând eliberarea catecolaminelor în condiţii de stres.

Unii hormoni pot fi reglaţi prin stimularea eliberării lor direct de către un factor de mediu, precum unii nutrienţi - de exemplu un puternic stimulator al eliberării de insulină rămâne creşterea marcată a nivelului glicemiei în celule beta pancreatice.

Sistemele de feed-back descrise mai sus se suprapun peste ritmurile hormonale utilizate pentru adaptarea la mediu. În funcţie de periodicitatea lor se descriu bioritmuri:

- Ultradiene – secreţia pulsatilă a LH, FSH;

- Circadiene la 24 de ore secreţa cortizonică;

- Circatrigintare la aproximativ 30 de zile- ovulaţia;

- Circumanuale.

Natura chimică a hormonilor

În general, hormonii pot deriva din aminoacizi sau lanţuri polipeptidice, colestrol sau fosfolipide. Cei mai numeroşi sunt hormonii de tip proteic sau polipeptidic care sunt alcătuiţi dintr-un număr variabil de aminoacizi (de la 3 la cîteva sute). Unii hormoni, precum insulina sunt alcătuiţi din două subunităţi legate prin punţi disulfidice de nişte reziduuri cisteinice iar hormonii glicoproteici ai adenohipofizei conţin de asemenea două subunităţi polipeptidice la care se ataşează o grupare glucidică. Există hormoni care derivă din anumiţi aminoacizi (tirozina – din care se produc catecolaminele şi hormonii tiroidieni; triptofanul - precursorul serotoninei, melatoninei). Unii dintre ei pot funcţiona şi ca neurotransmiţători (de exemplu noradrenalina).

Hormonii steroidieni, secretaţi de cortexul adrenal şi de gonade, derivă din colesterol şi au o structură bidimensională similară, specifictatea fiind asigurată de lanţurile laterale şi de orientarea spaţială. Hormonii de tipul vitaminei D şi acidului retionoic derivă tot din colesterol, în mare parte provenit din dietă. Hormonii derivaţi din acizii graşi polinesaturaţi sau fosfolipide includ eicosanoizii (prostaglandine, prostacicline, tromboxani, leucotriene).