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Scarica Endocrinologia appunti e più Appunti in PDF di Endocrinologia solo su Docsity! 1 ENDOCRINOLOGIA Materia del II anno Scienze Motorie e Sportive SISTEMA ENDOCRINO Il sistema endocrino o ormonale è un sistema che comprende un insieme di ghiandole endocrine e cellule endocrine, le quali secernono nel sangue delle sostanze (proteiche o lipidiche) dette "ormoni". Le ghiandole sono localizzate in varie parti del corpo: 1. Ipotalamo 2. Ipofisi 3. Tiroide 4. Paratiroidi 5. Surreni 6. Reni 7. Isole pancreatiche 8. Ovaio 9. Testicolo 1) Ipotalamo: regione celebrale coinvolta nella regolazione delle risposte dei diversi organi che partecipano al mantenimento dell'omeostasi. Esso controlla l'introito alimentare, il dispendio energetico, peso corporeo, sete, pressione arteriosa, ritmo sonno-veglia. Inoltre controlla anche la ghiandola ipofisaria. L'ipotalamo produce degli ormoni che agiscono sull'ipofisi mediante connessioni specifiche e possono essere distinti in 2 categorie:  La prima categoria riguarda gli ormoni che agiscono sulla neuroipofisi o ipofisi posteriore, e sono: -Vasopressina, regola l'assorbimento renale dell'acqua opponendosi alla produzione di urina; noto come ormone antidiuretico (ADH) -Ossitocina, stimola la contrazione uterina e la contrazione della muscolatura liscia delle mammelle, favorendo la fuoriuscita del latte. Questi due ormoni sono sintetizzati dai neuroni ipotalamici trasportati lungo i loro assoni e secreti dalle terminazioni nervose che si trovano nella neuroipofisi.  La seconda categoria di ormoni a azione inibitoria o stimolatrice sull'adenoipofisi o ipofisi anteriore) e sono: -GNRH, peptide che favorisce il rilascio delle gonadotropine stimolando la secrezione di FSH e LH, ormoni in grado di controllare le funzioni degli organi riproduttivi maschili e femminili; FSH > ormone follicolo-stimolante, stimola la maturazione del follicolo ovarico o cellula uovo LH> ormone luteinizzante, stimola la produzione di testosterone. -TRH> ormone che favorisce il rilascio dell'ormone tireotropo o tireotropina, detto comunemente TSH (img.) 2 La secrezione di TSH è controllato dal TRH a livello ipotalamico, mentre a livello plasmatico è controllato dagli ormoni tiroidei; è quindi soggetta ad un doppio controllo poiché viene stimolato dal TRH e inibito dagli ormoni tiroidei che il TSH stesso ha contribuito a produrre (asse ipotalamo-ipofisi-tiroideo a feedback negativo). -CRH, ormone che stimola la sintesi di corticotropina o ACTH, ormone polipeptidico che stimola la produzione di glucorticoidi tra cui il cortisolo; sono importanti per l'equilibrio glicemico (colesterolo). -GHRH, ormone che stimola la produzione dell'ormone della crescita o GH; Garantisce il trofismo muscolare ed osseo dell'adulto. Aumenta l'ossidazione degli acidi grassi favorendo il dimagrimento e la sintesi di corpi chetonici nei tessuti. La somministrazione cronica di GH ha effetti iperglicemizzanti con ridotta utilizzazione del glucosio, ridotta glicogenosintesi ed insulina resistenza. -PIH, ormone di inibizione della prolattina, ormone importantissimo per la lattazione e per lo sviluppo del seno in fase puberale. Questi ormoni sono trasportati dall'ipotalamo all'adenoipofisi attraverso una rete di vasi sanguigni (sistema portale ipotalamo-ipofisario). Ipofisi (Master Gland) detta anche Ghiandola Pituitaria L'ipofisi è una piccola ghiandola con funzione principale di controllo delle ghiandole endocrine (controlla in prima persona la tiroide, parte corticale del surrene e le gonadi, ovvero testicoli ed ovaie; inoltre partecipa alla regolazione dell'equilibrio idrico-salino, alla secrezione lattea e alla crescita corporea). L'ipofisi si trova all'interno della scatola cranica, alla base del diencefalo, dietro al chiasma ottico e si ancora alla regione inferiore dell'ipotalamo mediante un peduncolo ipofisario. Infatti l'ipofisi è controllata dall'ipotalamo mediante i neuroni i quali permettono l'RH (releasing hormone) e l'IH (inibiting hormone); ciascun fattore ipotalamico è specifico per uno specifico ormone ipofisario. Quindi attraverso di fattori ipotalamici, il sistema nervoso controlla direttamente il sistema endocrino; questa regolazione è permessa dal sistema portale ipofisario, una struttura vascolare che trasferisce all'adenoipofisi i fattori ipotalamici di rilascio e inibizione. Ogni sistema è costituito da due letti capillari uniti da un vaso; nello specifico il sistema ipotalamo-ipofisario nasce dalle due arterie ipofisarie superiori che mandano rami nel peduncolo ipofisario dove capillarizzano. Essa può essere divisa in 2 aree strutturalmente e funzionalmente diverse, ovvero: 1. Ipofisi anteriore, corrispondente all'adenoipofosi 2. Ipofisi posteriore, corrispondente alla neuroipofisi 5 GH ormone della crescita Il GH, detto comunemente ormone della crescita, è un ormone peptidico sintetizzato dalle cellule somatotrope, che rappresentano il 50% delle cellule ipofisarie. È costituito da 191 aminoacidi e viene secreto in modo pulsante con picchi ogni 3-4 ore; la maggior parte della secrezione avviene durante il sonno. Il GH raggiunge la sua massima secrezione durante l'infanzia e la pubertà, a seguito della quale vi è una diminuzione della produzione dell'ormone (dopo i 20 anni) tanto che in una persona di 50 anni la sua concentrazione è circa la metà rispetto a 20 anni. Quest'ormone viene secreto maggiormente nelle donne rispetto agli uomini. Gli stimoli che inducono alla secrezione di GH sono:  GHRH, ormone di rilascio dell'ormone della crescita e principale fattore di rilascio di GH;  Dopamina, neurotramettitore  Catecolamine  Aminoacidi  Ormoni tiroidei  Esercizio fisico intenso  Sonno  Ipoglicemia  Stress Mentre ci sono sostanze che inducono l'inibizione della secrezione di quest'ormone e sono:  Somatostatina, principale inibitore di rilascio di GH, ormone prodotto dall'ipotalamo, dal pancreas e dal tratto gastrointestinale.  IGF-1, fattore di crescita insulino-simile, detto anche somatomedia, viene prodotto dal fegato e, in misura minore dai condrociti; è un mediatore dell'azione del GH.  Acidi grassi liberi  Età avanzata  Iperglicemia  Malattie croniche Gli stimoli metabolici della secrezione di GH sono:  Riduzione della glicemia, azione ipoglicemica;  Aumento del lattato  Riduzione del N.E.F.A. (acidi grassi non esterificati, senza legame estere, acidi grassi liberi)  Aumento degli aminoacidi (arginina, amminoacido assunto con la dieta per accrescere la massa muscolare ed ottenere risultati visibilmente maggiori, migliora il trofismo muscolare) Il GH viene secreto in maniera pulsatile durante le 24 ore, soprattutto nelle ore notturne. Il GHRH controlla l'ampiezza, la SS (secrezione) controlla il ritmo e la durata dei picchi di secrezione. Azioni biologiche del GH Il GH agisce a livello biologico sia direttamente che indirettamente. 6 Azioni dirette:  Lipolisi, processo metabolico che prevede la scissione dei trigliceridi permettendo la liberazione di acidi grassi liberi (rompe i legami esterici delle catene di trigliceridi scindendoli in acidi grassi liberi).  Neoglucogenesi, processo metabolico mediante il quale, in caso di necessità dovuta da una carenza di glucosio, nel flusso ematico, un composto non glucidico viene convertito in glucosio, seguendo sostanzialmente le tappe inverse della glicolisi.  Chetogenesi, è un processo metabolico che porta alla formazione dei corpi chetonici.  Ritenzione di acqua e sodio  Azione antinsulinare (iperglemizzante) aumenta la resistenza all'insulina. Azioni indirette (indirettamente stimolando la sintesi del fattore di crescita insulino- simile GF-1 e IGF-2, entrambi ormoni proteici insulino-simili) IGF-1, ormone proteico prodotto dal fegato e in minor quantità dai condrociti.  Aumenta la sintesi proteica  Aumento della massa muscolare (induce iperplasia, crescita progressiva del volume di un organo o di un tessuto per aumento del numero di cellule, e ipertrofia, aumento del volume dell'organo o del tessuto indotto dall'aumento del volume delle cellule).  Crescita delle cartilagini  Crescita delle ossa, induce la neoformazione ossea in quanto stimola la crescita longitudinale dell'osso (prima della saldatura delle cartilagini epifisarie).  Sintesi di DNA e RNA  Diminuzione insulino-resistenza (IGF-1) (azione pro-insulinare); IGF-1, fattore di crescita insulino simile, promuove la proliferazione soprattutto a livello cartilagineo e muscolare. Riepilogo Gli effetti del GH:  Aumento della massa muscolare attraverso ipertrofia ed iperplasia delle unità sarcomeriche  Aumento della sintesi proteica  Aumento della ritenzione di Calcio e della mineralizzazione ossea  Promozione della lipolisi  Promuove la Gluconeogenesi a livello epatico  Stimola il sistema immunitario e non solo: il GH è prodotto dai linfociti periferici ed è 7 probabilmente per questo che da piccoli quando si aveva la febbre per diversi giorni, ci si ritrovava ad essere più alti di qualche centimetro (febbre di crescenza)  Aumenta la conversione di T3 e T4  Mantiene l'omeostasi e la funzione delle isole pancreatiche Sebbene si conosca ormai tutto del GH, per assurdo non sono ancora ben chiari i meccanismi a livello del metabolismo dei carboidrati. Infatti mentre i rapidi aumenti di GH migliorano l'utilizzo di glucosio, un eccesso cronico di quest'ormone ha un effetto diabetogeno perché riduce l'ingresso di glucosio in periferia ed il suo utilizzo, generando insulino-resistenza e iperinsulinemia. GH in relazione all'esercizio fisico L'esercizio fisico è un forte stimolo che induce la secrezione di GH con l'aumento di IGF-1 (somatomedina) durante gli esercizi. L'esercizio acuto aumenta la secrezione di GH, tanto più precocemente quanto maggiore è la sua intensità. La risposta è proporzionale all'intensità e alla durata dell'esercizio. L'allenamento sembra aumentare la secrezione di GH e la sua risposta all'esercizio acuto con aumento del IGF-1. Negli esercizi di Endurance il picco di GH si ha tra il 25-60 minuto di un esercizio sub-massimale al cicloergometro (cyclette)di 120 minuti. (60% della VO2 max > massimo volume di ossigeno consumato in un minuto nel corso di un'attività fisica coinvolgente grandi gruppi muscolari, di intensità progressivamente crescente e protratta fino ad esaurimento> fai approfondimento). Negli esercizi di durata minore ai 20 minuti il picco di GH si ottiene tra la fine e il 1-15 minuto di recupero. Si ha già una buona risposta di GH per esercizi a bassa intensità al 50% VO2max mentre si raggiunge la risposta massima vicina alla soglia anaerobica al 70 % VO2max (risposta maggiore nella pubertà) e non aumenta ulteriormente per intensità maggiori. Negli esercizi ad alto impegno di forza come il sollevamento pesi, la maggiore risposta del GH si osserva negli esercizi con maggiore richiesta sulla glicolisi anaerobia e per i quali sia presente una maggiore concentrazione di lattato ematico. L'aumento inizia dopo 10 minuti e può raggiungere anche 100 volte i valori basali: uno sforzo prolungato maggiore di 4 ore determina un aumento dei picchi notturni (risultati maggiormente evidenti in soggetti in età puberale). La risposta del GH a determinati carichi di lavoro è inversamente correlata al grado di allenamento. Tuttavia tali differenze di risposta si annullano se si considera il carico di lavoro non il valore assoluto come la VO2max. Infatti la soglia anerobica nell'allenamento si situa progressivamente a intensità maggiori di esercizio. (/>esercizio> GH) Fattori che influenzano la risposta del GH all'esercizio fisico  Idratazione, un'elevata sudorazione e disidratazione riducono l'incremento del GH  Dieta e Temperatura, un pasto iperlipidico e basse temperature ambientali possono ridurre la risposta del GH all'esercizio  Composizione corporea, un'elevata percentuale di grasso corporeo può essere associata ad un ridotto incremento di GH dopo stress fisico (maggiore aumento nei soggetti in età prepuberale) Esistono due fattori che influenzano la risposta del GH all'esercizio fisico quali:  Sesso, durante un esercizio di intensità progressivamente crescente, la stimolazione di GH è maggiore nelle donne; ciò è legato all'estrogenizzazione (estrogeni= principali 10 sangue dovrebbe essere prelevato nel momento in cui venisse provocato un “picco” oppure dovrebbe essere prelevato frequentemente in vari momenti.  Test di provocazione: l’ormone della crescita viene stimolato e quindi misurato.  Test all’IGF-I: Il sangue viene prelevato per misurare l’ormone IGF-I. Questo è un ormone che segnala quanto ormone della crescita viene prodotto dal corpo. Per diagnosticare il deficit devono risultare alterati almeno due test. Terapia Consiste nella somministrazione di GH umano ricombinante (25-50Mcg/kg/die) sottocute per 6 giorni/settimana e va continuata fino alla saldatura delle cartilagini di accrescimento. Effetti indesiderati > un’aumentata pressione dei fluidi nel cervello. Questa è nota come ipertensione endocranica benigna. Se questa si verifica, il trattamento con ormone della crescita viene interrotto e questa condizione generalmente scompare. Il trattamento viene poi ripreso con un nuovo dosaggio per evitare altri problemi. Deficit del GH nell’adulto Il GH può avere una riduzione anche in età adulta e questo comporta: - aumento del tessuto adiposo - riduzione massa muscolare - riduzione densità ossea - ridotta funzionalità cardiaca - ansietà, depressione - tendenza all’ipoglicemia Nei soggetti carenti di GH viene utilizzato il GH esogeno. (endogeno > GH prodotto dall’organismo /esogeno> prodotto da DNA ricombinato da immettere nell’organismo). GH Esogeno ed Endogeno Esogeno > fenotipo del soggetto GH deficiente è caratterizzato dall’aumento del tessuto adiposo a spese della massa muscolare e diminuzione della massa ossea. La terapia con GH controbilancia quasi tutti gli effetti anche se vi sono controversie riguardo alla forza muscolare > rilevato aumento di emoglobina. L’incremento della forza muscolare nei soggetti carenti si ha dopo 12 mesi ed è circa del 10%, non ulteriormente aumentabile. I soggetti che ottengono maggior beneficio sono quelli che con valori iniziali di GH più bassi. La somministrazione di GH negli anziani per almeno 10 settimane ha evidenziato una riduzione della massa grassa, aumento della massa magra, ma nessun aumento della forza muscolare. Il recupero dopo 3 anni di terapia è circa del 70%. GH esogeno negli atleti L’uso del GH è in crescita a livello amatoriale e giovanile, nonostante abbia molti effetti negativi derivanti dal suo impiego. La struttura del GH da DNA-ricombinante non è diversa da quella dell’ormone naturale dell’organismo, e ciò rende difficile la rilevazione mediante esami anti-doping. Non esistono evidenze scientifiche che attestino negli atleti aumenti della prestazione fisica in presenza di aumenti artificiali di GH, perciò possiamo dire che nei soggetti ben allenati, che presentano un buon rapporto massa magra/massa grassa, e con 11 normali livelli di GH/IGF1,la somministrazione di GH esogeno non determina effetti sulla forza muscolare, né sulla composizione corporea. Tuttavia ciò che è da tenere presente è la dose utilizzata di GH e la durata dello studio condotto > non sono dati molto attendibili. Infatti c’è anche la possibilità di associare GH a steroidi e quindi effettuare una somministrazione combinata > evidenti pecche alle quali non si è data la giusta attenzione negli studi. N.B. > l’aumento di emoglobina nel sangue delinea aumento di globuli rossi, trasportatori di ossigeno nel sangue; se questi aumentano, automaticamente aumenta l’efficienza del sistema cardiovascolare, che in alcuni sport come nuoto o ciclismo aumenta e garantisce una maggiore prestazione. Doping Combinato Il GH come doping può essere combinato con altre sostanze come: - Testosterone, potenzia la sintesi proteica, lipolisi, forti aspetti androgenici. (la sintesi proteica permette un aumento di massa muscolare stimolata dal testosterone; gli androgeni inoltre inibiscono la capacità di alcune cellule adipose di accumulare lipidi > lipolisi; gli androgeni infine permettono lo sviluppo degli aspetti caratterizzanti l’individuo maschile). L’effetto massimo si ha con carichi all’85% del massimale per serie brevi e multiple (3-5). - Insulina, secreta dal pancreas, regola l’assunzione di glucosio. Aumenta la funzione anabolica anticatabolica (utilizza sostanze semplici per creare sostanze complesse utilizzando energia) la sintesi proteica e l’azione del IGF-1(somatomedina >ormone proteico importante nei processi di crescita) . In esercizi aerobici, o a digiuno, l’insulina (diminuendo) sviluppa: chetogenesi e lipolisi provocando l’azione di GH catabolica. > il digiuno prolungato induce l’organismo a metabolizzare nell’ordine carboidrati, grassi e proteine; a lungo andare, ciò compromette l’integrità dell’organismo che inizia a deteriorarsi rilasciando corpi chetonici (rilasciati dalle cellule epatiche a causa della lipolisi) e non avendo più proteine da metabolizzare, in assenza di altro, inizia ad auto-mangiarsi dall’interno digerendo le proprie proteine strutturali. > GH catabolismo. Test di rilevazione di GH > il GH ricombinante è difficile da riconoscere da quello endogeno, poiché abbiamo visto che con l’allenamento si può ottimizzare il livello di GH nell’organismo naturalmente. Le metodiche per l’uso anti-doping sono: verificare i livelli dell’isomero GH a 22 KDA (quello endogeno è a 20KDA), e cercare markers di tipo indiretto (ematocrito) per individuare livelli sospetti di GH. Effetti collaterali del Doping da GH  Metabolismo lipidico e glucidico: Diabete  Apparato cardiovascolare: cardiomegalia (a l'aumento del volume o della massa del cuore dovuto ad aumento dello spessore delle sue pareti o a dilatazione abnorme delle sue cavità.) e valvulopatie (malattie che interessano le valvole cardiache).  Apparato osteo-articolare: degenerazione articolare Ipersecrezione di GH L’ipersecrezione di GH è causata nella maggior parte dei casi da adenomi (tumore benigno) ipofisari. Se l’ipersecrezione si ha prima della pubertà o durante, può portare ad: 12 Gigantismo: prima della pubertà. Acromegalia: dopo la pubertà. PATOLOGIE DELL’ACCRESCIMENTO L’accrescimento è un fenomeno fisiologico che inizia con il concepimento e termina con la pubertà > raggiungimento della statura definitiva. Si distinguono due fasi: quella prenatale e quella post-natale. L’accrescimento è il risultato dell’interazione di fattori intrinseci (endocrini e metabolici) ed estrinseci (nutrizionali e socio-culturali) e del potenziale di crescita determinato geneticamente. L’accrescimento scheletrico è determinante per il raggiungimento della statura finale, ed è causato da due tipi di ossificazione quali endocondrale o diretta e membranosa o indiretta. La differenza sta nel passaggio da tessuto mesenchimale a osso passando dapprima per la cartilagine nel caso del tessuto osseo da ossificazione indiretta mentre è assente questo passaggio nell’ossificazione indiretta. > a livello della cartilagine di accrescimento i condrociti producono matrice che in seguito calcifica e viene gradualmente riassorbita e sostituita a tessuto osseo. Bassa statura > esistono vari fattori che determinano una bassa statura quali: bassa statura familiare, ritardo costituzionale della crescita e malattie intercorrenti come cardiopatie, malattie ematiche, polmonari croniche, dismetaboliche, insufficienza renale cronica. Una delle cause di bassa statura molto spesso è una malattia metabolica ormonale da deficit di GH quale ipotiroidismo. Il ritardo costituzionale della crescita invece si riscontra maggiormente nei maschi ed è una delle cause maggiormente frequenti. La diagnosi si basa sullo studio della storia familiare per individuare riscontri che facciano pensare ad una linea di trasmissione genetica. Bassa statura da deficit di GH Causa endocrina più frequente di bassa statura, è causata da un deficit congenito o acquisito, della sintesi di GH > può riguardare anche altri ormoni. Nanismo Acondroplastico È una malattia genetica caratterizzata dal mancato sviluppo della cartilagine di accrescimento delle ossa lunghe degli arti. Ciò determina un nanismo disarmonico caratterizzato da testa grande e arti corti con lassità articolari. La statura media è di 125cm per le donne e di 130 per gli uomini e non esiste terapia. Sindrome di Turner È una malattia genetica in cui in una donna è in parte o del tutto assente un cromosoma X. La condizione è principalmente di tipo X0 conseguente ad un errore nel corretto appaiamento dei cromosomi durante la meiosi. I segni e i sintomi variano tra le persone colpite; i più comuni sono un collo corto e con attaccatura delle orecchie bassa, bassa attaccatura dei capelli nella parte posteriore del collo, bassa statura e mani e piedi gonfi, sono visti fin dalla nascita. In genere le donne con la sindrome non hanno il ciclo mestruale, non sviluppano le mammelle e non sono in grado di avere figli. Frequentemente si verificano difetti cardiaci, il diabete e una bassa produzione di ormoni tiroidei (ipotiroidismo). La maggior parte delle persone affette dalla condizione hanno un quoziente di intelligenza normale; molti, tuttavia, presentano deficit per la visualizzazione spaziale, necessaria per l'applicazione della matematica. Problemi di vista e di udito si verificano più frequentemente. 15 lipidi, glicogeno e lattato alle cellule germinali incapaci di utilizzare direttamente il glucosio. Inoltre, intervengono nella regolazione endocrino-funzionale delle varie fasi della spermatogenesi mediante la produzione di molecole altamente specializzate come ABP > Androgen Binding Protein. Asse ipotalamo-ipofisi-testicolo *Gonadotropine > LH e FSH LH > si lega a recettori di membrana specifici delle cellule di Leydig stimolando la produzione di testosterone FSH > si lega a specifici recettori di membrana delle cellule di Sertoli e stimola la secrezione testicolare e di una varietà di proteine con diverse importanti funzioni per la spermatogenesi. Gli ormoni prodotti dai testicoli, a loro volta, sono coinvolti nella regolazione della secrezione delle gonadotropine attraverso il meccanismo di feedback. Il testosterone è in grado di inibire la secrezione di LH, agendo a livello ipotalamico e riducendo i picchi di secrezione di GnRH (gonadotropine). L’inibina prodotta dalle cellule di Sertoli, agisce direttamente a livello ipofisario la secrezione di FSH. Androgeni testicolari > Il principale prodotto della secrezione ormonale testicolare è rappresentato dal testosterone; sebbene in minor quantità, vengono prodotti anche androstenedione, estradiolo, deidropiandrosterone e diidrotestosterone. Il 95% della produzione giornaliera di testosterone proviene dal testicolo, mentre la produzione giornaliera delle sostanze prodotte in quantità minore deriva per l’80% dalla conversione periferica dei precursori di origine testicolare e surrenale e solo per il 20% dal testicolo. Secrezione e Trasporto del testosterone Una volta secreto, il testosterone viene distribuito nel plasma; essendo poco solubile in acqua per essere trasportato, si serve di alcune proteine: 16 - 2% resta libero - 48% si lega alle albumine - 50 % si lega a SHBG > globuline trasportatrici di ormoni sessuali La maggior parte del testosterone plasmatico viene captata e metabolizzata a livello epatico con formazione di numerosi metaboliti inattivi che vengono escreti nelle urine. Una piccola frazione del testosterone circolante viene convertita in estradiolo attraverso un enzima localizzato nel tessuto adiposo, nel muscolo, nel fegato, nei follicoli piliferi, nelle cellule di Leydig e di Sertoli e nel SNC. In molti tessuti bersaglio il testosterone viene convertito nel più potente androgeno DHT diidrotestosterone, responsabile della formazione dei caratteri di genere maschili. Meccanismo d’azione del testosterone Gli androgeni agiscono legandosi a uno specifico recettore intracitoplasmatico. Il complesso androgeno-recettore si lega, nel nucleo, a specifiche sequenze di DNA, regolando la trascrizione genica. Azioni biologiche degli androgeni  Caratteri sessuali: differenziamento, sviluppo e mantenimento  Spermatogenesi  Anabolismo proteico: nel caso delle ossa consiste nella saldatura delle cartilagini epifisarie mineralizzate, nei muscoli e nel sangue  Libido Le azioni biologiche degli androgeni si possono dividere in base alla fase della crescita dell’organismo: - Vita prenatale: favoriscono il processo di differenziamento in senso maschile dei genitali interni ed esterni - Vita prepuberale: contribuiscono allo sviluppo dei genitali esterni ed interni e caratterizzano i possibili comportamenti di tipo maschile Pubertà - Genitali esterni: aumenta il volume e la pigmentazione del pene e dello scroto. Comparsa di pliche rugose a livello dello scroto e crescita di peli. Comparsa di baffi, barba, sviluppo di peli pubici, ascellari ecc… - Crescita lineare: scatto di crescita puberale, interazione di GH con aumento di IGF-1 - Organi sessuali accessori: la prostata e le vescicole seminali aumentano di volume ed iniziano l’attività secretoria. - Voce: abbassamento tono per allargamento della laringe ed ispessimento delle corde vocali. - Massa muscolare: aumento della massa muscolare con comparsa di bilancio azotato positivo. Adulto - Crescita di peli: mantenimento caratteristiche androgeniche con, a volte, comparsa di calvizie androgenica. - Psiche: mantenimento attitudini comportamentali e potenza sessuale - Osso: prevenzione della perdita ossea (osteoporosi) - Spermatogenesi: stimolo e modulazione della funzione delle cellule di Sertoli e spermatogenesi 17 - Ematopoiesi: stimolazione dell’eritropoietina con effetto midollare diretto. Come gli androgeni influiscono sui vari sistemi dell’organismo e sulle sue prestazioni  Androgeni e massa grassa: i soggetti ipogonadici mostrano una riduzione della massa muscolare e un aumento della massa grassa (viscerale). Tali effetti sono la conseguenza di un’aumentata mobilizzazione e di una ridotta captazione lipidica. *Ipogonadismo= inadeguata secrezione degli ormoni sessuali; nell’uomo consiste in una diminuita funzionalità dei testicoli.  Androgeni e osso: i maschi hanno valori di massa ossea maggiori durante l’adolescenza e raggiungono, alla maturità, un picco di massa ossea superiore. A differenza della femmina, nel maschio dalla pubertà si osserva un aumento dell’apposizione periostale che aumenta il volume e la resistenza dell’osso.  Androgeni e SNC: esiste una correlazione tra i livelli androgenici, performance psico- fisica e stato di benessere generale. Gli androgeni sembrano mediare alcune caratteristiche maschili come il comportamento aggressivo, l’orientamento spaziale, il calcolo matematico, la composizione musicale, la capacità di iniziativa e di concentrazione.  Androgeni e muscolo: il testosterone è il principale androgeno presente nel muscolo; esso ha un effetto anabolico diretto sia su quello liscio, inducendo aumento della massa muscolare e ipertrofia della fibrocellula, che sul miocardio.  Androgeni ed esercizio fisico: esistono vari fattori che influenzano la secrezione acuta di testosterone e sono: o Entità del carico e massa muscolare coinvolta o Volume o Intensità o Recupero tra le serie o Livello di forza muscolare o Esperienza di allenamento con sovraccarichi o Dieta consumata Esercizi che coinvolgono masse muscolari importanti come squat con sovraccarichi, squat jump, producono elevati gradienti di testosterone rispetto ad esercizi che coinvolgono masse muscolari piccole. Androgeni testicolari ed esercizio fisico acuto: o Durante esercizi come corsa libera o sollevamento pesi, si ha un aumento del testosterone dal 13 all’85% o In prove di corsa submassimali il testosterone torna a livelli più bassi del pre- esercizio nella fase di recupero ed è più basso del 40% a 3 ore. o In alcune prove di sollevamento pesi il testosterone aumenta nella fase di recupero. Le cause dell’incremento del testosterone non sono chiare, perciò si ipotizza: o Diminuita clearance (l volume virtuale di plasma che quell'organo è in grado di depurare da una certa sostanza "x" nell'unità di tempo.) epatica e/o extraepatica o Modificazioni del flusso plasmatico testicolare o Modificazioni della captazione negli organi bersaglio 20 Concetti chiave > Riepilogo La funzione testicolare è sotto il controllo di FSH e LH. La secrezione di questi due ormoni viene stimolata dalle GnRH a livello ipotalamico ed inibita dal testosterone. Le funzioni principali del testicolo sono la produzione di testosterone e la spermatogenesi. Le cellule di Leydig producono testosterone, nei tubuli seminiferi avviene la maturazione degli spermatozoi, le cellule di Sertoli supportano la spermatogenesi. I principali ormoni prodotti dal testicolo sono il testosterone, l’estradiolo e l’inibina,. Il testosterone può essere metabolizzato a DHT, potente androgeno, oppure un estrogeno. Il corretto funzionamento dell’asse ipotalamo-ipofisi-testicolo è necessario per il processo di differenziamento delle cellule sessuali quali gonadotropine e per la loro maturazione sessuale con conseguente fertilità. L’ipogonadismo è un deficit della funzione testicolare che può riguardare la componente germinale, quella androgenica o entrambe. L’ipogonadismo può derivare da malattie testicolari (primario) o ipotalamo-ipofisarie (secondario). Androgeni ed impieghi terapeutici Gli androgeni possono essere impiegati per usi terapeutici in caso di:  Ipogonadismo  Stati cachettici: cachessia o sindrome da deperimento è una perdita di peso, atrofia muscolare, stanchezza, debolezza e significativa perdita di appetito che non ha cause anoressiche. Comporta una perdita di massa corporea che non può essere invertita con il nutrimento.  Osteoporosi grave: perdita di densità ossea  Edema angioneurotico: è il rapido gonfiore (edema) della cute, della mucosa e dei tessuti sottomucosi; il danazolo (un androgeno) è in grado di alleviare un po' i sintomi. Androgeni: abusi e doping L’uso di sostanze o di procedimenti destinati ad aumentare artificialmente il rendimento creando un pregiudizio all’etica sportiva e all’integrità fisico-psichica dell’atleta. Farmacologia clinica degli steroidi anabolizzanti Gli steroidi anabolizzanti sono molecole derivate dal testosterone. Alcune sono comunemente impiegate nel trattamento sostitutivo dell’ipogonadismo, altre, per la loro spiccata attività anabolica, sono usate ed abusate in ambito sportivo. Il testosterone è rapidamente inattivato dal fegato se somministrato per somministrazione orale. Gli androgeni impiegati sono pertanto 21 molecole modificate in modo da rendere efficace la somministrazione orale o aumentarne la liposolubilità per la somministrazione intramuscolare. Trattamento ormonale > sostitutivo per ipogonadismo richiede circa 100 mg/settimana di testosterone enantato (Il testosterone enantato è uno steroide anabolizzante iniettabile a base oleosa, studiato e realizzato per essere rilasciato lentamente dal sito di iniezione). Nel doping si utilizzano dosi 10-100 volte superiori. Meccanismo d’azione > dosi sovrafisiologiche  Induzione dei recettori a livello muscolare  Aumento dei recettori indotto dall’esercizio fisico  Stimolazione di GH-IGF1  Azione antagonista sui glucocorticoidi  Effetto centrale con migliore resistenza alla fatica e possibilità di programma di allenamento più intensi  Aumento globuli rossi con miglioramento della capacità di trasporto di ossigeno Effetti sulla performance atletica > aumento della massa e della forza muscolare in tutti gli eventi in cui la performance è legata al sollevamento pesi (lancio di peso e martello). Riduzione dei tempi di reazione attraverso la modulazione della trasmissione neuromuscolare o miglioramento della potenza esplosiva negli sprinters e nei nuotatori. Effetti collaterali: - Effetti androgenici, prematura saldatura delle cartilagini di accrescimento (somministrazione prepuberale), acne, seborrea, riduzione del volume testicolare, infertilità, alterazioni della libido, ipertrofia prostatica, riduzione del rapporto HDL/LDL. - Effetti tossici, possono distinguersi in base all’apparato a cui vanno a nuocere. A livello cardiovascolare possono provocare cardiomiopatia, ipertensione arteriosa, infarto miocardico, embolia polmonare, ictus. A livello epatico possono provocare l’ittero ( colorazione giallastra della pelle, delle sclere e delle mucose causata dall'eccessivo innalzamento dei livelli di bilirubina nel sangue), epatomegalia (gonfiore dell’organo), e forse anche tumori. A livello psicologico inoltre può causare aggressività, disforia, psicosi e dipendenza. 22 SISTEMA RIPRODUTTIVO FEMMINILE Il sistema riproduttivo femminile è formato da:  Ovaie  Utero  Tube di Falloppio  Mammelle La loro crescita, sviluppo e funzione sono sotto il controllo ormonale. Ovaio L’ovaio è costituito da uno strato corticale o esterno che contiene follicoli di differenti dimensioni e corpi lutei, e da una parte midollare o interna che contiene le cellule ilari, che contribuiscono alla sintesi del testosterone. Nell’ovaio sono presenti i follicoli ovarici che a loro volta sono costituiti da ovociti e dalle cellule di granulosa e della teca, che secernono estrogeni, androgeni e progesterone. L’ovaio svolge numerose funzioni quali: - Produzione di ovociti - Sintesi di estrogeni e progesterone Queste funzioni assicurano la fertilità e permettono il differenziamento ed il mantenimento delle caratteristiche sessuali femminili. Ciclo mestruale Il ciclo mestruale è l’insieme delle modificazioni endocrine che coinvolgono il sistema riproduttivo femminile; esso si manifesta attraverso una perdita ematica vaginale che si ripete ciclicamente ad intervalli di circa un mese dal menarca alla menopausa. La lunghezza del ciclo varia fisiologicamente da 21 a 40 giorni. Durante ciascun ciclo si verifica una maturazione del follicolo, l’ovulazione, ed il trasporto dell’ovocita attraverso le tube di Falloppio nell’utero. Gli ormoni secreti dall’ovaio, inducono modificazioni dell’endometrio adatte all’impianto dell’ovulo, nel caso du avvenuta fecondazione. In assenza di fecondazione, la secrezione ovarica di progesterone e di estradiolo cessa e l’endometrio subisce modificazioni regressive con conseguente sfaldamento e mestruazione. Il ciclo mestruale comprende:  Ciclo ovarico: questo a sua volta consta di due fasi: o Fase follicolare, inizia il primo giorno del flusso mestruale, ed è la fase in cui si ha la maturazione del follicolo dominante. o Fase luteale, segue l’ovulazione, il follicolo si trasforma in corpo luteo che produce progesterone Nell’ovaio, durante il periodo della vita riproduttiva, ad eccezione dei periodi di gravidanza, si verificano modificazioni cicliche che comprendono la maturazione 25 - a livello ipofisario > tumori, radiazioni e chirurgia L’amenorrea per insufficienza ovarica può verificarsi a causa di:  Alterata funzione delle gonadotropine  Da ovarite autoimmune  Da alterazioni del cromosoma X > Sindrome di Turner  Da danno ovarico  Da deficit enzimatici  Idiopatica  Sindrome di Turner > è una sindrome legata ad un'anomalia citogenetica e una disgenesia gonadica, in cui in una donna è in parte o del tutto assente un cromosoma X. i sintomi variano tra le persone colpite; i più comuni sono un collo corto e con pterigio (Pterigium Colli), attaccatura delle orecchie bassa, bassa attaccatura dei capelli nella parte posteriore del collo, bassa statura e mani e piedi gonfi, sono visti fin dalla nascita. Asse ipotalamico-ipofisario-ovaio ed esercizio L’attività sportiva lieve o moderata non sembra determinare alterazioni della comparsa del menarca né modificazioni dell’andamento del ciclo mestruale. Le atlete impegnate in una vasta gamma di sport, incluse quelle che fanno corsa, nuotatrici, tenniste, ballerine classiche e ginnaste, mostrano un ritardo del menarca. Le alterazioni puberali sono tanto più evidenti quanto più è intenso è lo stimolo allenante e quanto più precocemente esso è intrapreso. Principalmente l’attività fisica intensa determina l’interruzione dell’asse ipotalamo- ipofisi-gonadi femminili, in particolar modo, alla soppressione della pulsatilità del GnRH che limita la secrezione pituitaria di LH, e in minor misura di FSH. Questo a sua volta limita la stimolazione ovarica e la produzione di estradiolo. Prolungate fasi follicolari o l’assenza del picco di LH o dell’estradiolo nella fase centrale del ciclo, provocano la leggera o discontinua soppressione dei cicli mestruali. Al fine di determinare l’influenza dell’allenamento sulla secrezione pulsatile di LH, alcuni studi hanno registrato la pulsatilità di tale tropina per un periodo di 6 ore, in fase follicolare precoce in donne sedentarie e in atlete eumenorroiche. Tutte le variabili esaminate sono risultate essere significativamente ridotte nelle atlete. Disordini del ciclo mestruale nelle atlete:  Specificità dell’allenamento  Bass o BMI  Età precoce di inizio della pratica sportiva  Stress  Basso introito energetico  Intensità dell’esercizio fisico Gli sport dove vengono maggiormente riscontrati disturbi del ciclo mestruale sono quelli che prediligono una forma fisica magra, come la danza, la corsa di endurance o la ginnastica ritmica. Anomalie del sistema riproduttivo sono state riscontrate nel 6/79% delle donne coinvolte in attività sportive. La prevalenza del disturbo tra le atlete varia tra 1-66% mentre 26 tra le donne sedentarie la percentuale scende tra 2-5%. Per quanto riguarda l’irregolarità mestruale in genere in prevalenza è del 31,4% nelle atlete contro il 24,5% di non atlete con disturbi del ciclo. Danza classica > l’allenamento nella danza, particolarmente in quella classica, è associato ad un’alta incidenza di disfunzioni mestruali dovute a un’intensa attività fisica e severe restrizioni caloriche che determinano un deficit energetico, inoltre sono più leggere con meno grasso corporeo, e ciò è solitamente accompagnato da una più alta incidenza di pubertà ritardata e da amenorrea primaria o secondaria, rispetto a ragazze fisicamente meno attive. Nelle atlete che praticano la corsa di distanza si evidenziano soprattutto insufficienza lutea e anovulazione. Nella ginnastica è stato evidenziato in particolare un ritardo del menarca e dello sviluppo puberale. Nuoto > le nuotatrici presentano un peso normale, meno grasso e più massa muscolare rispetto alle non atlete, ma una più alta percentuale di grasso rispetto alle atlete amenorreiche di altri sport che funge da serbatoio di estrogeni. I disturbi mestruali osservati possono non essere attribuibili all’ipoestrogenismo ma piuttosto essere dovuti ad un lieve ipergonadismo. Infatti nelle nuotatrici è stata osservata l’attivazione dell’asse ipotalamo-ipofisi-surrene e quindi l’aumento del livello di androgeni, in particolare del DLH. In queste donne l’elevata produzione di androgeni può agire negativamente, compromettendo lo sviluppo follicolare e quindi portare all’anovulazione o all’amenorrea, in quanto l’attivazione dell’asse ipotalamo- ipofisi-surrene interrompe la pulsazione del GnRH. Amenorrea dell’atleta Varia a seconda del tipo di sport e del livello agonistico; può associarsi ad osteoporosi e a disturbi del comportamento alimentare, configurando la triade dell’atleta.  Disturbi del ciclo mestruale > amenorrea  Disturbi dell’alimentazione > anoressia  Disturbi ossei > osteoporosi  Amenorrea nell’atleta 1) Disfunzione ipotalamica: soppressione della secrezione pulsatile di GnRH (ormone di rilascio delle gonadotropine). 2) Riduzione del GnRH riduce la secrezione di LH (gonadotropina, ormone luteinizzante) e di FSH (gonadotropina, ormone follicolo-stimolante). 3) L’assenza del picco di LH a metà ciclo e un prolungamento della fase follicolare causano alterazione del ciclo mestruale. Cause dell’alterata secrezione di GnRH nell’amenorrea dell’atleta sono: - Riduzione dei depositi adiposi, una donna deve avere almeno il 17% di massa magra per avere il menarca e mantenere il 22% per avere dei cicli mestruali regolari. Esistono però dei casi di atlete con percentuale di massa grassa al di sotto del 17% che hanno bisogno di essere corrette mediante l’utilizzo di leptina. - Inadeguato introito calorico, eccessiva restrizione calorica, alterazioni del comportamento alimentare negli sport che richiedono basso peso. L’apporto calorico insufficiente se associato ad intenso esercizio fisico, riduce la pulsatilità dell’LH. * correlazione con la Leptina > più importante lo sbilanciamento della dieta (riduzione di carboidrati) che l’apporto calorico assoluto. 27 - LEPTINA, proteina sintetizzata dal tessuto adiposo, regola l’introito di cibo attraverso la stimolazione o l’inibizione di peptidi ipotalamici. Mutazioni del gene della leptina o del suo recettore causano obesità e sterilità. Nella donna eumenorroica la leptina viene secreta in maniera pulsatile ed aumenta il rilascio di GnRH. Antagonizza l’effetto inibitorio dei peptidi ipotalamici sulla secrezione di GnRH. Nelle atlete amenorreiche si riscontrano bassi valori di leptina con alterazioni della secrezione pulsatile di GnRH. I livelli di leptina riflettono lo stato nutrizionale e l’equilibrio calorico. È stato riportato che anche nelle donne fortemente sottonutrite, il controllo neuroendocrino della funzione riproduttiva viene preservato e mediato dalla leptina; ciò indica che è richiesto un livello essenziale di leptina per la maturazione ed il mantenimento delle mestruazioni. Altri studi hanno dimostrato che in soggetti con amenorrea ipotalamica, dovuta al basso livello di entrate nutrizionali e ad alti livelli di esercizio fisico, la somministrazione di leptina ha causato un aumento medio dei livelli e delle pulsazioni di LH, ingrossamento delle ovaie, aumento del numero e delle dimensioni dei follicoli dominanti, e un aumento della concentrazione di estradiolo. Inoltre il fattore molto importante è il ritorno delle mestruazioni tra 3 soggetti su 8. - Alterato metabolismo degli estrogeni, l’esercizio fisico intenso aumenta i livelli di estradiolo con conseguente aumento dei metaboliti catecolaestrogeni che, nel SNC competono con le catecolamine per gli enzimi inattivati. Ne deriva un aumento del tono catecolaminergico con riduzione della pulsatilità di GnRH. - relativo eccesso di androgeni - iperattività dell’asse ipotalamo-ipofisi-surrene Caratteristiche dell’esercizio fisico predisponenti alle alterazioni mestruali: intensità elevata, avvio brusco di esercizi ad alta intensità, superamento della soglia del lattato e durata protratta. Vantaggi dell’amenorrea dell’atleta: mancata interferenza psico-fisica del ciclo sulla prestazione agonistica, ematocrito tendenzialmente più alto, ridotti depositi adiposi, crescita ossea protratta, ridotta conversione di androgeni in estrogeni. Svantaggi dell’amenorrea dell’atleta: osteoporosi, modificazioni un senso aterogeno del profilo lipidico ed infertilità. Triade dell’atleta: è una sindrome che colpisce soprattutto atlete in discipline sportive dove è richiesto un corpo snello, come la ginnastica artistica e la danza, ma è ricorrente anche nelle specialità dell’atletica leggera e del nuoto. Non riguarda solo le atlete di alto livello, bensì qualunque donna che si alleni in modo eccessivo senza l’adeguato apporto calorico giornaliero. Gli studi più recenti hanno dimostrato che non è lo sport la vera causa di disturbi legati alla triade, ma un disequilibrio tra le energie spese per gli allenamenti e quelle introdotte attraverso la dieta. Gli aspetti che definiscono la triade sono l’estremo dello spettro di alterazioni della fisiologica risposta adattativa all’esercizio fisico. Ottimale disponibilità energetica > eumenorrea > salute ossea Alimentazione non appropriata > oligomenorrea > osteopenia Disturbi del comportamento alimentare > amenorrea > osteoporosi 30 IL PANCREAS ENDOCRINO Il pancreas è una ghiandola del sistema endocrino che è costituito da: - Isole di Langerhans Le azioni degli ormoni pancreatici si esplicano a livello del metabolismo. La secrezione degli ormoni pancreatici è regolata dalle concentrazioni ematiche di glucosio e aminoacidi ed è modulata da ormoni locali. Il glucosio stimola la secrezione di insulina ed inibisce quella del glucagone, mentre gli aminoacidi stimolano entrambi. Il pancreas presenta 4 tipi di cellule che prendono il nome di: 1- Insulina 2- Glucagone 3- Somatostatina 4- Polipeptide pancreatico 1- Insulina: è un polipeptide di 51 amminoacidi formata dall’unione di 2 catene: A di 21 amminoacidi, B di 30 amminoacidi mediante 2 ponti disolfuro. Essa è prodotta dalle cellule beta delle isole Langerhans e viene secreta in risposta all’aumento della glicemia; essa stimola l’ingresso di glucosio nei tessuti. A livello epatico e muscolare favorisce il deposito di glicogeno, mentre a livello del tessuto adiposo, favorisce il deposito dei trigliceridi. Azioni rapide: l’insulina agisce in maniera molto rapida aumentando il trasporto di glucosio, amminoacidi e K all’interno della cellula. Inoltre essa stimola la sinesi proteica ed inibisce la degradazione proteica. Infine attiva gli enzimi coinvolti nella glicolisi e nella glicogenosintesi (processo che avviene nel citoplasma delle cellule del fegato e dei muscoli che convertono il glucosio in glicogeno). o Glucogeneogenesi: in caso di carenza di glucosio nel sangue, viene convertito in glucosio un composto non glucidico. Azioni tardive: stimola la liposintesi > sintesi degli acidi grassi Effetti dell’insulina nei tessuti: - Nel fegato aumenta la sintesi di glicogeno, la sintesi dei lipidi, e di proteine, mentre inibisce la gluconeogenesi, la glicogenolisi e la chetogenesi (formazione di corpi chetonici). - Nel tessuto adiposo, aumenta la captazione di glucosio, la sintesi di glicogeno, la sintesi di acidi grassi e la captazione di K, mentre inibisce la lipolisi (scissione di acidi grassi) - Nel tessuto muscolare, aumenta la captazione di glucosio, la captazione di amminoacidi, la sintesi di glicogeno, sintesi proteica e la captazione di K, mentre inibisce il rilascio di amminoacidi ed il catabolismo proteico. 31 2- Glucagone: è un ormone secreto dalle cellule alfa del pancreas; quando i livelli di glucosio scendono al di sotto del valore minimo, il glucagone da il segnale al fegato che determina la liberazione del glucosio. - A livello epatico favorisce la liberazione di glucosio - A livello del tessuto adiposo favorisce la liberazione degli acidi grassi Gli effetti del glucagone sono simili a quelli dell’adrenalina. 3- Somatostatina: è un ormone secreto dalle cellule delta quando nel plasma sanguigno vi è la presenza di elevate concentrazioni di glucosio, amminoacidi e acidi grassi. La somatostatina inibisce la secrezione di glucagone, GH ed insulina. Fisiologia del controllo glucidico Lo scopo del pancreas con la secrezione dei suoi ormoni, è quella di mantenere il livello di glucosio nel sangue ad un valore tra gli 80-90 mg/dc a digiuno, con un aumento fino a 120- 140mg/dc nella prima ora dopo il pasto, per poi ritornare ai valori normali dopo l’assorbimento dei carboidrati dopo 2 ore. Lo scopo del mantenimento di questi valori è quello di fornire al tessuto nervoso in condizioni di mancato apporto alimentare, la quantità di glucosio sufficiente per la sua vitalità > tessuto nervoso glucosio-dipendente. Scorte di glucosio epatico sono circa 70-100gr, sufficienti ad assicurare la normoglicemia per un periodo superiore alle 24 h. Ormoni coinvolti nell’omeostasi - Glucagone - Catecolamine - Cortisolo - GH - Insulina Regolazione del metabolismo glucidico durante l’esercizio fisico Durante l’esercizio fisico è necessario il rilascio di una maggiore quantità di glucosio in circolo; gli ormoni che contribuiscono ad aumentare il glucosio plasmatico sono: - Glucagone - Adrenalina - Cortisolo - GH Mentre il rilascio di insulina si riduce a seconda dell’intensità e della durata dell’esercizio (in un soggetto sano). IPERGLICEMIA IPOGLICEMIA 32 Patologie da alterazioni metaboliche a carico del pancreas Diabete Il diabete mellito è un disordine del metabolismo dei carboidrati, lipidi e proteine, dovuto a deficit della secrezione o azione dell’insulina che portano quindi all’iperglicemia. Esistono diversi tipi di diabete: - Diabete di tipo 1 - Diabete di tipo 2 - Diabete costituzionale - Altre tipologie di diabete  Diabete di tipo 1: malattia autoimmune, caratterizzata dalla distruzione delle cellule beta-pancreatiche (CD4+CD8+celluleT e Macrofagi) che comporta la mancata produzione di insulina. La comparsa di questa patologia avviene prima dei 20 anni con principali sintomi: o Poliuria, escrezione do eccessiva quantità di urina o Polifagia, aumento dell’appetito o Polidipsia, stato di sete intensa o Perdita eccessiva di peso o Iperglicemia (glucosio nel sangue) Le cause sono date da un insieme di fattori che riguardano la genetica, l’ambiente e l’immunologia. Terapia > per curare il diabete di tipo 1 bisogna: - Somministrare al paziente l’insulina esogena - Dargli un’adeguata dieta da seguire - Fargli fare regolare esercizio fisico Esercizio fisico e diabete: il paziente diabetico di tipo 1 può trarre numerosi vantaggi dall’esercizio fisico, facendo tutti i controlli necessari per non andare incontro ad ipoglicemia. Infatti bisogna: - Avere una buona conoscenza della malattia e dell’esercizio - Intensificare l’autocontrollo, controllare la glicemia prima-durante-dopo l’esercizio - Assumere carboidrati nel corso dell’esercizio se è intenso e di lunga durata - Rendere nota la malattia - Evitare gli sport (scalata, subacquea) Fattori che influenzano la risposta glicemica durante l’esercizio fisico: - Tipo di insulina e dose - Distanza di tempo dalla somministrazione prima dell’allenamento - Sito di iniezione - Intensità e durata dell’esercizio fisico - Controllo - Alimentazione prima-durante-dopo l’esercizio Rischi e benefici dell’esercizio fisico in pazienti con diabete di tipo 1: - Un rischio è l’ipoglicemia 35 SURRENE ENDOCRINO Il surrene è una ghiandola endocrina che è situata al di sopra del rene. I surreni sono 2 ghiandole di 4-6 gr, localizzate sul polo superiore, sono costituiti da: - Una zona più esterna o corticale, presente al 90% - Una zona interna o midollare, presente al 10% La zona corticale è divisa in tre zone: - Zona glomerulosa > aldosterone, regola l’omeostasi idroelettrica - Zona fasciculata > cortisolo, risposta allo stress, sensibilità alla fatica, sensibilità dei tessuti alle catecolammine, metabolismo energetico, azione antinfiammatoria. - Zona reticolare > androgeni, nella donna rappresentano il 50% degli androgeni; essi rappresentano i caratteri sessuali secondari. La zona midollare: - Secerne adrenalina e noradrenalina (ormoni derivati da AA), con funzione di prolungare ed intensificare la risposta del sistema nervoso simpatico durante lo stress. Asse ipotalamo-ipofisi-surrene L’ipotalamo produce GRH (ormone di rilascio di corticotropina) che a sua volta stimola, a livello ipofisario la produzione di ACTH (ormone adrenocorticotropo) che a sua volta stimola la corticale del surrene, regolando la sintesi di glucorticoidi (cortisolo) ed androgeni (ormoni sessuali). La secrezione dell’aldosterone è regolata dal sistema renina-angiotensina. Cortisolo > il cortisolo è essenziale per la vita, ormone dello stress; è un ormone prodotto dalle cellule della zona fascicolata del surrene. Viene secreto quando si verifica stress: - Fisico, ipoglicemia, traumi, fratture, ustioni, operazioni chirurgiche, esposizione al freddo, infezioni ed esercizio pesante - Psicologico, ansia acuta e cronica; 36 Quest’ormone viene secreto per il 50% di notte e per il 50% tramite 7/13 episodi giornalieri. Un eccesso nella secrezione causa ipercorticoidismo (o sindrome di Cushing) che ha come sintomi: iperglicemia, diabete 1, depressione, osteoporosi e perdita del tono muscolare. Azioni: la sua principale azione consiste nell’indurre l’aumento della glicemia: - Aumenta il catabolismo proteico nei muscoli e nel connettivo - Aumenta il riassorbimento osseo - È un forte antinfiammatorio Midollare del surrene Essa produce: - Adrenalina (epinefrina) - Piccole quantità di noradrenalina (noraepinefrina) Queste catecolammine sono ormoni derivati degli amminoacidi e sintetizzati a partire dalla tirosina. La secrezione di catecolammine da parte della midollare del surrene aumenta in condizioni di stress, ad esempio > la percezione del pericolo è sufficiente a determinare il rilascio; altri stimoli possono essere: ipoglicemia, dolore, ipossia. (attivazione del simpatico determina il rilascio di catecolammine). Azioni della noradrenalina Beta - Aumento della pressione arteriosa - Aumento della contrazione cardiaca e frequenza - Rilassamento della muscolatura liscia gastrointestinale - Broncodilatazione - Aumento della glicemia - Aumento della secrezione di insulina - Aumento della secrezione di glucagone - Aumento della captazione di potassio nel muscolo - Aumento della termogenesi - Diminuzione dell’utilizzo di glucosio - Aumento del consumo di ossigeno del 20-30% - Dilatazione delle pupille - Dilatazione delle arteriole Azioni della noradrenalina Alfa: - Aumento della gluconeogenesi - Aumento della glicogenolisi (glicogeno in glucosio) - Diminuzione della secrezione di insulina - Aumento della contrattilità cardiaca - Aumento della vasocostrizione arteriolare - Aumento della contrazione della muscolatura liscia - Aumento dell’aggregazione piastrinica - Dilatazione pupillare Risposta dell’asse ipotalamo-ipofisi-surrene all’esercizio L’esercizio fisico è un fattore di stress per l’organismo; il surrene è la ghiandola che determina l’adattamento endocrino metabolico in risposta all’esercizio fisico. Gli ormoni coinvolti maggiormente sono: catecolammine e cortisolo. 37 Cortisolo ed esercizio fisico Durante l’esercizio fisico si osserva un aumento del cortisolo. Il livello d’intensità che permette tale aumento è il 60% della VO2 max con maggiore aumento se aumenta l’intensità. Il cortisolo aumenta durante l’esercizio fisico perché esso determina anche l’aumento del ACTH (ormone adrenocorticotropo). Variabili che influenzano la secrezione di cortisolo:  Altitudine > stress psicologico  Ipoglicemia > pasto  Temperatura corporea  Età-sesso-ritmo cardiaco  L’allenamento Catecolammine ed esercizio fisico Le catecolammine vengono prodotte e liberate dalla midollare del surrene in risposta allo stimolo del sistema nervoso simpatico. L’adrenalina rappresenta l’ormone maggiormente prodotto nella misura dell’80%, mentre la noradrenalina del 20%. Entrambi gli ormoni producono gli effetti: - Aumento della frequenza e della gittata cardiaca - Aumento della pressione arteriosa - Vasodilatazione dei vasi diretti alla muscolatura - Vasocostrizione dei vasi diretti alla cute e ai visceri - Aumento della respirazione - Accelerazione del metabolismo - Aumento del glicogenolisi nel fegato e nel muscolo - Aumento del glucosio e degli FFA nel sangue I livelli di catecolammine in condizioni di riposo sono bassi, mentre aumentano in condizioni di stress fisico e psichico (una delle condizioni determina un aumento dell’adrenalina e può arrivare all’infarto miocardico). Quindi l’esercizio fisico condiziona la concentrazione di catecolammine nel plasma. Durante l’esercizio fisico si ha un aumento delle concentrazioni fino a 20 volte rispetto ai livelli basali, in base al tipo di esercizio fisico effettuato. Alcuni studi hanno dimostrato che c’è un aumento maggiore delle catecolammine durante l’esercizio ad alta intensità (squat) rispetto all’esercizio di endurance. A temperatura ambiente più basse durante l’esercizio, si ha un aumento maggiore di catecolammine rispetto a temperature più miti. La massima concentrazione di catecolammine si riscontra con un VO2 max dell’80%. VO2 max = 0% adrenalina = noradrenalina VO2 max =60% adrenalina > noradrenalina VO2 max = 70% adrenalina < noradrenalina VO2 max =80% adrenalina < noradrenalina Altri fattori che condizionano la risposta dell’esercizio fisico > condizioni climatiche - Condizioni del soggetto - Variabili dell’esercizio fisico - Condizioni climatiche - Età: con l’età aumenta la noradrenalina mentre l’adrenalina rimane stabile 40 per tessuto specifico con funzione enzimatica o strutturale. (es. miocardio miosina o collagene di tipo 1). Effetti biologici degli ormoni tiroidei Gli ormoni tiroidei sono essenziali per un normale accrescimento e per i processi di differenziazione; essi controllano il metabolismo e le funzioni di tutti gli organi: - respirazione cellulare (consumo di ossigeno) - sintesi proteica - gluconeogenesi - glicogenolisi (da glicogeno a glucosio) - sintesi e catabolismo del colesterolo Azioni metaboliche generali: - aumentano il consumo di ossigeno - aumentano produzione di ATP - aumento dell’utilizzo di ATP - aumento della produzione di calore (spesa energetica) Effetti degli ormoni tiroidei sul sistema cardiovascolare:  Azione diretta sul cuore > aumento della forza contrattile con modificazioni del frequenza contrattile del cuore  Stimolo alla sintesi di miosina  Azione sulle catecolammine > aumento dei recettori beta-adrenergici con aumentata sensibilità ai recettori beta-adrenergici  Aumento della velocità nel circolo  Riduzione delle resistenze periferiche Azioni degli ormoni tiroidei sul sistema nervoso centrale L’azione degli ormoni tiroidei è essenziale per lo sviluppo del SNC nel feto e nei primi anni di vita. Questi: - Stimolano la crescita e lo sviluppo degli assoni (corteccia uditiva, visiva, cervelletto, ippocampo) - A livello ipofisario riducono la secrezione di TSH e stimolano la secrezione di GH - Aumentano lo stato di veglia e di allerta - Aumentano memoria e capacità di apprendimento - Aumentano velocità e ampiezza dei riflessi nervosi - Influenzano il tono dell’umore Azione degli ormoni tiroidei sull’apparato scheletrico: - Attivano gli osteoclasti e gli osteoblasti mediante la crescita e la differenziazione dell’osso - Potenziano l’azione del GH - In assenza di ormoni tiroidei la saldatura delle cartilagine epifisaria è ritardata 41 Azione degli ormoni tiroidei sul sistema respiratorio: - Aumento della frequenza respiratoria a riposo - Aumento ventricolare Azione degli ormoni tiroidei sul rene: - Aumento del flusso sanguigno - Aumento della filtrazione glomerulare Azione degli ormoni tiroidei sulla capacità di trasporto dell’ossigeno: - Aumento dei globuli rossi - Aumento della dissociazione di ossigeno dall’emoglobina Azione degli ormoni tiroidei sul metabolismo intermedio: - Aumentano l’assorbimento di glucosio nell’intestino - Aumentano il metabolismo delle macromolecole biologiche - Diminuiscono i recettori dell’insulina Effetti degli ormoni tiroidei sul muscolo: - Regolano la sintesi delle catene pesanti di miosina - Aumentano la ATP-asi > potenziamento UPTAKE di calcio nel reticolo sarcoplasmatico - Aumento della contrattilità - Aumento sodio/potassio ATP-asi - Aumenta l’afflusso cellulare di sodio con potenziamento della contrazione Ormoni tiroidei ed esercizio fisico: Gli ormoni tiroidei: - Regolano la produzione di energia mentre l’esercizio fisico non influenza tanto l’asse ipotalamo-ipofisi-tiroide. Ad esempio l’esercizio di tipo aerobio determina: o Diminuzione del T3 o Aumento della T3 inversa o Aumento della FT4 (T4 edema nel sangue) o Riduce il TSH Ipotiroidismo (azioni degli ormoni tiroidei sul rene) L’ipotiroidismo è dovuto alla carenza degli ormoni tiroidei; può essere: - Primario > secrezione di ormoni è dovuta a difetti della tiroide (non vengono prodotte abbastanza T3 e T4) - Secondario > dovuto a qualche difetto a livello ipofisario ( < TSH) - Terziario > difetto a livello ipotalamico (<TRH) Ipotiroidismo ed esercizio fisico > frequenza cardiaca rallentata, crampi, intolleranza all’esercizio fisico, debolezza muscolare, Vo2 max ridotta. 42 Può essere inoltre: - Congenita > presente già dalla nascita, si manifesta con bassa statura di tipo disarmonico - Acquisita > asportazione delle tiroide, terapia con radio-iodio ed eccesso di iodio Ipertiroidismo L’ipertiroidismo da eccesso di ormoni tiroidei nei tessuti bersaglio, caratterizzata da un aumento del metabolismo di tutti gli organi, apparati e sistemi. Tipo di ipertiroidismo: 1- Malattia di Basedow-Graves (gozzo tossico diffuso > anticorpi-stimolanti) è una patologia autoimmune causata dalla forte stimolazione della tiroide da parte degli anticorpi stimolanti il recettore del TSH. Sintomi o È rilevabile un lieve aumento del volume dell’intera ghiandola tiroidea e la presenza di alterazioni a carico degli occhi (sporgenza dei globi oculari) o Nervosismo/agitazione o Tremore delle mani o Battito cardiaco accelerato o Intolleranza al caldo o Mani sudate, eccessiva sudorazione corporea o Perdita di peso o Debolezza muscolare 2- Malattia di Plummer (gozzo multinodulare tossico > noduli adenomatosi) è caratterizzata dalla presenza, all’interno della ghiandola di uno o più noduli adenomatosi che produce un’aumentata quantità di ormoni. Sintomi: uguali alla malattia precedente. 3- Nodulo autonomo, sindrome ipertiroidea dovuta a iperproduzione di ormoni tiroidei da parte di un nodulo isolato. Forme meno frequenti di ipertiroidismo - Eccesso di iodio esogeno - Hashitossicosi - Adenoma ipofisario-TSH secernente - Tiroide subacuto - Metastasi da tumore tiroideo Ipertiroidismo e attività fisica Chi presenta l’ipertiroidismo ha una ridotta tolleranza all’esercizio fisico dovuto a: tachicardia a riposo, ridotta tolleranza allo sforzo, debolezza muscolare, riduzione della 45 Nel rene provoca: poliuria (aumento della quantità di urina emessa), nicturia (bisogno di urinare durante le ore notturne), e polidipsia (sete intensa). Apparato grastroenterico > anoressia, nausea, vomito, stipsi, pancreatite acuta, dolori addominali Apparato cardiovascolare > blocco atrio-ventricolare, ipertensione arteriosa Pubertà riepilogo La pubertà è quel periodo della vita che va dalla comparsa dei primi segni di maturazione sessuale fino al completamento della maturità psicofisica. Durante la pubertà si ha un raggiungimento della statura finale e la maturazione sessuale, con la comparsa della funzione riproduttiva. Il processo di maturazione dell’asse ipotalamo-ipofisi-gonadi ha inizio durante la fase fetale, con la differenziazione sessuale, continua con l’infanzia, ha un periodo di pausa nella fase prepuberale e si riattiva nella fase puberale. La pubertà è uno stadio nel processo di maturazione dell’asse ipotalamo-ipofisi-gonadi, che comprende la disattivazione del centro ipotalamico che secerne GnRH (ormone di rilascio di gonadotropine quali LH ed FSH), quindi durante la pubertà si ha lo sviluppo dei caratteri sessuali secondari > maturazione delle gonadi e modificazioni psicologiche e comportamentali. Nel periodo prepuberale l’ipofisi secerne FSH e LH anche senza essere stimolate da GnRH; con l’ingresso della pubertà, e quindi con l’attivazione ipotalamica che secerne il GnRH, si ha un incremento dei picchi di FSH ed LH durante l’arco della giornata e questo comporta anche un aumento della produzione degli ormoni steroidei sessuali > testosterone per gli uomini ed estradiolo per le donne. La maturazione gonadica indotta dall’aumento dei valori di LH ed FSH e dal conseguente incremento della produzione di steroidi sessuali gonadici (detto gonarca). Oltre all’aumento di gonadotropine (testosterone ed estradiolo), si osservano delle modificazioni anche nella secrezione di androgeni surrenali, DHEA, DHEA-S e androstenedione, 6-7 anni nella donna si verifica l’aumento di questi, mentre 7-8 anni nel maschio, processo definito andrenarca e procede di circa due anni il gonarca. L’età normale per l’inizio dello sviluppo puberale del maschio: è tra i 9 e i 13 anni e mezzo, mentre nella femmina è tra gli 8 e i 13 anni con l’inizio dello sviluppo della ghiandola mammaria. Recenti studi hanno dimostrato che l’età del menarca (prima mestruazione) si è ridotta di 2-3 mesi per decennio; oltre a questo si è verificata una riduzione dell’età in cui si raggiunge l’altezza massima, che nel secolo scorso veniva raggiunta intorno ai 20 anni, mentre ora si arresta intorno ai 17 anni. Fattori che influenzano il presentarsi del menarca sono: - Genetica ed etnia > il menarca è anticipato nelle ragazze africane - Il menarca è anche anticipato da una moderata obesità, mentre è ritardato in caso di obesità accentuata - Il ritardo puberale può avvenire per malnutrizione e attività fisica (intensa) Pubertà ed esercizio fisico L’esercizio fisico è un grande stimolo per la crescita e per lo sviluppo, ma i suoi effetti variano in base all’intensità dell’allenamento sportivo. La pratica costante dell’esercizio fisico moderato ha quasi sempre effetti benefici, invece un allenamento sportivo intenso richiede molta attenzione e numerosi accorgimenti perché può avere effetti dannosi sulla crescita e sulla 46 maturazione sessuale. Quindi gli effetti dell’esercizio fisico variano anche in base al tipo di sport che praticano a livello agonistico raggiunto. Gli sport che comprendono grandi dispendi energetici e drastiche restrizioni dietetiche possono influenzare molto l’attività puberale. L’esercizio fisico > è un potente stimolo per la secrezione di GH (es. esercizio con carico è un grande stimolo per l’accrescimento minerale osseo). L’impatto dell’allenamento fisico sulla crescita è determinato dall’età in cui inizia l’attività, il tipo di allenamento svolto e la sua intensità, frequenza e durata. Un allenamento fisico intenso di 18 ore a settimana è in grado di limitare la crescita (es. ginnastica artistica) Effetti dell’esercizio fisico La pratica sportiva è un potente stimolo per la secrezione di IGF-1, GH, testosterone, estrogeni, cortisolo e leptina. L’esercizio acuto ad esempio incrementa la secrezione degli ormoni che permettono la crescita. Un allenamento costante può invece provocare adattamenti alla maggior parte degli assi endocrini con il risultato di alterare la normale secrezione basale degli ormoni ed esporre i tessuti bersaglio come muscolo e osso a maggiori concentrazioni ormonali e favorirne lo sviluppo. L’aumento della secrezione di GH inizia già dopo 10 minuti dall’inizio dell’esercizio fisico e può raggiungere anche valori 100 volte a quelli basali. Es.- la pratica costante dell’allenamento di endurance per un anno aumenta le concentrazioni giornaliere di già nel 75% dei casi. L’allenamento di forza sembra avere piccoli effetti sulla secrezione a riposo di GH e sulla concentrazione sierica di IGF-1. I bambini e gli adolescenti che praticano sport non sono sempre più alti dei loro coetanei, ma sembrano avere un’età ossea più avanzata ed uno stadio puberale più evoluto. (la pratica sportiva indica un avvio precoce agli eventi puberali. Esercizio fisico e pubertà maschile > negli sportivi prepuberali non si rilevano conseguenze di crescita e di maturazione biologica. Gli sportivi maturano più velocemente > es.- i calciatori hanno un’età ossea più avanzata, un maggior volume testicolare ed uno stadio puberale più evoluto. Esercizio fisico e pubertà femminile > le atlete dimostrano un rallentamento temporaneo dello sviluppo mammario mentre non mostrano la differenziazione nella comparsa della peluria pubica, quindi l’età del menarca è più tardive nelle atlete. Questo ritardo è più evidente nelle discipline sportive che richiedono un basso peso corporeo (danza e ginnastica artistica). Il rallentamento della maturazione puberale è evidente solo nelle atlete che iniziano l’attività fisica prima del menarca.