prima lezione: biochimica degli ormoni

1. BIOCHIMICA
DEGLI ORMONI
Il controllo e la coordinazione dei
processi biologici sono ottenuti
attraverso messaggeri chimici

2. Il sistema endocrino
è deputato all'invio di "messaggi" ai
vari organi e tessuti dell'organismo
Sistema neuroendocrino
GHIANDOLE ENDOCRINE
(senza dotto escretore)
GHIANDOLE ESOCRINE
(con dotto escretore)

4. Le funzioni biologiche degli ormoni si svolgono con tre diversi meccanismi:
ENDOCRINO = l’ormone prodotto a livello della ghiandola endocrina raggiunge il
tessuto bersaglio tramite il torrente circolatorio
PARACRINO = l’ormone prodotto a livello della ghiandola endocrina raggiunge il
tessuto bersaglio tramite il liquido extra-cellulare
AUTOCRINO = l’ormone prodotto a livello della ghiandola endocrina ha effetto
sulle stesse cellule che l’hanno prodotto

6. FUNZIONI DEGLI ORMONI
1. Regolazione processi metabolici
2. Controllo crescita, differenziamento
cellulare, processi riproduttivi
3. Controllo apprendimento e memoria
4. Risposta ai cambiamenti ambientali

7. Praticamente TUTTI i processi metabolici sono
controllati e coordinati da uno o più ormoni
ALCUNI ESEMPI:
 Pressione sanguigna e bilancio elettrolitico
 Differenziamento sessuale, sviluppo e
riproduzione
 Regolazione del metabolismo energetico

8. Nessun ormone viene prodotto e secreto
con ritmo uniforme
MA
Secondo cicli o in seguito a determinati
stimoli
Vita media di un ormone = molto breve
Ormone è attivo a concentrazioni
ematiche molto basse = 10-9 – 10-12 M

9. TIPI DI ORMONI
1. Ormoni idrosolubili
proteici/peptidici
derivati da amminoacidi
2. Ormoni liposolubili
steroidei
derivati vit D3
derivati dagli ac grassi (eicosanoidi)

10. Ormoni steroidei:
derivati del colesterolo Colesterolo
GLUCOCORTICOIDI
MINERALCORTICOIDE
LIPOSOLUBILI

11. Gli ormoni steroidei essendo liposolubili
possono facilmente penetrare nelle cellule
bersaglio
=> il loro meccanismo d’azione è quello
trascrizionale

12. ANABOLIZZANTI:
Steroidi anabolizzanti sono usati
illegalmente per migliorare le prestazioni
atletiche (hanno effetti sulla biosintesi
delle proteine)
Un anabolizzante è una sostanza chimica che aumenta l'anabolismo, ossia che stimola la formazione di molecole complesse
(proteine, lipidi complessi e polisaccaridi) a partire da molecole semplici (rispettivamente amminoacidi, acidi grassi e monosaccaridi).

13. Biosintesi ormoni steroidei
DESMOLASI
Presente nei mitocondri di
surrenali e gonadi
R-H + O2 + NADPH -> R-OH + NADP+ + H2O
reazioni di idrossilazione

15. Ormoni derivati da amminoacidi
Triptofano
Tirosina
LIPOFILI

16. Ormoni proteici/peptidici

18. Biosintesi ormoni peptidici
1. Sequenza segnale:
indirizzamento verso i granuli
di secrezione e rilascio
extracellulare
2. Sintetizzati come precursori
inattivi: pre-pro-ormone
(attivati per proteolisi)
3. Un singolo pre-pro-ormone
può dar luogo a diversi
ormoni

19. Trasporto in circolo
degli ormoni
[ormoni nel sangue] ~ 1nM
Cellula bersaglio

20. Internalizzazione cellulare
degli ormoni
Affinità ormone-recettore
10-12 M < KD < 10-6 M

21. Azione ormoni liposolubili

22. Azione ormoni idrosolubili

23. RECETTORI CHE
RICONOSCONO GLI ORMONI
Recettori intracellulari
Recettori di membrana

24. I RECETTORI PER GLI ORMONI STEROIDEI
•Si trovano nel compartimento intracellulare
•Il complesso ormone-recettore si lega al DNA attivando uno o più geni
•L’mRNA dirige la sintesi di nuove proteine
Recettori intracellulari = fattori di trascrizione

25. I RECETTORI PER GLI ORMONI IDROFILICI
 Sono situati sulla membrana cellulare
 Determinano la sintesi di secondi messaggeri (cAMP, cGMP, DAG, Ca++)
 I secondi messaggeri determinano modificazioni enzimatiche dentro la cellula

26. CARATTERISTICHE COMUNI
DEI RECETTORI DI MEMBRANA

27. TIPI DI RECETTORI
 Recettori accoppiati a proteine G
 Recettori catalitici con un singolo
dominio TM (1-TMS)
 Canali ionici oligomerici

28. 7 domini transmembrana
ad a-elica
L’ormone si lega nella tasca
idrofobica inducendo un
cambiamento conformazionale
Il cambiamento conformazionale
del recettore attiva la proteina G
Es. ADRENALINA

29. Porta alla generazione di secondi messaggeri:
 cAMP
+ fosfolipasi
 Ca2+
PROTEINA G
Eterotrimero
GDP: forma inattiva
GTP: forma attiva
TRASDUZIONE
DEL SEGNALE
SECONDO MESSAGGERO
PRIMO MESSAGGERO

30. Il guanosintrifosfato o GTP è un ribonucleotide trifosfato
formato da:
guanina(una base azotata)
ribosio (uno zuccheropentoso)
tre gruppi fosfato
GTP/GDP

31. La sintesi o il rilascio di un secondo
messaggero è seguita dalla sua rapida
degradazione o rimozione dal citosol
Tutti i secondi messaggeri esercitano i
loro effetti sulla cellula legandosi a una o
più molecole bersaglio

32. BERSAGLI PER LE PROTEINE G
adenil ciclasi: l'enzima responsabile della
formazione del cAMP
fosfolipasi C: l'enzima responsabile della
formazione dell'inositolo trifosfato e del
diacilglicerolo
canali ionici: in particolare i canali del calcio e del
potassio.

33. ADENIL CICLASI

34. ESEMPI DI AZIONI DI ORMONI CHE
LEGANO RECETTORI ACCOPPIATI A
PROTEINE G
EPINEFRINA
(adrenalina)

35. ACETILCOLINA

37. FOSFOLIPASI C

38. CANALI IONICI

39. TIPI DI RECETTORI
 Recettori accoppiati a proteine G
 Recettori catalitici con un singolo
dominio TM (1-TMS)
 Canali ionici oligomerici

40. RECETTORI TIROSIN-CHINASICI

47. TIPI DI RECETTORI
 Recettori accoppiati a proteine G
 Recettori catalitici con un singolo
dominio TM (1-TMS)
 Canali ionici oligomerici

48. CANALI IONICI LIGANDO-DIPENDENTI
 Assenza di ligando: sono presenti in una
conformazione strutturale che ostruisce il
poro, impedendo il flusso di ioni.
 Presenza di ligando: il recettore cambia la
conformazione strutturale e aprendosi
permettendo agli ioni di attraversare la
membrana.
sono recettori le cui subunità costitutive racchiudono un poro
attraverso il quale avviene il flusso di ioni

49. Il legame con il ligando provoca un cambiamento conformazionale dell'N-terminale del
recettore che, causando la dimerizzazione dei domini extracellulari, permette la
diffusione laterale dei domini citoplasmatici, consentendo quindi il contatto tra i C-
terminali e attivando l'attività chinasica.
La dimerizzazione innesca quindi un processo di autofosforilazione, in cui l'attività
chinasica di ogni recettore monomerico fosforila residui dell'altro. Inizialmente vengono
fosforilati i residui di tirosina del labbro di fosforilazione, situato in prossimità del sito
attivo. Questo causa lo spostamento di quest'ansa di attivazione dal sito catalitico,
favorendo così il legame dell'ATP in alcune proteine, direttamente delle proteine
substrato in altre. Successivamente vengono fosforilati altri residui dei domini
citoplasmatici, fornendo il sito d'attacco per le proteine substrato.