L'apparato endocrino e le sue modificazioni all'esercizio fisico: il ruolo dell'ipofisi
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L'apparato endocrino e le sue modificazioni all'esercizio fisico: il ruolo dell'ipofisi

Ruolo, struttura e funzione dell’ipofisi e degli ormoni ipofisiari, adattamento all’allenamento da parte di GH (ormone della crescita), Prolattina (PRL), TSH (ormone tireotropo), LH (ormone luteinizzante) e FSH (ormone follicolo stimolante), ACTH (ormone adrenocorticotropo)

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L'apparato endocrino e le sue modificazioni all'esercizio fisico: il ruolo dell'ipofisi

L'apparato endocrino e gli adattamenti all'esercizio fisico

L'apparato endocrino, come l'apparato respiratorio e cardiocircolatorio, oltre a rappresentare un elemento di estremo interesse per le funzioni corporee, nel dettaglio per quanto attiene il controllo dei processi metabolici, funzionali, riproduttivi, di regolazione e coordinazione di numerose funzioni tra cui lo sviluppo dell'individuo, rappresenta anche uno dei maggiori distretti soggetti ad adattamento a seguito di lavori intensi o attività sportiva, fornendo la migliore risposta alle mutate condizioni fisiche e psicologiche.

L'apparato endocrino interviene quindi nel controllo omeostatico, opera nelle condizioni di sedentarietà come nel corso dell'attività fisica, e non vi sono processi fisiologici nei quali il supporto ormonale non sia implicato direttamente o indirettamente.

Sebbene, come più avanti sarà ribadito, non sia necessario avere una identità ghiandolare per produrre ormoni, classicamente l'apparato endocrino è rappresentato da una serie di ghiandole senza dotti escretori che pertanto liberano le sostanze prodotte direttamente nel torrente ematico.
Ne fanno parte:

  • Ipofisi
  • Tiroide
  • Paratiroidi
  • Ghiandole surrenali
  • Pancreas
  • Gonadi
  • Timo
  • Ipotalamo
  • Epifisi

Il livello di ormoni circolanti nel sangue è regolato da un sistema a retroazione per effetto del quale una ghiandola a valle è controllata da una ghiandola a monte, e il rilascio di ormoni da parte di quest'ultima modula retroattivamente la ghiandola che la controlla. L'azione ormonale può concretizzarsi in vario modo, si distinguono infatti ormoni ad azione endocrina, che operano su cellule bersaglio lontane, ormoni ad azione paracrina, che operano su cellule vicine, e ormoni ad azione autocrina che operano su recettori della medesima cellula che li ha prodotti.

Gli ormoni sono sostanze prodotte a partire da un precursore di natura proteica o lipidica, immesse poi nel circolo sanguigno al fine di giungere verso l'organo bersaglio dove bilanciano le modificazioni che ne hanno indotto il rilascio.
Regolano l'omeostasi corporea e avviano i processi di crescita, sviluppo, maturazione e invecchiamento dell'uomo. Terminano il loro percorso in parte nel fegato, che inattiva l'ormone stesso, e in parte nelle vie escretrici renali, possono essere degradati dalle proteasi circolanti, ma in ogni caso la principale forma di riduzione della loro concentrazione ematica è il legame con i recettori.
Gli ormoni possono essere classificati in:

  • Ormoni steroidei (corticosurrenalici e sessuali)
  • Ormoni peptidici (ipotalamo-ipofisari, insulina, paratormone, calcitonina)
  • Ormoni derivanti da un solo aminoacido (adrenalina, noradrenalina, serotonina, melatonina, adrenoglomerulotropina)

Gli ormoni peptidici, quindi prodotti a partire da aminoacidi, vengono immagazzinati nelle ghiandole che li producono e sono immessi in circolo secondo esigenza in tempi successivi. Sono caratterizzati da una breve emivita plasmatica, vengono degradati nell'arco di pochi minuti, e la loro azione è rapida. Alcuni ormoni peptidici sono legati a glicoproteine, si parla pertanto di ormoni glicoproteici e in tal caso hanno una maggiore emivita, non svolgono alcuna funzione sino al distacco dalla glicoproteina e rappresentano pertanto una sorta di serbatoio circolante pronto a svolgere le sue funzioni. Gli ormoni peptidici sono prodotti sottoforma di pre-pro-ormone, subiscono poi dei processi di “attivazione” che li convertono in pro-ormoni e infine in ormoni attivi.

Gli ormoni steroidei sono di natura lipidica, hanno nel colesterolo il comune precursore, sono caratterizzati dal rilascio immediato nel torrente ematico e non vengono pertanto accumulati, sono legati in ogni caso a proteine di trasporto che, anche in questo caso, svolgono la funzione di garantire un serbatoio circolante pronto all'uso. Avendo precursore comune nel colesterolo, questo implica che tale precursore venga trattato differentemente in virtù del corredo enzimatico proprio di ciascuna ghiandola o sede ghiandolare, dando origine ad ormoni del tutto differenti anche per funzioni. Solo per fare un esempio il colesterolo può divenire testosterone nel testicolo (ormone anabolico per eccellenza) e cortisolo nella regione fascicolata del surrene (ormone catabolico).

Sebbene nel trattare l'apparato endocrino si faccia classicamente riferimento a delle ghiandole endocrine, la funzione endocrina è presente in numerosi tessuti e aggregati cellulari, malgrado non presentino individualità anatomica di tipo ghiandolare. Gli ormoni, comunemente riversati nel torrente ematico, regolano le funzioni fisiologiche mediante legame con recettori ad elevata specificità, e sono in grado di operare un controllo complesso sebbene siano presenti in circolo in concentrazioni estremamente basse. Viaggiando per tramite del torrente ematico possono controllare anche tessuti e organi lontani dalla sede di sintesi dell'ormone, purchè possiedano recettori specifici e possano quindi avviare una risposta biologica.

L'Ipofisi

L'ipofisi trova alloggiamento nella sella turcica dello sfenoide. È suddivisibile in una porzione anteriore ed una posteriore con struttura, origine e funzioni differenti fra loro. La sua vascolarizzazione è garantita dall'arteria ipofisaria (con anche il compito di trasportare nel distretto ormoni prodotti da altre ghiandole) e dai vasi portali ipofisari, che trasportano sangue proveniente dall'ipotalamo ricco di ormoni stimolanti.
Agisce principalmente nella regolazione delle altre ghiandole endocrine, e per effetto delle sue connessioni, è completamente controllata dai neuroni ipotalamici. La porzione anteriore è denominata adenoipofisi ed è costituita da cellule classicamente endocrine, sottoposta al controllo della porzione posteriore (neuroipofisi) costituita dagli assoni ipotalamici.
L'ipofisi anteriore è attiva nella produzione di:

  • GH (ormone della crescita), che a sua volta influenza la produzione epatica di IGF1
  • Prolattina (PRL), la quale favorisce la lattogenesi e lo sviluppo della ghiandola mammaria
  • TSH (ormone tireotropo), che stimola la tiroide nella produzione di FT3 e FT4
  • LH (ormone luteinizzante) e FSH (ormone follicolo stimolante)
  • ACTH (ormone adrenocorticotropo), regola la produzione di cortisolo da parte del surrene

L'ipofisi posteriore è sede di deposito di ADH (vasopressina) e OTH ossitocina, entrambe prodotte dai nuclei ipotalamici. L'ADH (ormone antidiuretico), anche denominato arginina-vasopressina è di natura peptidica, svolge il compito di conservare l'acqua corporea e conseguentemente anche il volume vascolare. Nel corso dell'attività fisica la produzione di ADH aumenta per ridurre la perdita di acqua. L'OTC (ossitocina), di natura peptidica, favorisce la produzione di latte nelle ghiandole mammarie e stimola la contrazione uterina per agevolare il parto.

L'ACTH (ormone adrenocorticotropo) è di natura peptidica, agisce sul tono, la crescita e la modulazione delle ghiandole surrenali. L'ACTH stimola il metabolismo lipidico, i processi di coagulazione, aumenta la secrezione di acetilcolina, influenza i reni nella produzione di eritropoietina.
Il TSH (ormone tireotropo) è di natura peptidica, influenza il trofismo e lo sviluppo della tiroide, la formazione ed il rilascio di ormoni tiroidei.
FSH e LH (ormone follicolo stimolante e luteo stimolante, anche definite gonadotropine) sono di natura peptidica, agiscono sulle gonadi e regolano la maturazione e funzionalità delle gonadi stesse, la spermatogenesi, la steroidogenesi, regolano il ciclo mestruale e la maturazione dei caratteri sessuali.

L'ipofisi è attiva anche nel rilascio di beta-endorfine con funzione antidolorifica e azione di compenso a seguito di stress psicofisico.

Il GH è un ormone di natura peptidica, favorisce i processi di accrescimento dalla fase neonatale sino alla pubertà e successivamente governa il metabolismo corporeo. La sua sintesi e rilascio sono sotto il controllo del GHRH, ormone prodotto dall'ipotalamo, degli ormoni tiroidei e del cortisolo. Per contro la somatostatina prodotta dalle cellule delta del pancreas inibisce l'efficacia del GHRH e, conseguentemente, blocca il rilascio di GH. Bruschi cali dei livelli ematici di glucosio e trigliceridi favoriscono il rilascio di ormone della crescita, viceversa un incremento dei valori ne determina l'inibizione. Da un punto di vista fisiologico l'organismo incrementa il rilascio di ormone dopo una o due ore dall'inizio della fase di sonno profondo, durante le situazioni stressanti o durante lo sforzo atletico, in quest'ultimo caso si genera un notevole picco ematico. Il sesso femminile risulta più recettivo agli stimoli correlati con l'attività fisica nel rilascio di GH, per contro la sua produzione basale sarà sempre modesta rispetto agli individui di sesso maschile.Col sopraggiungere della fase senile il quantitativo di GH rilasciato diviene sempre minore. La produzione giornaliera di ormone varia dai 600 mg nei bambini, a 1800 mg negli adolescenti, per poi tornare in decremento sino circa 400 mg al giorno negli individui adulti. Il GH è un forte anabolico, stimola la sintesi proteica, la captazione di aminoacidi e la crescita ossea. Non a caso una sua somministrazione sconsiderata, o una fisiologica iperproduzione, determinano acromegalia con un allargamento del massiccio facciale mediante l'incremento a cascata di IGF-1.

L'assunzione endogena o la fisiologica secrezione di GH da parte dell'individuo, stimola il conseguente rilascio di somatomedina C (fattore di crescita insulinosimile-1 o IGF-1) e somatomedina A (fattore di crescita insulinosimile-2 o IGF-2) entrambi ormoni peptidici, fattori di crescita plasmatici prodotte in sede epatica con la funzione di controllare l'anabolismo muscolare durante le fasi di recupero. L'IGF-1 ha come organi bersaglio diversi tessuti sui quali induce lo stimolo all'accrescimento e in particolare cartilagini e ossa.

Se in acuto il GH migliora l'utilizzo periferico del glucosio, in cronico può indurre resistenza all'insulina con il conseguente aumento di zuccheri circolanti, incremento della lipolisi e possibile induzione al diabete. Nel corso dell'attività fisica la produzione di GH aumenta ma tale incremento è correlato con l'età, in soggetti anziani la risposta è più blanda e nei soggetti di sesso femminile (secondo alcuni studi) i picchi sarebbero maggiori. Una grande influenza è invece giocata dalla condizione di sovrappeso, tralasciando soggetti con BMI alterato dalle masse muscolari, in tutti gli altri il BMI influenza negativamente il rilascio di GH. Per contro al crescere del grado di allenamento individuale aumenta il potenziale rilascio di GH, con un picco che viene raggiunto circa 20/30 minuti dopo l'inizio dell'allenamento che dovrà però avere una durata minima di 10 minuti per un significativo incremento.

L'attività fisica potrebbe indurre anche una risposta maggiore in termini di IGF-1 epatico con meccanismi GH indipendenti, al contrario drastiche e protratte riduzioni caloriche inducono un significativo incremento di GH ma una contestuale resistenza all'ormone e quindi una compromissione delle quote di IGF-1.

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