La natura degli ormoni, il loro funzionamento e come regolano il nostro metabolismo.
Gli ormoni sono potenti regolatori del metabolismo che agiscono a livello molecolare per modulare l’omeostasi energetica e la funzione cellulare. In questo articolo, esploreremo come gli ormoni interagiscono con le cellule target e regolano alcuni tra i principali processi metabolici.
Nicolas Di Leo
MSc Student | Assistant Researcher | Nutritionist,
Karolinska Institute
Indice
Classificazione degli ormoni
Gli ormoni possono essere classificati in base alla loro struttura chimica e al loro meccanismo d’azione. Le principali categorie di ormoni includono:
- Ormoni peptidici: questi ormoni sono costituiti da catene di aminoacidi e sono idrosolubili. Esempi includono l’insulina, il glucagone, l’ormone della crescita e le citochine. Gli ormoni peptidici agiscono legandosi a recettori sulla superficie cellulare, dato che non possono penetrare il bilayer fosfolipidico, attivando cascate di segnali intracellulari.
- Ormoni steroidei: derivano dal colesterolo e sono liposolubili. Gli ormoni steroidei, come il testosterone, gli estrogeni e il cortisolo, possono attraversare facilmente la membrana cellulare e legarsi a recettori intracellulari. Una volta legati, questi complessi ormone-recettore agiscono direttamente sul DNA, influenzando l’espressione genica.
- Ormoni derivati dagli amminoacidi: questi ormoni sono derivati da singoli amminoacidi e possono essere sia idrosolubili che liposolubili. Un esempio è l’adrenalina, che è derivata dalla tirosina e agisce come un ormone e un neurotrasmettitore. Gli ormoni derivati dagli amminoacidi possono avere effetti rapidi e diretti sulle cellule, come nel caso dell’adrenalina che stimola il battito cardiaco e la liberazione di glucosio.
Meccanismi di azione degli ormoni
Gli ormoni esercitano la loro azione legandosi a specifici recettori presenti sulle cellule target. Questa interazione avviene in principalmente due modi:
- Ormoni idrosolubili: questi ormoni, come l’insulina e il glucagone, non possono attraversare facilmente la membrana cellulare. Pertanto, si legano a recettori situati sulla superficie della cellula, attivando una cascata di segnali intracellulari. Ad esempio, l’insulina si lega al suo recettore tirosina-chinasi, attivando una serie di reazioni che portano all’assorbimento del glucosio. Questo processo coinvolge la fosforilazione di substrati intracellulari come IRS (Insulin Receptor Substrate), che attivano vie di segnalazione come la via PI3K/Akt.
- Ormoni liposolubili: gli ormoni steroidei, come il testosterone e gli estrogeni, possono attraversare la membrana cellulare e legarsi a recettori intracellulari appartenenti alla superfamiglia dei recettori nucleari. Una volta legati, questi complessi ormone-recettore si spostano nel nucleo della cellula, dove possono influenzare l’espressione genica, attivando o silenziando specifici geni coinvolti nel metabolismo e nella crescita cellulare. Ad esempio, il recettore degli estrogeni può modulare l’espressione di geni coinvolti nella lipogenesi e nella regolazione del metabolismo lipidico.
Esempi di ormoni coinvolti nella regolazione del metabolismo energetico
Gli ormoni svolgono un ruolo cruciale nella regolazione del metabolismo energetico, modulando l’assunzione, l’utilizzo e l’immagazzinamento dei nutrienti.
- Ormoni tiroidei: T3 (triiodotironina) e T4 (tiroxina) regolano il metabolismo basale aumentando l’espressione di geni coinvolti nell’ossidazione dei substrati energetici e nella termogenesi. Questi ormoni aumentano il consumo di ossigeno e la produzione di ATP a livello cellulare,. La loro azione è mediata attraverso il legame ai recettori nucleari, che influenzano l’attività di enzimi chiave come la lipasi ormone-sensibile.
- Insulina e glucagone: questi ormoni pancreatici svolgono un ruolo chiave nell’omeostasi del glucosio. L’insulina promuove l’assorbimento di glucosio da parte delle cellule e la sintesi di glicogeno, mentre il glucagone stimola la glicogenolisi aumentando i livelli di glucosio nel sangue. L’insulina attiva anche la sintesi degli acidi grassi nel fegato e nel tessuto adiposo, mentre il glucagone stimola la lipolisi, liberando acidi grassi nel circolo sanguigno per l’ossidazione.
- Grelina e GLP-1: la grelina, l’ormone della fame prodotto nello stomaco, stimola l’appetito e riduce il dispendio energetico. Agisce legandosi al recettore GHS-R, attivando vie di segnalazione che aumentano l’assunzione di cibo. In contrasto, il GLP-1, prodotto nell’intestino dopo i pasti, promuove la sazietà, stimola la secrezione di insulina e rallenta lo svuotamento gastrico. Gli agonisti del recettore GLP-1 (GLP-1RA), come i famosi farmaci per il diabete e l’obesità, mimano gli effetti del GLP-1, contrastando quelli della grelina. Ciò porta a una riduzione dell’appetito e a un miglioramento del controllo glicemico e del peso corporeo.
Il network delle interazioni ormonali
Gli ormoni non agiscono isolatamente ma all’unisono, e spesso sono coinvolti in meccanismi di feedback loop.
Ad esempio, l’insulina e il cortisolo hanno effetti opposti sul metabolismo del glucosio.
L’insulina promuove l’immagazzinamento del glucosio, mentre il cortisolo stimola la liberazione di glucosio nel sangue.
Questa interazione è particolarmente rilevante in situazioni di stress, dove l’aumento del cortisolo può portare a resistenza all’insulina e disfunzione metabolica.
Inoltre, gli ormoni sessuali come estrogeni e testosterone possono influenzare la risposta all’insulina e il metabolismo lipidico.
Ad esempio, le fluttuazioni nei livelli di estrogeni durante il ciclo mestruale possono influenzare la sensibilità all’insulina, mentre il testosterone è associato a una maggiore massa muscolare e a una migliore gestione del glucosio.
Conclusione
Gli ormoni sono potenti regolatori del metabolismo che agiscono a livello sistemico all’interno di intricati network per modulare l’omeostasi energetica e la funzione cellulare.
È fondamentale per i professionisti della salute comprendere i meccanismi di azione degli ormoni, dalla loro interazione con i recettori al come questi interagiscono tra di loro al fine di promuovere una ottimale salute metabolica per i propri pazienti.
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