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Gli ormoni: Corticoidi

1. Costruzione e produzione
2. Rivoluzione
3. Glucocorticoidi
4. Mineralocorticoidi
5. Disturbatori corticoidi
6. Storia della ricerca

Costruzione e produzione

I corticoidi sono un gruppo di ormoni steroidi chimicamente correlati. Gli steroidi sono un tipo speciale di molecola di grasso con una spina dorsale o nucleo di atomi di carbonio a quattro anelli, come il loro predecessore colesterolo. Una serie di reazioni chimiche, stimolate da proteine chiamate enzimi, rimuovono e aggiungono gruppi al nucleo policiclico (con molti anelli) del colesterolo. Queste azioni lo trasformano prima nello steroide pregnenolone, poi nell’11-deossicorticosterone o 17-α-idrossiprogesterone, e infine negli ormoni corticoidi corticosterone, cortisolo e aldosterone.
CAPITOLO: Molti cambiamenti chimici trasformano il colesterolo in ormoni corticoidi. CREDITO: Università di Tulane.

Le ghiandole surrenali, annidate sopra i reni, producono glucocorticoidi e mineralocorticoidi nell’uomo e in altri mammiferi. Pesci, anfibi, rettili e uccelli li producono in un organo simile chiamato ghiandola interrenale.

Revacuazione

CAPITOLO: Legame del recettore dei corticoidi. CREDIT: Tulane University.

Come tutti gli ormoni steroidei, i glucocorticoidi e i mineralocorticoidi producono effetti agganciandosi ai recettori sulla superficie della membrana cellulare o all’interno della cellula nel citoplasma liquido. Il legame in entrambe le posizioni innesca diversi sistemi di segnalazione chimica.

Un ormone che si unisce a un recettore di superficie avvia una staffetta chimica veloce come un fulmine nel citoplasma che innesca cambiamenti nella chimica cellulare per avviare il rilascio dell’ormone o la trasmissione del segnale nervoso. Al contrario, quando gli ormoni steroidei entrano in una cellula, possono legarsi con un recettore per formare un’unità ormone/recettore che si sposta nel nucleo, si attacca direttamente a speciali siti di legame del DNA e attiva i geni produttori di proteine. Le proteine prodotte durante questo processo guidano i cambiamenti cellulari che coordinano l’equilibrio ionico ed energetico (Cato et al. 2002).
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Glucocorticoidi

Glucocorticoidi sono chiamati così per il loro ruolo nel rilascio dello zucchero glucosio. Ma il moniker del gruppo di ormoni smentisce la loro importanza diffusa. Questi ormoni influenzano ogni sistema del corpo e guidano processi fondamentali associati alla conversione di zucchero, grasso e proteine in energia utilizzabile; inibiscono il gonfiore e l’infiammazione e sopprimono le risposte immunitarie.

Il più noto è il loro ruolo nella riduzione dello stress. Spesso chiamati “ormoni dello stress”, i glucocorticoidi entrano in azione per fornire l’energia necessaria per combattere lo stress fisico o emotivo, tra cui, ma non solo, febbre, malattia, lesioni o minacce alla sicurezza. I loro segnali al fegato, al grasso e al muscolo accelerano la scomposizione chimica – o metabolismo – di zucchero, grasso e proteine immagazzinati.

Per generare energia, i glucocorticoidi segnalano al fegato sia di rilasciare il proprio glucosio immagazzinato sia di assorbire le proteine e i grassi muscolari dal sangue e convertirli in glucosio. Scomponendo questo cibo molecolare si libera l’energia immagazzinata che viene poi scaricata nel sangue come glucosio. Il glucosio è consegnato preferibilmente al cervello e al cuore per alimentare le risposte di lotta o fuga allo stress percepito.

L’idrocortisone, chiamato anche cortisolo, corticosterone, 11-deossicortisolo e cortisone sono i tipi di glucocorticoidi presenti nella maggior parte dei vertebrati. Il cortisolo è il glucocorticoide più abbondante e potente negli esseri umani e nei pesci. Il corticosterone è più potente negli anfibi, nei rettili e negli uccelli.
La malattia o i problemi di salute sono legati agli squilibri dei glucocorticoidi. Per esempio, troppo cortisolo può scatenare la sindrome di Cushing, mentre troppo poco contribuisce alla malattia di Addison. La secrezione eccessiva di glucocorticoidi è legata ad alcuni tipi di diabete. Lo stress continuo eleva i glucocorticoidi a livelli che possono ostacolare altri ormoni steroidei e ostacolare la fertilità.
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Mineralcorticoidi

Al momento, gli scienziati non hanno identificato composti nell’ambiente che imitano o bloccano direttamente le azioni dei glucocorticoidi o mineralocorticoidi. Tuttavia, l’esposizione ai policlorobifenili (PCB) è associata a livelli insolitamente bassi di glucocorticoidi negli orsi polari (Oskam et al. 2004), negli uccelli (Love et al. 2003), nei pesci (Aluru et al. 2004) e nelle rane (Glennemeler e Denver 2001), suggerendo che i PCB potrebbero interferire con il bilancio energetico. Il metallo pesante arsenico, che inquina naturalmente le forniture di acqua in tutto il mondo ed è stato ampiamente utilizzato come conservante del legno, può interferire con i complessi ormone-recettore dei glucocorticoidi e inibire la trascrizione genica, un meccanismo che potrebbe spiegare il legame del metallo al cancro (Kaltreider et al. 2001).
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Storia della ricerca

Nel 1855, Thomas Addison ha descritto per la prima volta il ruolo critico delle ghiandole surrenali quando ha documentato una malattia associata alla loro atrofia (Addison 1855). I pazienti si sentivano deboli, perdevano peso, desideravano il sale, avevano bassi livelli di zucchero nel sangue e una pressione sanguigna molto bassa. Esperimenti successivi dimostrarono che le ghiandole surrenali avevano qualche effetto sulla quantità di sale escreto dal corpo e sul metabolismo degli zuccheri e degli amidi.

Nel 1945, i quattro glucocorticoidi con il maggior effetto sui livelli di zucchero nel sangue furono estratti dalla ghiandola surrenale e identificati come 11-deossicortisolo, corticosterone, cortisone e cortisolo. Nel 1952, James F. Tait, Sylvia A. Simpson e colleghi (Tait et al. 1952; Simpson et al. 1952) estrassero uno steroide che causava ritenzione di sodio e nel 1954 lo identificarono come il mineralocorticoide aldosterone (Hadley 2000; Simpson 1954).

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• Addison T. 1855. Sugli effetti costituzionali e locali della malattia delle capsule surrenali. London, UK: Samuel Highley.
• Aluru N, Jorgensen E, Maule A, and Vijayan M. 2004. PCB interruzione dell’asse ipotalamo-ipofisi-surrene coinvolge cervello recettore dei glucocorticoidi downregulation in anadromous salmerino alpino. American Journal of Physiology – Regulatory Integrative and Comparative Physiology 287:R787-793.
• Cato A, Nestl A, and Mink S. 2002. Azioni rapide dei recettori degli steroidi nelle vie di segnalazione cellulare. Scienza STKE 2002: re9; doi: 10.1126/stke.2002.138.re9; Disponibile: http://stke.sciencemag.org/cgi/content/full/sigtrans%3b2002/138/re9.
• Glennemeller K e Denver R. 2001. Effetti subletali dell’esposizione cronica a un composto organoclorurato sui girini della rana leopardo del nord (Rana pipiens). Tossicologia ambientale 16:287-297.
• Hadley M. 2000. Endocrinologia. Upper Saddle River, NJ:Prentice Hall.
• Kaltreider RC, Davis AM, Lariviere JP, and Hamilton JW. 2001. Arsenico altera la funzione del recettore dei glucocorticoidi come fattore di trascrizione. Environmental Health Perspectives 109 (marzo): 245-251.
• Love O, Shutt L, Silfies J, Bortolotti G, Smits J, e Bird D. 2003. Effetti dell’esposizione alimentare PCB sulla funzione adrenocorticale in gheppi americani in cattività (Falco sparverius). Ecotoxicology 12:199-208.
• Oskam I, Ropstad E, Lie E, Derocher A, Wiig O, Dahl E, Larsen S, e Skaare J. 2004. Organochlorines influenzare l’ormone steroideo cortisolo in libero orsi polari (Ursus maritimus) in Svalbard, Norvegia. Journal of Toxicology and Environmental Health Part A 67:959-977.
• Simpson SA, Tait JF, Wettstein A, Neher R, Von Euw J, Schindler O, and Reichstein T. 1954. Konstitution des Aldosterons, des neuen mineralocorticoids (Costituzione di aldosterone, un nuovo mineralocorticoide). Experientia 10(3):132-133.
• Simpson SA, Tait JF e, Bush IE. 1952. Secrezione di un ormone che trattiene il sale dalla corteccia surrenale dei mammiferi. Lancet 2(5):226-228.
• Tait JF, Simpson SA e Grundy HM. 1952. L’effetto dell’estratto surrenale sul metabolismo minerale. Lancet 1(3):122-124.

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