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    Bruno D'AGOSTINO

    Insegnamento di FISIOLOGIA E FARMACOLOGIA DEL SISTEMA ENDOCRINO

    Corso di laurea magistrale in BIOLOGIA

    SSD: BIO/09

    CFU: 3,00

    ORE PER UNITÀ DIDATTICA: 24,00

    Periodo di Erogazione: Secondo Semestre

    Italiano

    Lingua di insegnamento

    ITALIANO

    Contenuti

    Meccanismi di trasduzione del segnale. Risposte mediate dai recettori nucleari. Risposte mediate dai recettori di superficie. Messaggeri intracellulari. Amplificazione del segnale da parte dei sistemi di secondi messaggeri: proteine segnale. Classificazione chimica degli ormoni. Sintesi e liberazione degli ormoni. Trasporto degli ormoni. Meccanismo di azione degli ormoni. Metabolismo ed eliminazione degli ormoni. Disfunzioni del sistema endocrino. Farmacologia generale. Generalità sui farmaci. Farmacocinetica. Vie di somministrazione. Assorbimento. Trasporto dei farmaci. Distribuzione. Metabolismo ed escrezione dei farmaci. Associazione dei farmaci ed interazioni farmacologiche. Fattori di variabilità della risposta ai farmaci. Risposte abnormi alla somministrazione dei farmaci. Farmacodinamica. Recettori. Mediatori della trasduzione del segnale. Farmaci dell'infiammazione. Farmaci antinfiammatori steroidei ed effetti metabolici. Farmaci del metabolismo. Farmaci attivi sull’omeostasi glucidica. Farmaci del metabolismo lipoproteico. Farmaci del sistema endocrino.

    Testi di riferimento

    - F. Lombardo, A.Lenzi: Manuale di Endocrinologia , EdiSES; - V. Taglietti, C. Casella: Fisiologia e Biofisica delle cellule, EdiSES; - L. Debellis, A. Poli, Alimentazione, Nutrizione e Salute, EdiSES - F. Rossi, V. Cuomo, G. Ricciardi: Farmacologia: Principi di base e applicazioni terapeutiche, V Ed. Minerva Medica Torino; - Clementi, Fumagalli: Farmacologia generale e molecolare, UTET

    Obiettivi formativi

    Approfondimento e comprensione dei meccanismi chiave del sistema endocrino e dei processi implicati nell’omeostasi. Approfondimento delle diverse classi dei farmaci, dei meccanismi molecolari e cellulari della loro azione e degli impieghi terapeutici nelle patologie del metabolismo glucidico e lipidico e a carico del sistema endocrino. Gli obiettivi formativi del corso sono quelli di far acquisire allo studente la conoscenza delle funzioni endocrine e della farmacologia generale ed in particolare del sistema endocrino. Al termine del corso lo studente deve avere una visione organica dei temi affrontati a lezione, congiunta alla loro utilizzazione critica, deve avere acquisito la capacità di fare collegamenti, e dimostrare il possesso di una padronanza espressiva e di linguaggio specifico

    Prerequisiti

    Conoscenze e abilità fornite dallo studio della Fisiologia Generale, delle discipline Biomediche di base e della Patologia.

    Metodologie didattiche

    Lezioni frontali con presentazioni in power point. I docenti sono disponibili per ricevimento studenti nei giorni indicati sulla scheda insegnamento e su richiesta inoltrata via email.

    Metodi di valutazione

    L'esame consiste nel superamento di una prova scritta e orale i cui parametri di valutazione si basano sulla capacità di collegamenti critici, capacità di sintesi, qualità dell’organizzazione del discorso e dell’esposizione, uso del lessico specialistico, capacità di approfondimenti. Lo studente disserterà su almeno tre diversi argomenti tratti dal programma. L'esame si considererà superato se lo studente avrà dimostrato una conoscenza sufficiente degli argomenti chiesti.

    Altre informazioni

    Lo studente si avvale anche delle slides delle lezioni

    Programma del corso

    Meccanismi di comunicazione intercellulare Meccanismi di trasduzione del segnale. Proprietà dei recettori ormonali. Risposte mediate dai recettori nucleari. Risposte mediate dai recettori di superficie. Messaggeri intracellulari: l’adenosinmonofosfato ciclico (cAMP) come secondo messaggero – il guanosinmonofosfato ciclico (cGMP) come secondo messaggero – l’inositolo trifosfato (IP3) e il diacilglicerolo (DAG) come secondi messaggeri Amplificazione del segnale da parte dei sistemi di secondi messaggeri: proteine segnale Classificazione chimica degli ormoni. Sintesi e liberazione degli ormoni. Trasporto degli ormoni. Meccanismo di azione degli ormoni. Metabolismo ed eliminazione degli ormoni. Disfunzioni del sistema endocrino: Sindromi da iperfunzione ghiandolare-Sindromi da ipofunzione ghiandolare- Sindromi da resistenza all’ormone Classificazione delle ghiandole endocrine in primarie e secondarie Approfondimento sulla ghiandola tiroidea 1. Anatomia e fisiologia della tiroide 2. Sintesi, secrezione e trasporto degli ormoni tiroidei 3. Ipotiroidismo 4. Tireotossicosi ed ipertiroidismo 5. Le tiroiditi Paratiroidi e Metabolismo Osseo 1. Metabolismo del calcio e dell'osso 2. Fisiologia delle paratiroidi, sintesi e secrezione del paratormone 3. Sintesi e secrezione della calcitonina 4. Iperparatiroidismo 5. Ipoparatiroidismo 6. Ipovitaminosi D Pancreas e Omeostasi Glucidica 1. Fisiologia del pancreas, sintesi, secrezione e meccanismo di azione dell’insulina e del glucagone 2. Diabete mellito 3. Diabete mellito: complicanze 4. Sindromi ipoglicemiche 5. Metabolismo e insulino-resistenza 6. Diabete ed esercizio fisico Malattie del Metabolismo 1. Organo adiposo 2. Tessuto adiposo bianco 3. Tessuto adiposo bruno 4. Tessuto adiposo beige 5. Funzioni endocrine dell’organo adiposo 6. Obesità 7. Complicanze dell’obesità 8. Sindrome metabolica Ormoni Gastro-enterici e regolazione de appetito e sazietà 1. Famiglia delle Gastrine 2. Famiglia delle Secretine 3. Gruppo misto FARMACOLOGIA GENERALE Generalità sui farmaci Azione farmacologica FARMACOCINETICA Vie di somministrazione • Vie enterali: orale, sublinguale, rettale • Vie parenterali: endovenosa, intramuscolare, sottocutanea, intratecale • Vie locali: topica, inalatoria, oculare, transdermica • Vantaggi e svantaggi di ciascuna via Assorbimento • Meccanismi: diffusione passiva, trasporto attivo, pinocitosi • Fattori che influenzano l’assorbimento (pH, solubilità, formulazione) • Effetto di primo passaggio epatico Trasporto dei farmaci • Proteine plasmatiche (albumina, α1-glicoproteina acida) • Legame farmaco-proteico: implicazioni su biodisponibilità e interazioni Distribuzione • Volume di distribuzione e compartimenti corporei • Barriere biologiche (ematencefalica, placentare) Metabolismo ed escrezione dei farmaci • Metabolismo epatico: fasi I (ossidazione, riduzione, idrolisi) e II (coniugazione) • Enzimi del citocromo P450 • Escrezione renale, biliare, salivare, polmonare Associazione dei farmaci ed interazioni farmacologiche • Interazioni farmacocinetiche (assorbimento, distribuzione, metabolismo, eliminazione) • Interazioni farmacodinamiche (sinergismo, antagonismo) • Esempi clinici e rischi con politerapia Fattori di variabilità della risposta ai farmaci • Fattori inerenti al farmaco • Fattori inerenti al paziente Risposte abnormi alla somministrazione dei farmaci • Reazioni idiosincrasiche • Reazioni allergiche FARMACODINAMICA Recettori • Classificazione • Concetti di agonismo, antagonismo, agonismo parziale, antagonismo competitivo e non competitivo Mediatori della trasduzione del segnale • Ruolo di enzimi e proteine adattatrici FARMACI DELL'INFIAMMAZIONE Mediatori della flogosi Farmaci antinfiammatori steroidei ed effetti metabolici • Corticosteroidi: meccanismo d'azione e uso clinico • Effetti collaterali sistemici (soppressione HPA, osteoporosi, iperglicemia) • Terapie a breve e lungo termine FARMACI DEL METABOLISMO Farmaci attivi sull’omeostasi glucidica • Insuline e analoghi: insuline umane (regolari e NPH), analoghi rapidi (lispro, aspart, glulisina) e analoghi a lunga durata (glargine, detemir, degludec) • Antidiabetici orali e iniettabili: metformina, sulfaniluree, inibitori DPP-4, GLP-1 agonisti, SGLT2 inibitori • Agenti che riducono l’assorbimento del glucosio • Nuove terapie e personalizzazione del trattamento nel diabete, terapie combinate • Interazioni farmacocinetiche e farmacodinamiche tra i vari farmaci Farmaci del metabolismo lipoproteico • Statine ed effetti pleiotropici • Fibrati, ezetimibe, inibitori PCSK9 • Meccanismi d’azione, indicazioni e monitoraggio • Nuovi approcci terapeutici, Inclisiran, acido bempedoico, terapie geniche e approcci RNA-based • Interazioni farmacocinetiche e farmacodinamiche tra i vari farmaci FARMACI DEL SISTEMA ENDOCRINO • Ormoni tiroidei e antitiroidei • Farmaci per l’ipotiroidismo e l’ipertiroidismo • Ormoni e farmaci della corticale e della midollare del surrene • Farmaci per il trattamento dell’osteoporosi

    English

    Teaching language

    Italian

    Contents

    Signal transduction mechanisms. Nuclear receptor-mediated responses. Cell surface receptor-mediated responses. Intracellular messengers. Signal amplification by second messenger systems: signaling proteins. Chemical classification of hormones. Hormone synthesis and release. Hormone transport. Mechanism of hormone action. Hormone metabolism and elimination. Endocrine system dysfunctions. General pharmacology. Overview of drugs. Pharmacokinetics. Routes of administration. Absorption. Drug transport. Distribution. Drug metabolism and excretion. Drug combinations and pharmacological interactions. Factors affecting variability in drug response. Abnormal responses to drug administration. Pharmacodynamics. Receptors. Signal transduction mediators. Anti-inflammatory drugs. Steroidal anti-inflammatory drugs and metabolic effects. Metabolism-related drugs. Drugs affecting glucose homeostasis. Drugs for lipoprotein metabolism. Drugs for the endocrine system.

    Textbook and course materials

    - F. Lombardo, A.Lenzi: Manuale di Endocrinologia , EdiSES; - V. Taglietti, C. Casella: Fisiologia e Biofisica delle cellule, EdiSES; - L. Debellis, A. Poli, Alimentazione, Nutrizione e Salute, EdiSES - F. Rossi, V. Cuomo, G. Ricciardi: Farmacologia: Principi di base e applicazioni terapeutiche, V Ed. Minerva Medica Torino; - Clementi, Fumagalli: Farmacologia generale e molecolare, UTET

    Course objectives

    In-depth study and understanding of the key mechanisms of the endocrine system and the processes involved in homeostasis. Detailed exploration of the different classes of drugs, their molecular and cellular mechanisms of action, and their therapeutic uses in disorders of glucose and lipid metabolism and endocrine system diseases. The educational objectives of the course are to provide students with knowledge of endocrine functions and general pharmacology, with a specific focus on the endocrine system. At the end of the course, the student should have a comprehensive understanding of the topics covered in class, along with the ability to use them critically. The student should have developed the ability to make connections and demonstrate proficiency in both expression and the use of specialized terminology.

    Prerequisites

    Knowledge and skills provided by the study of General Physiology, basic Biomedical disciplines, and Pathology.

    Teaching methods

    Lectures with PowerPoint presentations. The professors are available for student meetings on the days indicated in the course syllabus and upon request via email.

    Evaluation methods

    The exam consists of both a written and an oral test. The evaluation criteria are based on the ability to make critical connections, synthesis skills, the quality of discourse organization and presentation, use of specialized terminology, and the ability to explore topics in depth. The student will discuss at least three different topics covered in the course. The exam will be considered passed if the student demonstrates sufficient knowledge of the topics addressed.

    Other information

    The student also makes use of the lecture slides.

    Course Syllabus

    Intercellular Communication Mechanisms Signal transduction mechanisms. Properties of hormone receptors. Nuclear receptor-mediated responses. Cell-surface receptor-mediated responses. Intracellular Messengers Cyclic adenosine monophosphate (cAMP) as a second messenger Cyclic guanosine monophosphate (cGMP) as a second messenger Inositol triphosphate (IP₃) and diacylglycerol (DAG) as second messengers Signal Amplification by Second-Messenger Systems Role of signal proteins Chemical Classification of Hormones Biosynthesis and release of hormones Hormone transport Mechanism of hormone action Hormone metabolism and elimination Endocrine System Disorders Hyperfunctioning gland syndromes Hypofunctioning gland syndromes Hormone resistance syndromes Classification of Endocrine Glands Primary vs. secondary endocrine glands Thyroid Gland Focus Anatomy and physiology of the thyroid Synthesis, secretion, and transport of thyroid hormones Hypothyroidism Thyrotoxicosis and hyperthyroidism Thyroiditis Parathyroids & Bone Metabolism Calcium and bone metabolism Physiology of the parathyroids, parathyroid hormone synthesis and secretion Synthesis and secretion of calcitonin Hyperparathyroidism Hypoparathyroidism Vitamin D deficiency Pancreas & Glucose Homeostasis Pancreatic physiology, insulin and glucagon synthesis, secretion, and mechanism of action Diabetes mellitus Complications of diabetes mellitus Hypoglycemic syndromes Metabolism and insulin resistance Diabetes and physical exercise Metabolic Diseases Adipose organ White adipose tissue Brown adipose tissue Beige adipose tissue Endocrine functions of adipose tissue Obesity Complications of obesity Metabolic syndrome Gastrointestinal Hormones & Appetite Regulation Gastrin family Secretin family Mixed-group hormones GENERAL PHARMACOLOGY Overview of drugs Pharmacological action PHARMACOKINETICS Routes of Administration Enteral: oral, sublingual, rectal Parenteral: intravenous, intramuscular, subcutaneous, intrathecal Local: topical, inhalational, ocular, transdermal Advantages and disadvantages of each route Absorption Mechanisms: passive diffusion, active transport, pinocytosis Factors influencing absorption (pH, solubility, formulation) Hepatic first-pass effect Drug Transport Plasma proteins (albumin, α1-acid glycoprotein) Drug–protein binding: implications for bioavailability and interactions Distribution Volume of distribution and body compartments Biological barriers (blood–brain barrier, placental barrier) Drug Metabolism & Excretion Hepatic metabolism: Phase I (oxidation, reduction, hydrolysis) and Phase II (conjugation) Cytochrome P450 enzymes Excretion: renal, biliary, salivary, pulmonary Drug Combinations & Interactions Pharmacokinetic interactions (absorption, distribution, metabolism, excretion) Pharmacodynamic interactions (synergism, antagonism) Clinical examples and risks of polypharmacy Factors Affecting Drug Response Variability Drug-related factors Patient-related factors Abnormal Drug Responses Idiosyncratic reactions Allergic reactions PHARMACODYNAMICS Receptors: classification Concepts of agonism, antagonism, partial agonism, competitive and non-competitive antagonism Signal transduction mediators: role of enzymes and adaptor proteins ANTI-INFLAMMATORY DRUGS Mediators of inflammation Steroidal anti-inflammatory drugs and metabolic effects: Corticosteroids: mechanism of action and clinical use Systemic side effects (HPA axis suppression, osteoporosis, hyperglycemia) Short- and long-term therapies METABOLIC DRUGS Drugs Acting on Glucose Homeostasis Insulins and analogues: human insulins (regular and NPH), rapid analogues (lispro, aspart, glulisine), long-acting analogues (glargine, detemir, degludec) Oral and injectable antidiabetics: metformin, sulfonylureas, DPP‑4 inhibitors, GLP‑1 agonists, SGLT2 inhibitors Agents reducing glucose absorption New therapies and personalized diabetes treatment, combination therapies Pharmacokinetic and pharmacodynamic interactions among drugs Lipoprotein‑Metabolism Drugs Statins and their pleiotropic effects Fibrates, ezetimibe, PCSK9 inhibitors Mechanisms of action, indications, monitoring New therapeutic approaches: inclisiran, bempedoic acid, gene and RNA-based therapies Pharmacokinetic and pharmacodynamic interactions between agents ENDOCRINE SYSTEM DRUGS Thyroid and antithyroid drugs Treatments for hypothyroidism and hyperthyroidism Hormones and drugs affecting adrenal cortex and medulla Drugs for osteoporosis treatment

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