Controllo del rilascio ormonale

Le vie riflesse endocrine offrono un metodo utile per classificare gli ormoni e semplificare la comprensione delle vie di controllo che ne regolano la secrezione. Tutte le vie riflesse hanno componenti simili: uno stimolo, un segnale di ingresso, l'integrazione del segnale, un segnale in uscita e una risposta. Nei riflessi endocrini e neuroendocrini, il segnale d'uscita è un ormone o un neuroormone. Nelle vie riflesse semplici, la risposta della via funge di norma da segnale di retroazione negativa che disattiva il riflesso. Per esempio, un aumento della glicemia induce la secrezione di insulina dal pancreas. Una volta rilasciata dal pancreas, l'insulina è trasportata tramite la circolazione ematica ai tessuti bersaglio, aumentando la loro captazione e il loro metabolismo del glucosio. La riduzione della glicemia che ne consegue funge da segnale di retroazione negativa e disattiva il riflesso, terminando la secrezione di insulina. Tuttavia, non sempre gli ormoni sono parte di una sola via riflessa. Per esempio, la secrezione di insulina può essere indotta anche da segnali in ingresso provenienti dal sistema nervoso o da un ormone secreto dall'apparato digerente. Comunque, le vie di controllo riflesso più semplici nel sistema endocrino sono quelle in cui una cellula endocrina rileva direttamente lo stimo e risponde secernendo il proprio ormone. Il questo tipo di via, la cellula endocrina agisce sia come sensore (recettore), sia come centro di integrazione. Il paratormone (PTH) è un esempio di ormone controllato da un riflesso endocrino semplice; altri esempi includono ormoni classici come l'insulina e glucagone. Le cellule endocrine paratiroidee formano quattro piccole ghiandole localizzate dorsalmente alla ghiandola tiroidea. Queste cellule rilevano la concentrazione plasmatica di Ca2+ grazie a recettori di membrana per il Ca2+ associati a proteine G. Quando un numero sogli di recettori è legato al Ca2+, la secrezione di PTH viene inibita. Se la concentrazione plasmatica di Ca2+ diminuisce, il numero di recettori legati al calcio diminuisce, l'inibizione cessa, e le cellule paratiroidee secernono PTH. L'ormone paratiroideo viaggia tramite la circolazione ematica prima di agire sui suoi tessuti bersaglio, dove evoca risposte che aumentano la concentrazione plasmatica di Ca2+.
Il sistema nervoso e il sistema endocrino presentano sovrapposizioni sia nella loro struttura, sia nella loro funzione. Gli stimoli integrati dal sistema nervoso centrale controllano il rilascio di vari ormoni tramite neuroni efferenti, come per l'insulina. Inoltre, gruppi specializzati di neuroni secernono i neuroormoni e due strutture endocrine sono incorporate nell'encefalo: la ghiandola pineale e la ghiandola ipofisaria. I neuroormoni, segnali chimici rilasciati nel sangue dagli ormoni, possono essere divisi in tre gruppi: (1) le catecolamine sintetizzate dai neuroni modificati che costituiscono la midollare del surrene, (2) i neuroormoni ipotalamici secreti dall'ipofisi anteriore e  (3) i neuroormoni ipotalamici che controllano il rilascio degli ormoni dall'ipofisi anteriore. La ghiandola ipofisaria è una struttura della grandezza di un fagiolo che si estende verso il basso dal cervello tramite un sottile peduncolo ed è racchiusa in una nicchia ossea di protezione. Quest'organo può essere suddiviso in due parti: l'ipofisi anteriore, detta anche adenoiposifi, è una vera ghiandola endocrina di origine epiteliale e i suoi ormoni sono detti adenoipofisari, e l'ipofisi posteriore, o neuroipofisi, è un estensione del tessuto nervoso cerebrale e secerne neuroormoni sintetizzati dai neuroni dell'ipotalamo. Quest'ultimi neuroormoni sono, l'ossitocina e la vasopressina. Questi ormoni peptidici sono sintetizzati dai neuroni dell'ipotalamo, ma le vescicole secretorie che gli contengono sono trasportate nelle terminazioni delle cellule nervose che si estendono dall'ipotalamo all'ipofisi posteriore, dove sono accumulate e inseguito ad uno stimolo rilasciate in circolo. In generale, la vasopressina (detta anche ormone antidiuretico) regola il bilancio idrico dell'organismo, mentre, nelle donne, l'ossitocina, controlla l'eiezione del latte durante l'allattamento e le contrazione dell'utero durante il travaglio e il parto ma ha anche molte altre funzioni che coinvolgono il comportamento. Oltre a questi due neuroormoni, l'adenoipofisi secerna sei ormoni fisiologicamente rilevanti: la prolattina (che controlla la produzione di latte nella mammella femminile e in entrambi i sessi prende parte nella regolazione del sistema immunitario), la tirotropina (TSH: l'ormone stimolante la tiroide controlla la sintesi e la secrezione ormonale nella ghiandola tiroide), l'adrenocorticotropina (ACTH: agisce su determinate cellule della corteccia surrenale per controllare la sintesi e il rilascio di cortisolo, un ormone steroideo) , l'ormone della crescita (GH: modula il metabolismo di molti tessuti oltre a stimolare la produzione di ormoni nel fegato), l'ormone follicolostimolante e l'ormone luteinizzante (quest'ultimi due sono chiamati collettivamente gonadotropine, in quanto hanno effetti sulle ovaie e sui testicoli maschili). Tutti questi ormoni, tranne uno, hanno un'altra ghiandola o cellula endocrina come bersaglio, sono perciò noti come ormoni trofici. Il nome degli ormoni trofici spesso termina con il suffisso -tropina, come per esempio le gonadotropine. La radice del nome indica invece il tessuto bersagli: le gonadotropine sono ormoni che possiedono un effetto trofico (nutriente) sulle gonadi.
Le vie in cui gli ormoni dell'ipofisi anteriore agiscono come fattori trofici cono tra i riflessi più complessi, in quanto coinvolgono tre centri di integrazione: l'ipotalamo, l'ipofisi anteriore e il bersaglio endocrino dell'ormone ipofisario. I processi di retroazione in queste vie complesse seguono uno schema diverso da quello descritto in precedenza: il segnale di retroazione negativa non è più costituito dalla risposta, ma piuttosto dagli ormoni stessi. Ogni ormone nella via retroagisce per inibire la secrezione ormonale sui centri di integrazione che si trovano a monte lungo la via riflessa. Per esempio il cortisolo secreto dalla corteccia surrenale retroagisce per sopprimente la secrezione degli ormoni trofici CRH (ormone rilasciante l'adrenocorticotropina) e ACTH (ormone adenocorticotropo). Questa relazione è detta circuito lungo di retroazione negativa. In generale, tramite i circuiti di retroazione negativa, gli ormoni mantengono di norma l'ambito di concentrazioni necessario a produrre risposte appropriate. Comunque, gli ormoni trofici ipotalamici che regolano la secrezione degli ormoni dell'ipofisi anteriore sono trasportati direttamente all'ipofisi da una speciale rete di vasi sanguigni, il sistema portale ipotalamo-ipofisiario. Un sistema portale è un letto circolatorio specializzato, costituito da due letti capillari direttamente connessi da una rete di vasi non capillari. Vi sono tre sistemi portali nell'organismo: uno nel rene, uno nell'apparato digerente e quello in esame dell'encefalo. Gli ormoni secreti nel sistema portale hanno chiaramente un vantaggio rispetto a quelli secreti nella circolazione generale, perché in un sistema portale può essere secreta una quantità molto più piccola di ormone per ottenere una data risposta; in quanto nel volume totale del sangue una piccola quantità di ormone sarebbe diluita facilmente. Al contrario, una medesima quantità secreta nel piccolo volume di sangue che passa attraverso il sistema portale resta concentrata e viene condotta direttamente al suo bersaglio. In questo modo, un piccolo numero di neuroni secretori ipotalamici può efficacemente controllare la ghiandola pituitaria anteriore.