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Mecanismo de ação hormonal ENDOCRIONOLOGIA Comunicação dentro do nosso corpo: (1) Sistema nervoso (2) Sistema endócrino Sistema endócrino = todas as glândulas que secretam hormônio na corrente sanguínea. Similaridades e diferenças: Ambos sofrem adaptação fisiológica. Ambos empregam receptores, mensageiros intracelulares, etc. Diferem na velocidade da resposta (o SN é muito mais rápido). Diferem na duração da ação (a duração do sistema endócrino é mais prolongada). HORMÔNIOS Definição: Toda substância química (mensageiro) produzida em um tecido específico (glândula) onde ele é secretado para agir em uma célula alvo. Características: Coordenação do metabolismo nos órgãos separados dos mamíferos é alcançada por uma sinalização hormonal e neuronal (células endócrinas secretam hormônios e neurônios secretam neurotransmissores); São coordenadores de aspectos metabólicos e também de diversas funções como motilidade do trato gastro intestinal, secreção de enzimas digestivas, secreção de outros hormônios, sistema reprodutor. Meia vida curta; Baixas concentrações no sangue; Produzem respostas fisiológicas e bioquímicas; Possuem ação lenta (expressão gênica) e ação rápida (ação na atividade de uma ou mais enzima – mecanismo alostérico (retroalimentação) ou modificação covalente. Definição Substâncias químicas, secretadas para o sangue por células especializadas, que regulam a(s) função(ões) metabólica(s) de outras células do organismo. Composição química Derivados de aminoácidos ou de colesterol Produção Glândulas endócrinas ou tecido neurossecretor (neurônio faz a secreção). Degradação Pelo fígado (fezes) e excreção renal Transporte No sangue: livres ou ligados às proteínas plasmáticas Atuação Nas células-alvo (com receptor) Funções gerais Crescimento e desenvolvimento Regulação da disponibilidade energética Manutenção do meio interno Modulação do comportamento Mecanismo de ação Formação de 2º mensageiro: ativação de AMPc ativação de IP3/Ca++ Ativação direta do gene PRINCIPAIS GLÂNDULAS ENDÓCRINAS E SEUS HORMÔNIOS Hipotálamo Fator inibidor da prolactina (PIF) – Inibe a produção de prolactina pela hipófise; Hormônio liberador da corticotrofina (CRH) – Estimula a liberação do hormônio adrenocorticotrófico; Hormônio liberador da tireotrofina (TRH) – Estimula a secreção do hormônio tireoestimulante; Hormônio liberador de gonadotrofinas (GnRH) – Estimula a liberação dos hormônios folículo estimulante e luteinizante; Hormônio liberador do hormônio do crescimento (GHRH) – Estimula a secreção do hormônio do crescimento; Ocitocina ou oxitocina – Estimula a contração do útero e a expulsão do leite. Esse hormônio, apesar de ser sintetizado no hipotálamo, é armazenado na porção da hipófise denominada de neuro-hipófise; Vasopressina ou hormônio antidiurético (ADH) – Promove a reabsorção de água pelos rins. Assim como a ocitocina, esse hormônio, após a síntese, é armazenado na neuro-hipófise. Hipófise Hormônio adrenocorticotrófico (ACTH) – Estimula a liberação de hormônios pelo córtex das suprarrenais; Hormônio do crescimento (GH) – Promove o desenvolvimento de ossos e cartilagens, acelerando o crescimento do organismo; Hormônio Folículo Estimulante (FSH) – Promove a espermatogênese no homem e, na mulher, estimula o crescimento dos folículos ovarianos; Hormônio luteinizante (LH) – No homem, estimula a produção de testosterona e, na mulher, atua na maturação do folículo ovariano e na ovulação; Hormônio Tireoestimulante (TSH) – Estimula a secreção dos hormônios da tireoide; Prolactina – Estimula a produção de leite nas glândulas mamárias. Glândula pineal Melatonina – Atua, principalmente, regulando o sono, mas possui funções imunomoduladoras, anti- inflamatórias, antitumorais e antioxidantes. Tireoide Calcitonina – Diminui os níveis de cálcio no sangue. Possui ação contrária à do paratormônio; Tiroxina – Atua no metabolismo e na respiração celular; Tri-iodotironina – Atua no metabolismo e na respiração celular. Paratireoide Paratormônio – Aumenta o nível de cálcio no sangue. Possui ação contrária à da calcitonina. Suprarrenais Córtex da suprarrenal Aldosterona – Promove a reabsorção do sódio, garantindo o equilíbrio eletrolítico; Cortisol – Provoca aumento na concentração de glicose no sangue e na mobilização de aminoácidos do músculo esquelético para o fígado. Medula da suprarrenal Adrenalina – Promove a estimulação cardíaca e o aumento dos níveis de glicose no sangue; Noradrenalina – Atua, principalmente, como um vasoconstritor. Pâncreas Insulina – Aumenta a captação de glicose pelas células, a síntese de glicogênio e estimula a síntese de proteínas; Glucagon – Promove a gliconeogênese (síntese de glicose) no fígado. Testículos Testosterona – Promove o desenvolvimento de características sexuais masculinas e estimula a espermatogênese. Ovários Estrógeno – Promove o desenvolvimento de características sexuais femininas e o aumento do endométrio. Progesterona – Promove o desenvolvimento de características sexuais femininas e garante a manutenção do endométrio. DIFERENÇAS ENTRE AÇÕES DE SUBSTÂNCIAS ENDÓCRINAS, PARÁCRINAS E NEURÓCRINAS Por exemplo, uma secreção paracrina, uma célula produz um hormônio ou outra substancia que vai atuar na célula ao lado. A secreção de hormônio ocorre pela liberação dele na corrente sanguínea, e aí ele vai para a célula alvo. A secreção de neurotransmissor ocorre diretamente do neurônio que produz o neurotransmissor, que lança diretamente para a célula alvo. A secreção de neuro –hormônio, o neurônio produz o hormônio, que cai na circulação e vai para a célula alvo. ALGUMAS CARACTERÍSTICAS DOS HORMÔNIOS O hormônio lançado na circulação precisa achar a célula alvo, que possui o receptor especifico do hormônio. O hormônio se liga no receptor, isso gera uma transdução, ou seja, o desencadeamento de uma cascata de reações intracelulares, que vão gerar uma resposta celular especifica. CLASSIFICAÇÃO DOS HORMÔNIOS Quanto a natureza química Quanto à solubilidade •Hidrossolúveis •Lipossolúveis TIPOS DE HORMÔNIOS Proteico Peptídicos Derivados da tirosina Esteroides ou derivados do colesterol RECEPTORES Propriedades Função de reconhecimento Hormônios em circulação 10-9 a 10-11 M Afinidade / Especificidade. A ligação hormônio-receptor é SATURÁVEL (depende do número de receptores). Agonistas, agonistas parciais, antagonistas Relação da ligação à resposta biológica Fatores determinantes: – Concentração do hormônio – Concentração de receptores – Afinidade da interação hormônio-receptor Proteínas de membrana espalhadas dentro da bicamada fosfolipídica O ligante ativa o receptor que transmite vários sinais que alteram a função celular Quando o ligante é “não hormonal” (LDL, transferrina – transportador de ferro, imunoglobulinas, toxinas, vírus), o receptor apenas transloca o ligante para o interior da célula e o próprio ligante altera a função celular. MECANISMO DE AÇÃO HORMONAL Hormônios proteicos Os hormônios proteicos são hidrossolúveis (eles estão na circulação), e não precisam de transportadores. Mas quando chegam na célula alvo, saem do vaso e ligam em um receptor na membrana, que ativa as vias intracelulares. Hormônios esteroides Já os hormônios esteroides possuem receptores que estão dentro da célula, pois eles não precisam de um receptor de membrana, uma vez que é gordura igual à bicamada, então eles atravessam diretamente a bicamada da membrana Hormônios hidrofílicos Receptores da família da proteína G Receptores da família da tirosina quinase. Uma vez que esse receptor é ativado, ocorre a fosforilação, que acaba promovendo a fosforilação de outras moléculas, como as estáticas. Receptores ativadores de canaisiônicos ou vias de sinalização intracelular MECANISMOS DE AÇÃO HORMONAL: AMPc O hormônio pode ativar o receptor que está acoplado à uma proteína G estimuladora. Essa proteína G, quando ativada, ativa uma enzima, que vai quebrar o ATP produzindo o cAMP (que é o segundo mensageiro), que vai atuar em vários substratos intracelulares. Essa é uma via estimuladora. Há também vias inibidoras, quando o receptor pode ativar uma proteína G inibidora, então ela inativa a enzima e não permite a produção de cAMP. MECANISMOS DE AÇÃO HORMONAL: IP3/Ca++ O hormônio se liga ao receptor, ativa a proteína G, que ativa a enzima, que atua nos fosfolipideos da membrana, produzindo o trifosfoinusitol (IP3), que é o segundo mensageiro que vai atuar no reticulo endoplasmático liso, que possui células que armazenam cálcio. O IP3 ao se ligar no RE desencadeia a liberação do cálcio, que pode por exemplo se ligar a Calmodulina. O receptor do glucagon é ativado, então ativa a proteína G, que vai ativar a formação do segundo mensageiro que é o cAMP, que atua fosforilando, promovendo ativação da proteína PKA, que vai fazer ações sob substratos. HORMÔNIOS Propriedades comum dos mensageiros secundários: São formados por uma cascata de reações; A concentração intracelular é altamente regulada por sinais extracelulares. A persistência do sinal por um período longo é toxico para as células; São amplificadores de sinal intracelular; São sinais transientes (muito curtos), mas o efeito pode ser a curto ou a longo prazo; A transdução de múltiplas via de transdução de sinal permite a integração do efeito final. MECANISMO DE AÇÃO HORMONAL Hormônio lipofílico Mais de 100 tipos estão presentes no ser humano; São moléculas pequenas, 300-800 Da; São poucos solúveis em água, assim para o transporte estão geralmente ligados a proteínas plasmáticas; Não são estocados em glândulas (são liberados diretamente após síntese); Compartilham o mesmo mecanismo de ação;- Ex: progesterona, estradiol, etc. Calcitriol (Vit. D.) também está incluído neste grupo apesar de ter uma estrutura modificada; São os hormônios esteroidais e tireoidianos (T3 e T4). MECANISMOS DE AÇÃO HORMONAL: esteroides O hormônio esteroide atravessa a membrana sem precisar de receptor, uma vez que é constituído igual a ela. Ele vai diretamente para o núcleo, uma vez que o receptor é nuclear (pode ser receptor citoplasmático também). Lá ele ativa os receptores, que vão atuar com fatores de transcrição, gerando a transcrição. CONTROLE DOS MECANISMOS O mecanismo principal de controle dos hormônios é a negativa. Retroalimentação negativa: Por exemplo no cérebro, a hipófise libera os hormônios que atuam na tireoide, que vai liberar T3 e T4 na circulação. Então, o aumento na concentração de T3 e T4 inibe a produção e liberação dos hormônios da hipófise. Retroalimentação positiva: por exemplo no trabalho de parto, a ocitocina é produzida, começa a dar as contrações uterinas, e quanto mais contração uterina tem, maior é o estimulo positivo para liberar mais ocitocina para produzir mais contração. Exemplo de retroalimentação positiva HORMÔNIOS Mecanismo Geral de Ação Hormonal – Ação sobre a catálise enzimática – Ação sobre o genoma celular (DNARNAProteínas) – Ação sobre permeabilidade da membrana – Estímulo a síntese de um segundo mensageiro Mecanismo Geral de Recepção Hormonal – Hormônio peptídico ou amina (hidrossolúvel) ligam- se ao receptor no exterior da célula (atua através do receptor sem entrar na célula); – Hormônios tireoidianos e esteróides (lipossolúveis) passam através da membrana plasmática, ligam-se em receptores citoplasmáticos ou nucleares tendo como alvo o DNA celular). A ligação final nesse sistema é o mecanismo intracelular desencadeado pelo receptor hormonal: – Segundo mensageiro – comunica o sinal do receptor hormonal a alguma enzima ou sistema molecular na célula, que responde. Regula uma reação enzimática específica ou altera a frequência com que um gene ou conjunto de genes é traduzido em proteínas – Próprio complexo hormônio-receptor transporta a mensagem – altera a expressão de genes específicos – Hormônios esteroides e tireoidianos
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