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TUTORIA 1 – METABOLISMO I 1. O que são os hormônios? Os hormônios são produtos químicos, liberados pela célula em quantidades muito pequenas, que exercem uma ação biológica sobre uma célula-alvo. Eles podem ser liberados das glândulas endócrinas (i.e., insulina, cortisol), do cérebro (i.e., hormônio de liberação da corticotrofina [CRH], ocitocina e hormônio antidiurético) e de outros órgãos, como o coração (peptídeo natriurético atrial), o fígado (fator de crescimento semelhante à insulina 1) e o tecido adiposo (leptina). 2. Como os hormônios se classificam bioquimicamente? Os hormônios variam amplamente em termos de estrutura química. Os exemplos específicos incluem proteínas (p.ex., corticotrofinas), peptídeos (p.ex., vasopressina), monoaminas (p. ex., noradrenalina), derivados de aminoácidos (p.ex., tri- ·iodotironina), esteróides (p.ex., cortisol) e lipídeos (p.ex., prostaglandinas). As proteínas podem ser glicosiladas (p.ex., hormônio estimulante da tireoide) e/ou dimerizados (p.ex., hormônio folículo estimulante) para adquirir atividade biológica plena. Em geral, proteínas, peptídeos, monoaminas e hormônios lipofílicos exercem seus efeitos primariamente por meio de receptores protéicos na membrana celular, enquanto o hormônio tireóideo e os esteróides tendem a atuar no núcleo da célula. • Proteínas ou peptídeos: constituem a maioria. São sintetizados na forma de pré-pró hormônios e sofrem processamento pós-tradução, sendo armazenados em grânulos secretores antes de sua liberação por exocitose. Destacam-se a insulina, o glucagon e o hormônio adrenocorticotrófico (ACTH). • Derivados de aminoácidos: sintetizados a partir do aminoácido tirosina e incluem as catecolaminas noradrenalina, adrenalina e dopamina, além dos hormônios tireoidianos, que derivam da combinação de dois resíduos do aminoácido tirosina que são iodados. • Esteroides: derivam do colesterol e são sintetizados no córtex da suprarrenal, nas gônadas e na placenta. São lipossolúveis, circulam no plasma ligados às proteínas e atravessam a membrana plasmática para se ligarem a receptores intracelulares citosólicos ou nucleares. A vitamina D e seus metabólitos também são considerados hormônios esteroides. (GREENSPAN, página 17) (MOLINA, página 14) Tipo de hormônio Ex de hormônios Local de síntese e secreção Características Polaridade Proteicos ou peptídicos Insulina, glucagon e o hormônio adrenocorticotrófic o (ACTH); Hormônios gonadotróficos, LH, FSH, TSH e a gonadotrofina coriônica humana contém carboidratos e por isso são glicoproteínas. Grânulos secretores Moléculas compostas de 3 a 200 resíduos de aminoácidos Hidrossolúvel Esterói des Vitamina D e seus meta bólitos Córtex da suprarrenal, gônodas e na placenta. Derivam do colesterol, são lipossolúveis, cir culam no plasma ligados a proteínas e atravessam a membrana plasmática para se ligarem a receptores intracelular es citosólicos ou nucleares. Lipossolúvel (apolar) Derivad os de aminoá cidos Catecolam inas, noradrenal ina, adrenalina , dopamina, hormônios tireoidiano s Aminoácido tir osina Hidrossolúve l 3. Como os hormônios se classificam de acordo com o local de atuação? Dependendo do local onde o efeito biológico de determinado hormônio é produzido em relação ao local de sua liberação, ele pode ser classificado de três maneiras. O efeito é endócrino quando o hormônio é liberado na circulação e, em seguida, transportado pelo sangue para exercer um efeito biológico sobre células-alvo distantes. O efeito é parácrino quando o hormônio liberado de uma célula exerce um efeito biológico sobre uma célula vizinha, frequentemente localizada no mesmo órgão ou tecido.O efeito é autócrino quando o hormônio produz um efeito biológico sobre a mesma célula que o libera. Tipo de hormônio Como atua Endócrino Liberado na circulação e em seguida é transportado pelo sangue para exercer um efeito biológico sobre células- alvo distantes. Parácrino Hormônio liberado de uma célula exerce um efeito biológico sobre uma célula vizinha, frequentemente localizada no mesmo órgão ou tecido. Autócrinos Hormônio produz um efeito biológico sobre a mesma célula que o libera. Intrácrino Hormônio é sintetizado e atua intracelularmente na mesma célula que o produz. 4. Quais são os componentes do sistema endócrino e suas funções? ● Glândulas endócrinas : carecem de ductos e, por isso, secretam seus produtos químicos (hormônios) no espaço intersticial, a partir do qual passam para a circulação. Diferentemente dos sistemas cardiovascular, renal e digestório, as glândulas endócrinas não têm conexão anatômica e estão distribuídas por todo o corpo. A comunicação entre os diferentes órgãos é assegurada pela liberação de hormônios ou neurotransmissores. ● Hormônios: são produtos químicos liberados pela célula e exercem uma ação biológica sobre esta. Podem ser liberados pelas glândulas endócrinas (insulina,cortisol), do cérebro (CRH- hormônio da liberação da corticotrofina, ocitocina e hormônio antidiurético) e de outros órgãos, como o coração (peptídeo natriurético atrial)), o fígado (fator de crescimento semelhante a insulina 1) e o tecido adiposo (leptina). ● Órgão-alvo: contém células que expressam receptores hormonais específicos e que respondem a ligação de determinado hormônio com uma ação biológica demonstrável. 5. O que é glândula? As glândulas são estruturas formadas por tecido epitelial do tipo glandular que são especializadas na síntese e liberação de substâncias. As glândulas podem ser unicelulares, quando são formadas apenas por uma célula secretora, ou pluricelulares, quando são formadas por mais de uma célula. 6. Quais são as glândulas endócrinas? Cite alguns dos hormônios. As glândulas endócrinas clássicas incluem órgãos como: ● hipófise, que secreta o hormônio luteinizante, prolactina, hormônio do crescimento, hormônio folículo-estimulante, entre outros ● tireoide, que secreta o T3, T4 e a calcitonina ● paratireóide, que secretam o paratormônio ● ilhotas pancreáticas, que secretam a insulina e o glucagon ● suprarrenais, que secretam adrenalina, andrógenos, entre outros ● ovários, que secretam estrógeno e progesterona ● testículos, que secretam testosterona Além das glândulas endócrinas clássicas, existem células endócrinas dentro dos órgãos cuja função primária não é endócrina. Exemplos deste incluem o coração (peptídeo natriurético), os rins (eritropoietina e renina), o tecido adiposo (leptina e adiponectina) e o intestino (colecistocinina e incretinas). 7. Como os hormônios são secretados e como eles circulam (livre ou carreado; quimiotaxia)? - Cada hormônio é secretado em uma glândula específica, etc - Não precisa aprofundar!! ● Secreção do hormônio Os hormônios hidrossolúveis são secretados de uma maneira diferente dos hormônios lipossolúveis. a) Hormônios hidrossolúveis Devido ao caráter hidrossolúvel da molécula, a membrana plasmática é impermeável aos hormônios hidrossolúveis. Portanto, todos os hormônios hidrossolúveis utilizam-se do mesmo mecanismo de secreção, que envolve o empacotamento das moléculas em vesículas (chamadas vesículas ou grânulos secretórios). Essas vesículas formam-se paralelamente ao processo de síntese do hormônio, a partir de pequenos fragmentos de membranas do retículo endoplasmático ou do sistema de Golgi. Sendo assim, mecanismos secretórios, em geral envolvendo aumento da concentração intracelular de cálcio livre, ativam a contração de estruturas do citoesqueleto celular, promovendo a mobilização (ou translocação) dessas vesículas para a superfície celular. Uma vez que ocorra o contato da membrana da vesícula com a membrana plasmática, ambas de caráterlipofílico, essas membranas se fundem, e o conteúdo das vesículas é exposto ao meio extracelular (este fenômeno é chamado de extrusão do conteúdo do grânulo). Durante o processo de formação da vesícula, é comum que proteases específicas (enzimas que degradam ligações peptídicas, clivando as proteínas em locais específicos) sejam empacotadas junto com o conteúdo intravesicular; e, então, processos de finalização da síntese hormonal (ou processamento pós-traducional) podem ocorrer dentro da vesícula secretora. b) Hormônios lipossolúveis Os hormônios lipossolúveis são facilmente secretados por difusão através da membrana plasmática da célula secretora. • Controle neural: o controle e a integração pelo sistema nervoso central constituem um componente chave da regulação hormonal, mediado pelo controle direto da liberação hormonal endócrina pelos neurotransmissores. • Controle hormonal: em alguns casos, a própria glândula endócrina atua como órgão- alvo de outro hormônio. Esses tipos de hormônios são denominados tróficos, e todos são liberados pela adeno-hipófise. Exemplos de glândulas controladas principalmente por hormônios tróficos incluem a glândula tireoide e o córtex da suprarrenal. • Regulação por nutrientes e íons: os níveis plasmáticos de nutrientes ou de íons também podem regular a liberação hormonal. Em todos os casos, o hormônio específico regula a concentração do nutriente ou do íon no plasma, direta ou indiretamente. Entre os exemplos de regulação da liberação hormonal por nutrientes e íons, destacam-se o controle da liberação de insulina pelos níveis plasmáticos de glicose e o controle da liberação do paratormônio pelos níveis plasmáticos de cálcio e fosfato. Em vários casos, a liberação de determinado hormônio pode ser influenciada por mais de um desses mecanismos. Por exemplo, a liberação de insulina é regulada por nutrientes (níveis plasmáticos de glicose e de aminoácidos), por mecanismos neurais (estimulação simpática e parassimpática) e por mecanismos hormonais (somatostatina). ● Circulação do hormônio Os hormônios liberados na circulação podem circular em sua forma livre ou ligados a proteínas carreadoras, também conhecidas como proteínas de ligação. Essas proteínas atuam como reservatório para o hormônio e prolongam a meia-vida dele, isto é, o tempo durante o qual a concentração de determinado hormônio diminui em 50% de sua concentração inicial. O hormônio livre ou não ligado constitui a forma ativa, que se liga ao receptor hormonal específico. Por conseguinte, a ligação de um hormônio a sua proteína carreadora serve para regular a atividade hormonal, estabelecendo a quantidade de hormônio livre para exercer uma ação biológica. As proteínas carreadoras são, em sua maioria, globulinas sintetizadas no fígado. Algumas das proteínas de ligação são específicas para determinada proteína, como a de ligação do cortisol. Entretanto, sabe-se que proteínas como as globulinas e a albumina também se ligam aos hormônios. Como a maior parte dessas proteínas é sintetizada no fígado, a ocorrência de alterações na função hepática pode resultar em anormalidades nos níveis de proteínas de ligação, podendo afetar indiretamente os níveis totais dos hormônios. Em geral, a maioria das aminas, dos peptídeos e dos hormônios proteicos (hidrofílicos) circula em sua forma livre. Entretanto, uma notável exceção a essa regra é a ligação dos fatores de crescimento semelhantes à insulina a uma de seis diferentes proteínas de ligação de alta afinidade. Os hormônios esteroides e tireoidianos (lipofílicos) circulam ligados a proteínas de transporte específicas. A interação entre determinado hormônio e sua proteína carreadora encontra-se em equilíbrio dinâmico, possibilitando adaptações que impedem as manifestações clínicas de deficiência ou de excesso hormonal. A secreção do hormônio é rapidamente regulada após alterações nos níveis das proteínas transportadoras. Por exemplo, os níveis plasmáticos de proteína de ligação do cortisol aumentam durante a gravidez. O cortisol é um hormônio esteroide produzido pelo córtex da suprarrenal (ver Capítulo 6). A elevação dos níveis circulantes da proteína de ligação do cortisol leva a um aumento da capacidade de ligação do cortisol, com consequente redução dos níveis de cortisol livre. Essa redução do cortisol livre estimula a liberação hipotalâmica do CRH, que estimula a liberação do ACTH pela adeno-hipófise e, consequentemente, a síntese e a liberação do cortisol das glândulas suprarrenais. O cortisol, liberado em maiores quantidades, restaura os níveis de cortisol livre e impede a manifestação da deficiência de cortisol. Conforme assinalado anteriormente, a ligação de um hormônio a uma proteína de ligação prolonga sua meia-vida. A meia-vida de um hormônio está inversamente relacionada com sua remoção da circulação. A remoção dos hormônios da circulação também é conhecida como taxa de depuração metabólica: o volume de depuração plasmática do hormônio por unidade de tempo. Uma vez liberados na circulação, eles podem se ligar a seus receptores específicos em um órgão-alvo, sofrer transformação metabólica pelo fígado ou ser excretados na urina (Figura 1.4). No fígado, os hormônios podem ser inativados pelas reações de fase I (hidroxilação ou oxidação) e/ou de fase II (glicuronidação, sulfatação ou redução com glutationa) e, em seguida, excretados pelo fígado através da bile ou pelo rim. Em alguns casos, o fígado pode, na verdade, ativar um precursor hormonal, como na síntese de vitamina D, discutida no Capítulo 5. Os hormônios podem ser degradados em suas células-alvo pela internalização do complexo hormônio-receptor, seguida da degradação lisossomal do hormônio. Apenas uma fração muito pequena da produção total de hormônio é excretada de modo intacto na urina e nas fezes. Referência: Molina- pág 5, 6, 7 e 8 Vários hormônios (p.ex., peptídeos, proteínas e monoaminas) são armazenados em grânulos secretores nas células endócrinas. A liberação desses grânulos é promovida por eventos de sinalização disparados por reguladores exógenos denominados secretagogos. Com frequência, isso requer a ativação de um sistema de segundo mensageiro (ver discussão sobre "Receptores"), como a geração de AMPc ou a mobilização de cálcio intracelular na célula endócrina. Os hormônios esteroides, por outro lado, não são armazenados em quantidade significativa nas células produtoras. Nesse caso, é a síntese do hormônio, e não sua liberação, que desempenha o papel dominante no controle dos níveis do hormônio circulantes no plasma. Referência: Greenspan- pág 4 8. Como o hormônio chega no órgão-alvo e como é a sua ação nele (receptores)? Citar os tipos de receptores. A resposta biológica aos hormônios é desencadeada pela ligação a receptores hormonais específicos no órgão-alvo. Os hormônios circulam em concentrações muito baixas, de modo que o receptor deve ter afinidade e especificidade elevadas pelo hormônio para produzir uma resposta biológica. A afinidade é determinada pelas taxas de dissociação e associação do complexo hormônio-receptor em condições de equilíbrio. A especificidade refere-se à capacidade de um receptor hormonal de discriminar entre vários hormônios com estruturas correlatas. A ligação dos hormônios a seus receptores é passível de saturação, existindo um número finito de receptores ao qual um hormônio pode se ligar. Os receptores que não são ocupados são denominados receptores de reserva. Receptores de superfície Podem ser divididos em vários subgrupos: 1. Receptores associados a proteínas G Ativam indiretamente (por meio de proteínas de ligação ao GTP, ou proteínas G) enzimas que geram segundos mensageiros intracelulares. Esse tipo de receptor é ilustrado pelo sistema receptor BETA-adrenérgico, que detecta adrenalina. Também são chamados de receptores serpentinaou “sete domínios transmembrana”. Como grupo, eles apresentam uma dependência de transdutores proteína G para executar vários de seus efeitos biológicos. 2. Receptores tirosinas-cinases, Receptores da membrana plasmática que também são enzimas. Quando um desses receptores é ativado pelo seu ligante extracelular, ele catalisa a fosforilação de diversas proteínas citosólicas ou da membrana plasmática. O receptor de insulina é um exemplo. O receptor do fator de crescimento da epiderme (EGFR, de epidermal growth factor receptor) é outro exemplo. 3. Receptores guanilil-ciclases Também são receptores da membrana plasmática com um domínio enzimático citoplasmático. O segundo mensageiro intracelular para esses receptores, o monofosfato de guanosina cíclico (cGMP), ativa uma proteína-cinase citosólica que fosforila proteínas celulares, alterando suas atividades. 4. Canais iônicos com portões na membrana plasmática Abrem e fecham (por isso o termo “portões”) em resposta à interação de ligantes químicos ou alterações no potencial transmembrana. Esses são os transdutores de sinal mais simples. O canal iônico do receptor de acetilcolina é um exemplo desse mecanismo. 5. Receptores de adesão Interagem com componentes macromoleculares da matriz extracelular (como o colágeno) e transmitem instruções para o sistema do citoesqueleto sobre migração ou adesão à matriz. As integrinas ilustram esse tipo de mecanismo de transdução. Receptores Intracelulares Interagem com ligantes específicos (como o hormônio estrogênio) e alteram a taxa em que genes específicos são transcritos e traduzidos em proteínas celulares. Funcionando por mecanismos intimamente relacionados à regulação da expressão gênica, os hormônios esteróides. Podem ser nucleares ou citosólicos. São os receptores dos glicocorticoides, mineralocorticoides, andrógenos, progesterona, estrógenos, hormônio tireóideo e vitamina D, diferem dos receptores da superfície da membrana descritos acima por serem receptores solúveis. Assim, embora alguns receptores estejam localizados no citoplasma (p. ex., receptor dos glicocorticoides) e outros estejam confinados no núcleo (p.ex., receptor do hormônio tireóideo), todos operam no interior da cromatina nuclear para iniciar a cascata de sinalização. Equilíbrio dinâmico: Impede a deficiência ou excesso hormonal Aumento de proteínas carreadoras de Cortisol na gravidez ⇒ Aumento da capacidade de ligação do cortisol ⇒ Redução dos níveis de cortisol livre ⇒ Liberação hipotalâmica do CRH ⇒ Estimula a liberação do ACTH pela adeno-hipófise ⇒ Síntese e a liberação do cortisol das glândulas suprarrenais ⇒ Restaura a quantidade de cortisol livre 9. Como é o mecanismo de ação do hormônio no receptor de membrana? - Descrever a cascata. CANAIS IÔNICOS REGULADOS POR LIGANTES: Hormônio se liga aos receptores → Mudança de conformação → Abertura dos canais iônicos na membrana celular → Fluxos de íons no interior da célula-alvo Esse mecanismo é muito rápido. RECEPTORES QUE REGULAM A ATIVIDADE DE PROTEÍNAS INTRACELULARES ● RECEPTORES ACOPLADOS À PROTEÍNA G OU RECEPTORES DE 7 VOLTAS NA MEMBRANA: São cadeias polipeptídicas simples que possuem sete domínios transmembrana e que estão acopladas a proteínas heterotriméricas de ligação da guanina (proteínas G) constituídas de três subunidades: a, b e y. Principais hormônios que usam esse receptor: TSH, a vasopressina, ou hormônio antidiurético, e as catecolaminas. Tipos de proteínas G: Proteína alfa estimulatória (Gas): ativa a adenilato-ciclase Proteína alfa inibitória (Gai); inibe a adenilato-ciclase Gaq ativa a PLC Ga12 ainda não foram elucidadas por completo Legenda: Difosfato de guanosina (GDP) Trifosfato de guanosina (GTP) Adenosina trifosfato (ATP) Monofosfato de 3´,5´-adenosina cíclico (cAMP) Desfosforilar: retirar o grupo fosforila Fosforilar: retirar o fosforila do ATP e adicionar em algo . AÇÃO DA PROTEÍNA Gs ESTIMULATÓRIA . Hormônio liga-se ao receptor ⇒ Alteração conformacional da Proteína G ⇒ Proteína G solta o GDP (forma inativa) ⇒ Proteína G se junta ao GTP (forma ativa) Conjunto Proteína G + GTP ⇒ Dissociação da subunidade α de βγ(fica na membrana) ⇒ A subunidade α ativa a enzima Adenilato-ciclase que se encontra na membrana plasmática ⇒ A Adenilato-ciclase é uma GTPase ⇒ Transforma GTP em GDP ⇒ Liberação de energia ⇒ Converte ATP em cAMP (AMP cíclico) cAMP ⇒ Ativa proteínas quinases A (pKa) ⇒ DESFOSFORILAÇÃO DE VÁRIAS PROTEÍNAS (regula caminhos metabólicos, permeabilidade da membrana, multiplicação celular, ativa fatores de transcrição a criar proteínas..) ⇒ Fosforilação de proteínas efetoras ou só abrir um canal de membrana, produzir mais ATP ⇒ Ação do hormônio Tudo depende do sinal recebido. As proteínas quinases podem fosforilar e desfosforilar!! A fosfodiesterase quebra o cAMP, transformando ele em AMP (uma versão inativa). Se consome o cAMP, a célula não ativa a proteína quinase A e não fosforila e nem desfosforila nada. Existem medicamentos inibidores dessa enzima, utilizados quando queremos uma ação mais forte do hormônio. . AÇÃO DA PROTEÍNA G(alfa i) INIBITÓRIA . Resposta inibitória quando em contato com a enzima adenilato-ciclase ⇒ Conversão de cAMP e ATP. . AÇÃO DA PROTEÍNA Gq . Hormônio liga-se ao receptor ⇒ Alteração conformacional ⇒ Proteína G solta o GDP ⇒ Proteína G se junta ao GTP Conjunto G + GTP ⇒ Dissociação da subunidade α de βγ ⇒Ativa a enzima PCL (Fosfolipase C) que se encontra na membrana plasmática ⇒ A PCL é uma GTPase ⇒ Transforma GTP em GDP e faz QUEBRA de bifosfato de fosfatidilinositol (PIP2) ⇒ Produção de diacilglicerol (DAG) e trifosfato de inositol (IP3) O DAG ativa a proteína-quinase C (PKC) ⇒ Fosforilação de proteínas IP3 ⇒ Se liga-se aos canais de cálcio no retículo endoplasmático ⇒ Influxo de Ca2+ para o citosol Ca2+ no citosol ⇒Ligação de Ca2+ a calmodulinas ⇒ Ativação do complexo Cálcio calmodulinas ⇒ Ativação de quinases ⇒ Cascata de fosforilação das proteínas efetoras e respostas celulares Exemplo: Ocitocina RECEPTORES DE TIROSINA-QUINASE Proteínas transmembrana simples Insulina e os fatores de crescimento (GH) Hormônio se liga ao receptor ⇒ auto-fosforilação de resíduos de tirosina ⇒ atividades enzimáticas parecidas com a proteína G ⇒ INSULINA Armazenamento e empacotamento de Glicose: Insulina se liga a tirosina-quinase ⇒ ativa a atividade quinase ⇒ atua nos fatores de transcrição ou proteína ⇒ complexo cálcio-calmodulina ⇒ vesículas deslocadas até a membrana ⇒ captura de Glicose extracelular ⇒ entrada dessas vesículas Nesse caso ativa o PCL Quando o ligante se liga ao sítio de interação do receptor�� DIMERIZAÇÃO�� O domínio citosólico adquire função de atividade cinase e auto-fosforila resíduos de Tirosina�� Criação de um sítio que pode ativar a proteína de adaptação �� ativação das proteínas cinases�� Elas fosforilam fatores de transcrição que sinalizam ao núcleo AÇÃO DA FOSFORILAÇÃO PROTEICA Pode alterar fatores de transcrição Exemplo: Adenilato-ciclase → cAMP → PkA → CREB (fator de transcrição) Receptor Tirosina quinase → PCL → Complexo cálcio-calmodulina → CREB Um exemplo desse mecanismo de ação é a fosforilação do fator de transcrição, a proteína de ligação do elemento de resposta ao AMPc (CREB) pela proteína-quinase A em resposta à ligação do receptor e à ativação da adenilato-ciclase. Esse mesmo fator de transcrição (CREB) pode ser fosforilado por cálcio-calmodulina após a ligação do hormônio ao receptor de tirosina-quinase e a ativação da PLC. 10. Como é o mecanismo de ação do hormônio no receptor intracelular? - Descrever a cascata. HORMÔNIO TIREOIDIANO O receptor não ocupado liga-se ao DNA e reprime sua transcrição → à ocorre, então, a ligação do hormônio tireoidianoao receptor, formando o complexo hormônio-receptor → este complexo liga-se ao DNA e possibilita a ativação da transcrição gênica. = o receptor de hormônio tireoidiano atua como repressor, porém a ligação hormonal o converte em um ativador, que estimula a transcrição de genes. HORMÔNIOS ESTERÓIDES O receptor de esteroides não é capaz de ligar-se ao DNA sem a ajuda hormonal → à depois da entrada do hormônio na célula, ocorre sua ligação com seu receptor → à após isso, o receptor se dissocia de suas proteínas e o complexo HR se dirige ao núcleo → à ali se liga ao DNA para dar início à transcrição gênica. Molina, Cap. 1. Receptores nucleares: Diversas classes de moléculas hidrofóbicas pequenas, incluindo hormônios esteróides, hormônios da tireoide, retinoides e vitamina D, estão ligados a proteínas plasmáticas, e, tendo meia-vida biológica longa (horas a dias), se difundem através da membrana plasmática, ligando-se a receptores nucleares. Alguns receptore nucleares, como os que se ligam ao cortisol e à aldosterona, estão localizados no citosol e penetram no núcleo após se ligarem ao hormônio, enquanto outros receptores, incluindo o receptor para o hormônio da tireoide, estão ligados ao DNA no núcleo mesmo na ausência do hormônio. Em ambos os casos, receptores inativos estão ligados a proteínas inibidoras, e a ligação do hormônio resulta na dissociação do complexo inibitório. A ligação do hormônio faz com que o receptor se ligue a proteínas coativadoras que ativam a transcrição gênica. Uma vez ativado, o complexo hormônio-receptor se liga ao DNA e regula a transcrição de genes específicos. BERNE E LEVY, página 40. 11. Quais são os mecanismos de interrupção/modulação da ação do hormônio na célula-alvo? Regulação dos receptores de hormônios Os hormônios podem influenciar a responsividade da célula-alvo pela modulação da função dos receptores. As células-alvo têm a capacidade de detectar alterações no sinal hormonal em uma variedade de intensidades de estímulo. Isso requer que a célula seja capaz de sofrer um processo reversível de adaptação ou dessensibilização, por meio do qual a exposição prolongada a determinado hormônio diminui a resposta a mudanças na concentração hormonal (mais do que à concentração absoluta do hormônio) ao longo de uma faixa muito ampla de concentrações hormonais. Diversos mecanismos podem estar envolvidos na dessensibilização a um hormônio. Por exemplo, a ligação do hormônio a receptores de superfície celular pode induzir a endocitose e o sequestro temporário em endossomas. Essa endocitose de receptores induzida pelo hormônio pode levar à destruição dos receptores nos lisossomos, um processo conhecido como downregulation do receptor (ou seja, downregulation é um tipo de dessensibilização). Em outros casos, a dessensibilização resulta de uma rápida inativação dos receptores, como, por exemplo, em consequência da fosforilação do receptor. A dessensibilização também pode ser causada pela alteração em uma proteína envolvida na transdução de sinais após a ligação do hormônio ao receptor, ou pela produção de um inibidor que bloqueia o processo de transdução. Além disso, um hormônio pode exercer uma downregulation ou diminuir a expressão dos receptores de outro hormônio e reduzir a eficiência desse último hormônio. MOLINA, página 14. Regulação dos receptores de hormônios Os receptores hormonais também podem sofrer upregulation. A upregulation dos receptores envolve um aumento no número de receptores hormonais específicos e, com frequência, ocorre quando os níveis prevalentes do hormônio se encontram baixos durante certo período. O resultado consiste em aumento de responsividade aos efeitos fisiológicos hormonais no tecido-alvo, quando os níveis dos hormônios são restaurados, ou quando se administra um agonista do receptor. Um hormônio também pode upregulate os receptores de outro hormônio, aumentando sua eficiência no tecido-alvo. Um exemplo desse tipo de interação é a upregulation dos receptores adrenérgicos dos miócitos cardíacos após elevação sustentada dos níveis de hormônio tireoidiano. MOLINA, página 14. ● fosfodiesterase - pesquisar A fosfodiesterase quebra o cAMP, transformando ele em AMP (uma versão inativa). Se consome o cAMP, a célula não ativa a proteína quinase A e não fosforila e nem desfosforila nada. Existem medicamentos inibidores dessa enzima, utilizados quando queremos uma ação mais forte do hormônio. 12. O que é um feedback positivo? Cite exemplos. A produção hormonal baseia-se no equilíbrio entre estímulo e inibição da síntese e secreção do hormônio. Este padrão de equilíbrio tem uma importante base funcional: o mecanismo de feedback (ou retroalimentação), negativo na grande maioria dos sistemas hormonais. Normalmente, uma vez que a concentração do hormônio aumente, são ativados mecanismos inibidores da sua produção (síntese e secreção); e, uma vez que a concentração do hormônio diminua, são ativados mecanismos estimuladores da sua produção. Dessa maneira, ao longo do tempo, a concentração do hormônio se mantém oscilando em torno de um valor constante, o que chamamos de manutenção do equilíbrio de secreção. Uma alça de retroalimentação positiva, na qual o hormônio X aumenta os níveis do componente Y e o componente Y estimula a secreção do hormônio X, confere instabilidade. Sob o controle de alças de retroalimentação positiva, um estímulo é recebido e amplificado. Por exemplo, as alças de retroalimentação positiva controlam os processos que levam à ruptura de um folículo através da parede ovariana ou à expulsão de feto do útero. Outro exemplo é a secreção de hormônio luteinizante induzida pelo estradiol no meio do ciclo menstrual. Referências: Berne e Levy, Aires e Greenspan 13. O que é um feedback negativo? Cite exemplos. Garantem estabilidade por manter um parâmetro fisiológico dentro da escala normal. Em uma alça de retroalimentação negativa, o “hormônio A” atua em um ou mais órgãos-alvo para induzir uma mudança (diminuição ou aumento) nos níveis circulantes do “componente B”, e a mudança no componente B, por sua vez, inibe a secreção do hormônio A. Existem duas configurações básicas das alças de retroalimentação negativas dentro do sistema endócrino: uma alça de retroalimentação de resposta fisiológica direcionada e uma alça de retroalimentação direcionada do eixo endócrino. Na configuração da resposta direcionada, a secreção de um hormônio é estimulada ou inibida por uma mudança no nível de um parâmetro extracelular específico (p. ex., um aumento na glicose sanguínea estimula a secreção de insulina). A alça de retroalimentação de resposta direcionada é observada em glândulas endócrinas que controlam os níveis de glicose sanguínea (ilhotas pancreáticas), níveis sanguíneos de Ca++ e P, (glândulas paratireoides, rim), osmolaridade e volume de sangue (hipotálamo/neuroipófise), e Na+ , K+ e H+ sanguíneos (zona glomerulosa do córtex suprarrenal e células atriais). Grande parte do sistema endócrino é organizada em eixos endócrinos, cada eixo consistindo em hipotálamo, hipófise e glândulas endócrinas periféricas. Desta forma, a alça de retroalimentação direcionada do eixo endócrino envolve uma configuração em três níveis. O primeiro nível é representado pelos neurônios neuroendócrinos hipotalâmicos que secretam hormônios de liberação. Os hormônios de liberação estimulam (ou, em alguns poucos casos, inibem) a produção e a secreção de hormônios tróficos da glândula hipófise (segundo nível). Os hormônios tróficos estimulam a produção e secreção de hormônios das glândulas endócrinas periféricas (terceiro nível). Esse terceiro nível do eixo endócrino, envolve as várias glândulas endócrinas periféricas, como gônadas, tireoide, córtex adrenal. É importante tomar como exemplo o eixo endócrino da glândula tireoide: O hipotálamo produzum hormônio (denominado TRH, que é o hormônio estimulador do TSH) que estimula a hipófise a liberar a tireotrofina (ou TSH, que é o hormônio estimulador da tireoide), a qual, por sua vez, estimula a tireoide a produzir seus hormônios, T3 e T4. Desses, o T3 é o mais ativo e inibe a produção hipotalâmica de TRH e a hipofisária de TSH, determinando a retroalimentação negativa. Exemplo: A secreção do paratormônio (PTH) responde aos baixos níveis de cálcio extracelular, mobiliza cálcio dos ossos que, por sua vez, informam a glândula paratireoide a interromper a secreção de PTH. Este mecanismo de retroalimentação negativa é a característica principal da regulação endócrina. O produto final ou o regulador negativo pode ser um íon inorgânico ou metabólito (p.ex., o cálcio para o PTH) ou um produto hormonal na cascata endócrina (p.ex., hormônios tireóideos para o TSH). 14. O que é alça curta e alça longa? Cite exemplos. 15. O que são os ritmos biológicos? Cite exemplos (ciclo circadiano…). Ritmos biológicos são atividades biológicas e funções que se repetem periodicamente (em ciclo), em geral sincronizadas com os ciclos da natureza. 1. Circadianos (duração de um dia); ex: ciclo sono-vigília. 2. Ultradianos (repetem várias vezes no dia); ex: secreções hormonais. 3. Infradianos (demoram mais que o tempo de um dia para se repetirem); ex: hibernação.
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