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Beatriz Castro e Silva de Albergaria Barreto Medicina – UNIFACS Turma XV CONCEITOS GERAIS SOBRE OS HORMÔNIOS: DEFINIÇÃO Um hormônio é uma substância química produzida por uma célula ou um grupo de células e liberada no sangue para o seu transporte até um alvo distante, onde exerce seu efeito em concentrações muito baixas. Definição: Substâncias químicas, secretadas para o sangue por células especializadas, que regulam as funções metabólicas de outras células do organismo. Transporte: no sangue: livres ou ligados as proteínas plasmáticas. Produção: Glândulas endócrinas ou tecido neurossecretor. Atuação: nas células alvo (com receptor). Degradação: pelo fígado (fezes) e excreção renal. Composição química: derivados de Aminoácidos ou de colesterol. CLASSIFICAÇÃO DOS HORMÔNIOS Podem ser: Peptídeos (proteicos) – quando apresenta, pelo menos, 3 aminoácidos. Hidrofílicos. Síntese previa. Armazenado. Transportado de forma livre. Meia vida curta. Utiliza receptores de membrana. Ação por meio de segundos mensageiros. Esteroides – derivados do colesterol. Lipofílicos. Sintetizado de acordo com a demanda. Transportado com auxílio de proteína. Meia vida longa. Utiliza receptores intracelulares. Ação genica. Derivados de 1 aminoácido – Amínicos. Em especial, aqueles derivados de tirosina, são divididos em: Catecolaminas e hormônios da tireoide. ➢ Catecolaminas – Anel de Catecolamina + Aminoácido. Livre. Meia vida curta. Utiliza Receptor de membrana. ➢ Hormônios da tireoide – amina iodada. Quanto ao caráter, podem ser: • Hidrofílicos – sem ajuda de transportadores (receptores de superfície) • Lipofílicos – necessitam de transportadores, pelo seu caráter lipídico (anfipático) (receptores intracelulares) FUNÇÕES Os hormônios são responsáveis por diversas funções corporais consideradas contínuas e de longo prazo. Processos principalmente sob controle hormonal: • Metabolismo • Regulação do meio interno (temperatura, balanço hídrico e de íons) • Reprodução • Crescimento • Desenvolvimento • Modulação do comportamento SECREÇÃO Secreção é o movimento de uma substância de dentro das células para o líquido extracelular ou diretamente para o meio externo. De acordo com a definição tradicional de hormônio, hormônios são secretados no sangue. Obs. Hormônio não faz apenas sinalização endócrina, embora ela seja obrigatória para configurá-lo como hormônio. → Ex: CCK (colecistocinina) faz sinalização endócrina e parácrina; → Ex: somatostatina (GH) faz sinalização parácrina e endócrina; Obs. Nem toda substância que é lançada no sangue é um hormônio. DIFERENÇAS ENTRE AÇÕES DE SUBSTÂNCIAS ENDÓCRINAS, PARACRINAS E NEURÓCRINAS Beatriz Castro e Silva de Albergaria Barreto Medicina – UNIFACS Turma XV • Sinalização endócrina: as moléculas sinalizadoras (hormônios) são secretadas e, pela corrente sanguínea, chegam até sua célula- alvo. • Sinalização parácrina: atua em curtas distâncias, alcançando as células-alvo pelo processo de difusão. • Sinalização neurócrina –ocorre entre células próximas. A diferença existe no tipo de ligação, tendo em vista que a comunicação neurócrina somente liga uma célula nervosa a outra, ou a uma célula muscular. O mecanismo básico é a sinapse (neuro-neuronal ou neuro-muscular). CONCENTRAÇÃO Uma outra característica dos hormônios é que não são necessárias altas concentrações para fazer efeito. Eles possuem a habilidade de atuar em concentrações muito baixas, na faixa de nanomolar (10-9M) a picomolar (10-12M). Alguns sinalizadores químicos transportados no sangue para alvos distantes não são considerados hormônios, pois têm de estar presentes em concentrações relativamente altas antes que seu efeito possa ser observado. Ex. a Histamina liberada durante as reações alérgicas graves pode atuar em células em todo o corpo, mas sua concentração ultrapassa os níveis aceitos para um hormônio. TRANSPORTE Todos os hormônios se ligam a receptores na célula- alvo e iniciam respostas bioquímicas. Essas respostas são o mecanismo de ação celular do hormônio. Obs. um único hormônio pode atuar em múltiplos tecidos. Os efeitos podem variar em diferentes tecidos ou nos diferentes estágios de desenvolvimento, ou, ainda, um hormônio pode não ter efeito em uma célula em particular. Ex. A insulina. Nos tecidos adiposo e muscular, ela altera as proteínas transportadoras da glicose e as enzimas do metabolismo da glicose. No fígado, ela modula a atividade enzimática, mas não tem efeito direto nas proteínas transportadoras da glicose. No encéfalo e em alguns outros tecidos, o metabolismo da glicose é totalmente independente de insulina LIGAÇÃO COM RECEPTORES A responsividade de uma célula a um hormônio depende principalmente dos receptores e das vias de transdução de sinal da célula. Se não há receptores hormonais em um tecido, as suas células não podem responder a este hormônio. Se os tecidos possuem diferentes receptores e vias associadas aos receptores para o mesmo hormônio, eles responderão de maneira diferente. AÇÃO Os hormônios agem nas suas células-alvo de três maneiras básicas: 1. controlando a taxa de reações enzimáticas, 2. controlando o transporte de íons ou moléculas através de membranas celulares 3. controlando a expressão gênica e a síntese proteica. A atividade sinalizadora dos hormônios e de outros sinais químicos deve ter duração limitada para o corpo poder responder às mudanças em seu estado interno. Por exemplo, a insulina é secretada quando as concentrações de glicose no sangue aumentam após uma refeição. Enquanto a insulina está presente, a glicose sai do sangue e entra nas células. Entretanto, se a atividade da insulina continuar por muito tempo, o nível de glicose do sangue pode cair a um nível tão baixo que o sistema nervoso se torna incapaz de funcionar apropriadamente – uma situação potencialmente fatal. Normalmente, o organismo evita essa situação de diversas maneiras: limitando a secreção de insulina, removendo ou inativando a Beatriz Castro e Silva de Albergaria Barreto Medicina – UNIFACS Turma XV insulina circulante e finalizando a atividade da insulina nas células-alvo DEGRADAÇÃO Em geral, os hormônios circulantes são degradados em metabólitos inativos por enzimas encontradas principalmente no fígado e nos rins. Os metabólitos são então excretados pela bile ou na urina. A taxa de degradação hormonal é indicada pela meia-vida do hormônio na circulação, ou seja, o tempo necessário para reduzir a concentração do hormônio pela metade. Portanto, a meia-vida é um indicador de quanto tempo um hormônio fica ativo no corpo. Os hormônios ligados aos receptores de membrana da célula-alvo têm a sua atividade finalizada de diversas maneiras. Enzimas que estão sempre presentes no plasma podem degradar hormônios peptídicos ligados aos receptores da membrana celular. Em alguns casos, o complexo hormônio-receptor é levado para dentro da célula por endocitose e o hormônio é, então, digerido pelos lisossomos. As enzimas intracelulares metabolizam os hormônios que entram nas células. Obs. O tempo de degradação está associado com a forma com que o hormônio é transportado no sangue. SÍNTESE E PROCESSAMENTO DE HORMÔNIOS PEPTÍDICOS Hormônios peptídeos são produzidos como pré-pró- hormônios grandes e inativos, que incluem uma sequência-sinal, uma ou mais cópias do hormônio e fragmentos peptídicos adicionais. 1. O RNA mensageiro nos ribossomos une aminoácidos, formando uma cadeia peptídica, chamada de pré-pró-hormônio. A cadeia é direcionada para dentro do lúmen do Retículo Endoplasmático (RE) por uma sequência-sinal de aminoácidos. 2. As enzimas no RE retiram a sequência-sinal, gerando um pró-hormônio inativo. 3. O pró-hormônio passa do RE para o aparelho de Golgi. 4. Vesículassecretoras contendo enzimas e o pró- hormônio brotam do aparelho de Golgi. As enzimas clivam o pró-hormônio, formando um ou mais peptídeos ativos mais os fragmentos peptídicos adicionais. 5. As vesículas secretoras liberam o seu conteúdo por exocitose no espaço extracelular. 6. O hormônio entra na circulação para ser transportado até o seu alvo. MECANISMO CELULAR DE AÇÃO DOS HORMÔNIOS PEPTÍDICOS Como os hormônios peptídicos são lipofóbicos, eles geralmente não conseguem entrar na célula-alvo. Em vez disso, ligam-se a receptores presentes na superfície da membrana. O complexo hormônio-receptor inicia a resposta celular por meio de um sistema de transdução de sinal. Muitos hormônios peptídicos utilizam o sistema de segundo mensageiro do AMPc. Alguns receptores de hormônios peptídicos, como os da insulina, têm atividade tirosina-cinase ou utilizam outras vias de transdução de sinal. A resposta das células a hormônios peptídicos geralmente é rápida, uma vez que os sistemas de segundos mensageiros modificam proteínas existentes dentro das células-alvo. As mudanças desencadeadas por hormônios peptídicos incluem a abertura ou o fechamento de canais da membrana e a modulação de enzimas metabólicas ou de proteínas transportadoras. Obs. Os receptores podem estar localizados na superfície da membrana (receptores de membrana) ou no interior da célula (receptores intracelulares), sendo citoplasmático ou nuclear. Receptores de superfície – São acoplados à proteína G, libera segundo mensageiro que conduz ao núcleo por meio da abertura de canais, ativação de enzimas etc. Os receptores de superfície possuem uma resposta mais rápida. Beatriz Castro e Silva de Albergaria Barreto Medicina – UNIFACS Turma XV MECANISMO CELULAR DE AÇÃO DE HORMÔNIOS ESTEROIDES Os receptores de hormônios esteroides mais bem estudados são os encontrados dentro das células, tanto no citoplasma quanto no núcleo. O último destino dos complexos receptor- -hormônio esteroide é o núcleo, onde o complexo atua como um fator de transcrição, ligando-se ao DNA e ativando ou reprimindo (desligando) um ou mais genes. Os genes ativados geram um novo RNAm, que determina a síntese de novas proteínas. Qualquer hormônio que altera a atividade gênica exerce efeito genômico sobre a célula-alvo 1. A maioria dos esteroides hidrofóbicos está ligada a proteínas carreadoras plasmáticas. Somente hormônios não ligados podem se difundir para dentro das células-alvo 2. Os receptores de hormônios esteroides estão no citoplasma ou no núcleo. 3. 2ª Alguns hormônios esteroides também se ligam a receptores de membrana que usam sistemas de segundos mensageiros para criar respostas celulares rápidas. 4. O complexo hormônio-receptor liga-se ao DNA e ativa ou inibe um ou mais genes. 5. O complexo hormônio-receptor liga-se ao DNA e ativa ou inibe um ou mais genes. 6. A tradução produz novas proteínas para os processos celulares. HORMÔNIOS SÃO DERIVADOS DE UM ÚNICO AMINOÁCIDO Hormônios derivados de aminoácidos, ou amínicos, são moléculas pequenas criadas a partir do triptofano ou da tirosina, ambos contendo anéis carbônicos em seus grupos R (radical). Ex. O hormônio da glândula pineal, melatonina, é derivado do triptofano, mas os outros hormônios derivados de aminoácidos (catecolaminas e hormônios tireoideanos) são sintetizados a partir da tirosina. • As catecolaminas são uma modificação de uma única molécula de tirosina. • Os hormônios tireoideanos são uma combinação de duas moléculas de tirosina com átomos de iodo. Apesar do precursor comum, os dois grupos de hormônios derivados da tirosina têm pouco em comum. As catecolaminas (adrenalina, noradrenalina e dopamina) são neuro-hormônios que se ligam a receptores na membrana das células, assim como ocorre com os hormônios peptídicos. Referências: • SILVERTHORN, D. Fisiologia Humana: Uma Abordagem Integrada, 7ª Edição, Artmed, 2017. • GUYTON, A.C. e Hall J.E.– Tratado de Fisiologia Médica. Editora Elsevier. 13ª ed., 2017
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