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Fisiologia II Turma 106 Letícia Iglesias Jejesky Fisiologia Endócrina Funções do sistema neuroendócrino • Regulação do equilíbrio do sódio e da água. (volume sanguíneo) • Regulação do equilíbrio do cálcio e do fosfato. (sinalização intracelular) • Regulação do balanço energético. (demandas metabólicas) • Coordenação da resposta metabólica ao stress. • Regulação da reprodução, do desenvolvimento, do crescimento e do processo de envelhecimento. Hormônios neuroendócrinos - São liberados por neurônios no sangue circulante e influenciam a função das células alvo em outro local do corpo. Hormônios endócrinos – São liberados por glândulas ou células especializadas no sangue circulante e influenciam a função das células alvo em outro local do corpo. Ação de vários tipos de mensageiro químicos Parácrina: secretadas por células no líquido extracelular e afetam células alvo vizinhos de tipo diferente. Autócrina: secretadas por células no líquido extracelular e afetam a função das mesmas células que os produziram. Ação Endócrina: o hormônio é liberado na circulação e transportado pelo sangue para produzir um efeito biológico sobre células alvo distantes. Sinalização endócrina: a substância é lançada na corrente sanguínea e vai afetar células alvo distantes, essas células alvo possuem receptores específicos para os hormônios que atuam nelas. Sinalização autócrina: o receptor específico está na mesma célula, ou seja, a substância atua na própria célula. Sinalização parácrina: uma célula adjacente com receptores para o tipo de substância secretada. O que é um hormônio? É uma substância produzida por uma glândula que é secretada na corrente sanguínea e transportada e tem efeito num órgão ou parte específica do corpo. Os hormônios podem fazer uma série de ações: reprodução, regulação da disponibilidade energética, modulação do comportamento, crescimento e desenvolvimento. Classificação dos hormônios quanto à estrutura química 1. Proteicos e polipeptídicos – hidrofílicos Exemplo: GH Hormônios produzidos pela hipófise anterior, pâncreas e paratireoide. 2. Esteroides – hidrofóbicos Exemplo: cortisol e hormônios sexuais Hormônios secretados pelo córtex adrenal, ovários, testículo e placenta. 3. Derivados do aminoácido tirosina (aminas) Exemplo: hormônios da tireoide e medula adrenal Para a maioria dos hormônios hidrofílicos o receptor está na membrana celular, ou seja, ele não entra na célula, ele se liga ao receptor na membrana celular e a ação se dá através de um segundo mensageiro dentro da célula que promove a ação do hormônio. Já os hormônios esteroides vem pelo sangue geralmente ligados a uma proteína e ao chegar na célula alvo, entram nela e se ligam ao receptor que está no meio intracelular, geralmente no citoplasma mas as vezes esse receptor está no núcleo. Fisiologia II Turma 106 Letícia Iglesias Jejesky Hormônios proteicos São sintetizados no retículo endoplasmático das diferentes células endócrinas. Inicialmente são proteínas maiores biologicamente inativas (pré- pró-hormônios) e enventualmente são clivados para formar pró-hormônios menores. Quando esses hormônios são sintetizados, eles estão na forma de pré-pró-hormônio, e depois é clivado em pró-hormônio e depois em hormônio. O que acontece para o hormônio ser liberado? Quando chega o estímulo, os canais de cálcio abrem causando a extrusão das vesículas com hormônio. Hormônios esteroides A estrutura química dos hormônios esteroides é semelhante à do colesterol e, na maioria dos casos, eles são sintetizados a partir do próprio colesterol. São sintetizados por células endócrinas produtoras de esteroides e por serem lipossolúveis se difundem livremente pela membrana celular para o líquido intersticial e para o sangue. Exemplo: Cortisol e hormônios sexuais. Hormônios aminados (derivados da tirosina) Os hormônios da tireoide e da medula adrenal são formados pela ação de enzimas nos compartimentos citoplasmáticos das células glandulares. De modo semelhante aos hormônios proteicos, armazenados em grânulos secretores, as catecolaminas também são liberadas das células da medula adrenal por exocitose. Os hormônios agem nas células alvo que apresentam receptores específicos para estes. O número e a sensibilidade dos receptores hormonais são regulados Em algumas situações do organismo pode ocorrer o aumento (upregulation) ou a diminuição do número de receptores (downregulation). Isso depende da demanda do organismo. Exemplo: um tumor que está produzindo demais um tipo de hormônio e a quantidade dessa substância aumenta no sangue, a adaptação do organismo pode ser diminuir a quantidade de receptores para esse hormônio. Mecanismos de ação hormonal 1. Hormônios hidrossolúveis – receptor de membrana – segundo mensageiro – efeitos na célula (esse tipo de hormônio geralmente tem receptor na membrana, agindo através de um segundo mensageiro). 2. Hormônios lipossolúveis – receptores intra-celulares – ligam-se a regiões específicas do dna induzindo expressão gênica Fisiologia II Turma 106 Letícia Iglesias Jejesky Localização dos diferentes tipos de receptores • Membrana celular – hormônios proteicos peptídicos e catecolamínicos • Citoplasma celular – hormônios esteróides • Núcleo da célula – receptor para hormônios da tireóide Tipos de receptores 1. Ligados a canais iônicos 2. Ligados à proteína G 3. Ligados a enzimas Receptor ligado a proteína G (na membrana celular) A proteína G tem três subunidades O hormônio se liga ao receptor na membrana quando essa ligação ocorre, há a transformação do GDP em GTP com a presença desse GTP a subunidade alfa vai se desligar do restante da proteína G e vai ativar alguma enzima (geralmente pode ser alguma fosforilação de alguma enzima que ativa ela) a enzima vai realizar os efeitos do hormônio na célula Ação da Adenyl Ciclase (AMPc) como segundo mensageiro O AMPc ativa a proteína cinase dependente de AMPc que fosforila enzimas É o exemplo da epinefrina que se liga ao receptor na membrana celular esse receptor ativa uma enzima (adenil ciclase) essa enzima ocasiona a produção de AMPc o AMPc fosforila enzimas Quando há a epinefrina (em situações de preparo para fuga, por exemplo) há a glicogenólise. Receptores citoplasmáticos ou nucleares Vários hormônios, incluindo os hormônios esteroides adrenais e os gonádicos, os hormônios da tireoide, os hormônios retinoides e a vitamina D ligam-se a receptores proteicos dentro da célula, e não na membrana celular. Como esses hormônios são lipossolúveis eles prontamente atravessam a membrana celular e interage, com receptores no citoplasma ou no núcleo. Mecanismo de ação dos hormônios esteroides (lipofílicos) Atravessa a membrana celular se liga a um receptor HORM + REC vão para o núcleo e se ligar a uma região da cromatina produzir RNAm que vai sintetizar proteína efeito biológico do hormônio Fisiologia II Turma 106 Letícia Iglesias Jejesky Hormônios da tireoide – mecanismo de ação O T3 tem mais ação na célula. Ele entra diretamente no núcleo liga com o receptor RNAm proteína efeito biológico Hipotálamo/Hipófise A hipófise fica em uma região chamada célula túrcica. A hipófise tem uma dupla origem 1. Neurohipófise: se origina do assoalho do diencéfalo 2. Adenohipófise: se origina do teto da cavidade bucal Hipófise posterior (neurohipófise) armazena e secreta hormônios produzidos no hipotálamo (ocitocina e do ADH) Hipófise anterior (adenohipófise) produz muitos hormônios Ocitocina e ADH Síntese ocorre nos neurônios hipotalâmicos (núcleos supra-optico e paraventricular) OCITOCINA ejeção de leite e contração das célulasuterinas ADH (VASOPRESSINA) age nos túbulos renais, provocando a reabsorção de água. Fisiologia II Turma 106 Letícia Iglesias Jejesky Ocitocina É produzida nos núcleos supraópticos e paraventriculares, viaja pelos axônios e é armazenada e liberada na neurohipófise. O que causa a liberação da ocitocina? A sucção da criança, a distensão da parede uterina (feedback positivo). Tem ação na glândula mamária, contração das células mioepiteliais. No pós-parto a ocitocina é receitada para estimular a ejeção de leite, essa ocitocina provoca contração uterina podendo gerar abortos. Vasopressina (ADH) – produzida no hipotálamo Age nas células renais Reabsorção de água Causa aumento das proteínas aquaporinas nas células renais e, consequente, favorece a reabsorção de água. Efeitos do ADH A osmolaridade do plasma sanguíneo fica reduzida (tem mais água do que sódio) Baixa concentração de sódio A urina fica mais concentrada, ou seja, a osmolaridade da urina vai estar aumentada Vasoconstrição aumento da pressão arterial Aumento da volemia Fatores que aumentam a liberação de ADH AUMENTO DA OSMOLARIDADE DO PLASMA (através dos osmorreceptores) REDUÇÃO DA VOLEMIA REDUÇÃO DA PRESSÃO ARTERIAL (através dos barorreceptores) Deficiência de ADH: hipotensão, poliúria, alta osmolaridade do plasma, sódio alto. Aumento da osmolaridade do sangue aumento do NaCl puxa H2O dos osmorreceptores desidratação dos osmoreceptores ativação dos neurônios hipotalâmicos aumento do ADH Doenças relacionadas ao ADH 1. Deficiência de ADH ou da resposta ao hormônio ADH Diabetes insipidus Quadro clínico: poliúria, hipotensão, polidipsia, desidratação (se o paciente não tiver acesso livre a água), plasma hiperosmolar, hipovolemia. Diabetes insipidus • Neurogênica – ou central – lesão hipotálamo-hipofisária – não produção de ADH • Nefrogênica – deficiência ou ausência de resposta renal ao ADH. Níveis aumentados ou normais de ADH na dosagem dos exames. Ou seja, a pessoa produz ADH, mas o ADH não está funcionando, está havendo problemas nas células renais. Rim impossibilitado de concentrar a urina devido à uma alteração na resposta renal ao ADH níveis de ADH aumentados Fisiologia II Turma 106 Letícia Iglesias Jejesky 2. Excesso de ADH síndrome da secreção inapropriada de ADH (tumores) Caracteriza-se pelo excesso de ADH, geralmente causada por tumores ectópicos hipersecretantes. Quadro clínico: redução do débito urinário torna a urina muito concentrada, aumento discreto da água corporal, hiponatremia dilucional aumento da pressão arterial, cefaleia, náuseas, convulsão, estupor e coma. Adenohipófise É a hipófise anterior. Possui células acidófilas, que são: as lactotróficas, somatotróficas. E possui células basófilas: as tireotróficas, as gonadotróficas, corticotrópicas. Todos os seus principais hormônios, exceto o GH, exercem seus efeitos principalmente estimulando glândulas-alvo, incluindo a glândula tireoide, o córtex adrenal, os ovários, os testículos e as glândulas mamárias. Produção hormonal pelas diferentes células da adenohipófise 1. Células lactotróficas: produzem prolactina, que aumenta o tecido mamário produtor de leite; é importante na produção do leite. 2. Células somatotróficas: produção de GH, que possui diversos efeitos sobre o metabolismo e o crescimento. 3. Tireotróficas: produzem TSH, que estimula a tireoide, que produz T3 e T4. 4. Corticotrópicas: produzem ACTH, que é um hormônio que atua no córtex das suprarrenais estimulando-a a produzir hormônios. 5. Gonadotróficas: produzem LH e FSH, que estimulam os ovários e os testículos a produzirem hormônios sexuais. Relação do hipotálamo com a adenohipófise A secreção da neuro-hipófise é controlada por sinais neurais que se originam no hipotálamo. Em contraste, a secreção da adeno-hipófise é controlada por hormônios chamados hormônios liberadores e hormônios inibidores, secretados pelo próprio hipotálamo e então conduzidos para a adenohipófise por meio do sistema poral hipotalâmico-hipofisário. Na adenohipófise, esses hormônios liberadores e inibidores atuam sobre as células glandulares para controlar sua secreção. Resumindo... Estímulo vai fazer com que o hipotálamo libere os hormônios de liberação vão até a adenohipófise e provocam a secreção hormonal Hormônios do eixo hipotálamo/hipófise Hipotálamo Hipófise GHRH (hormônio liberador do hormônio do crescimento) H. do crescimento (GH) Secreção INIBIDA pelo DA (dopamina) Prolactina GnRH (hormônio liberador de gonadotropina) FSH e LH TRH (hormônio liberador de tireotropina) TSH CRH (hormônio liberar corticotropina) ACTH Fisiologia II Turma 106 Letícia Iglesias Jejesky No caso da prolactina, o hipotálamo não libera hormônio liberador, mas na verdade produz a dopamina que é um hormônio inibidor de prolactina. Vamos supor que eu tenha uma lesão hipotalâmica que reduza a produção de dopamina, o que ocorre com a prolactina? Ela vai AUMENTAR! (é a única que vai aumentar) No caso do GH, FSH, LH, TSH, ACTH, uma lesão hipotalâmica vai reduzir a quantidade desses hormônios. Na menopausa, os ovários não funcionam, o que ocasiona a redução da produção de progesterona e estrogênio, levando ao aumento do LH e FSH, pois ocorre o feedback para tentar estimular o ovário. Hipotálamo hormônio de liberação atua na hipófise na hipófise anterior (que é a adenohipófise) há estímulo para a produção de diversos hormônios hormônio trófico atua na glândula alvo (na maioria das vezes) hormônio final. Sistema porta do eixo hipotálamo-hipofisário É um sistema que liga duas redes de capilares e está localizado no eixo hipotálamo-hipofisário. Nessa região, vão ser produzidos neurohormônios que irão viajar por meio desses vasos até a hipófise anterior, chegando lá, os hormônios liberadores agem e há produção de hormônios finais. Hormônio Hormônios de liberação HIPÓFISE Hormônio trófico GLÂNDULA ALVO HORMÔNIO FINAL Hormônio hipotalâmico Efeito na hipófise GHRH LIBERA GH TRH LIBERA TSH CRH LIBERA ACTH GNRH LIBERA TSH E LH DOPAMINA DIMINUI PROLACTINA SOMATOSTATINA DIMINUI GH Doenças hipofisárias podem cursar com hipersecreção hormonal hipofisária ou deficiência hormonal (hipopituiratismo). Quando todos os hormônios estão faltando, ocorre o pan- hipopituitarismo. Tumores hipofisários São as causas mais comuns de doenças hipofisários. 10% dos pacientes que fazem RM apresentam microadenomas sem sintomas (incidentalomas). São geralmente benignos e de crescimento lento. O tumor tem autonomia secretora (não obedece aos mecanismos fisiológicos de feedback). Não há relação entre o tamanho do tumor e a quantidade de hormônio secretada. FEEDBACK NEG Fisiologia II Turma 106 Letícia Iglesias Jejesky Hormônio do crescimento (GH) Exerce seus efeitos diretamente em todos, ou em quase todos, os tecidos do corpo. O GH também pode ser chamado de hormônio somatotrópico ou somatotrofina e é uma molécula pequena de proteína que causa o crescimento de quase todos os tecidos do corpo que são capazes de crescer. Promove o aumento das células e a elevação do número de mitoses, causando a multiplicação e a diferenciação especifica de certos tipos de células, como células de crescimento ósseo e células musculares iniciais. O GH tem múltiplos efeitos metabólicos 1. Aumento da taxa de síntese de proteínas na maioria das células do corpo. 2. Aumento da mobilização dos ácidos graxos do tecido adiposo, aumento do nível dos ácidos graxos livres no sangue e aumento do uso de ácidos graxos como fonte de energia. 3. Redução dataxa de utilização da glicose pelo organismo Conclui-se, portanto, que o GH aumenta a quantidade de proteína corporal, utiliza as reservas de gordura e conserva os carboidratos. O GH aumenta quase todos os aspectos da captação de aminoácidos e a síntese de proteínas pelas células e, ao mesmo tempo, reduz a quebra de proteínas. O GHRH é produzido no hipotálamo na hipófise anterior promove a produção do GH além do GH atuar diretamente nos tecidos, produz uma substância chamada de IGF1 (somatomedinas) são compostos proteicos produzidos no fígado e possuem atuação análoga a do GH. GH no fígado estimula produção de IGF1 GH e IGF1 atuam com feedback negativo pra produção de GHRH e aumenta a quantidade de somastostatina (que diminui GH). Promove o crescimento muscular, aumenta entrada de aminoácidos na célula, amenta a tradução do RNA (síntese proteica). Ou seja, diminui quebra e aumenta deposição. Efeitos do GH no metabolismo da gordura O GH causa a liberação de ácidos graxos do tecido adiposo, aumentando, assim, a sua concentração nos líquidos orgânicos. O GH aumenta a conversão dos ácidos graxos em acetil coenzima A (acetil-CoA) e sua subsequente utilização como fonte de energia. Sob a influência do GH, a gordura é utilizada como fonte de energia preferencialmente ao uso de carboidratos e proteínas. A capacidade do GH de promover a utilização de gordura, junto com seu efeito anabólico proteico, leva ao aumento da massa magra corporal. Sob a influência de quantidades excessivas de GH, a mobilização de gordura do tecido adiposo às vezes se torna tão acentuada, que grandes quantidades de ácido acetoacétido são formadas pelo fígado e liberadas nos líquidos orgânicos, dando origem, assim à cetose. Essa mobilização excessiva de gordura do tecido adiposo também provoca, frequentemente, a esteatose hepática. Efeitos do GH no metabolismo dos carboidratos Provoca a diminuição da captação de glicose pelos tecidos, como o musculoesquelético e o adiposo. Aumento da produção de glicose pelo fígado Aumento da secreção de insulina Cada uma dessas alterações resulta da “resistência insulínica” induzida pelo GH, que atenua as ações da insulina para estimular a captação e utilização de glicose pelos tecidos musculoesqueléticos e inibir a gliconeogênese pelo fígado; isso leva a um aumento da concentração de glicose no sangue e um aumento compensatório da secreção de insulina. Os efeitos do GH são chamados diabetogênicos e o excesso da secreção de GH pode produzir distúrbios metabólicos semelhantes aos encontrados na diabetes tipo II. O GH não causa crescimento em animais desprovidos de pâncreas; a atividade adequada de insulina e a disponibilidade de carboidratos são essenciais para ação do GH. Fisiologia II Turma 106 Letícia Iglesias Jejesky Efeitos do GH no crescimento cartilaginoso e ósseo Aumento da deposição de proteínas pelas células condrocíticas e osteogênicas que causam o crescimento ósseo. O aumento da taxa de reprodução dessas células. Um efeito específico de conversão de condrócitos em células osteogênicas, ocasionando a deposição de novos ossos. GH e o fator de crescimento semelhante à insulina (somatomedinas) O GH faz com que o fígado forme várias proteínas chamadas fatores de crescimento semelhante à insulina (IGF’s, também chamados de somatomedinas), que medeiam alguns dos efeitos do crescimento e metabólicos do GH. Crianças com deficiência de IGF1 não crescem normalmente, mesmo que tenham uma secreção normal ou até elevada de GH; é o caso dos povos pigmeus da África, que possuem incapacidade congênita de sintetizar IGF1. Regulação da secreção do hormônio do crescimento O GH é secretado em um padrão pulsátil, aumentando e diminuindo. Vários fatores relacionados ao estado de nutrição ou ao estresse de uma pessoa são conhecidos por estimular sua secreção: 1. Inanição (especialmente deficiência proteica grave); 2. Hipoglicemia ou baixa concentração de ácidos graxos no sangue; 3. Exercício e excitação; 4. Traumatismo; 5. Grelina (um hormônio secretado pelo estômago antes das refeições); O GH também aumenta durante as primeiras 2 horas do sono profundo. Inibição da produção de GH Idade avançada; obesidade; hiperglicemia; aumento de ácidos graxos livros no sangue; estímulo da somatostatina. Tumores hipersecretantes de GH 1. Gigantismo: acomete os pacientes antes da puberdade. Fisiologia II Turma 106 Letícia Iglesias Jejesky 2. Acromegalia: paciente não possui mais cartilagem de crescimento, mas há crescimento de orelhas, nariz, mandíbula, testa. Geralmente esses pacientes o número de sapato, o que não é normal na vida adulta. Adulto exposto a excesso de GH ganho de massa magra, diabetes, esteatose hepática, complicações cardíacas, quebra de gordura; contudo, não há crescimento igual acontece com a criança, pois as placas metafisárias já estão fechadas; algumas regiões ainda podem crescer (nariz, orelha, área da mandíbula, partes moles das mãos e dos pés). ACROMEGALIA na vida adulta Deficiência de GH na vida adulta ganho de gordura, perda de massa magra, obesidade, fraturas ósseas, perda dentária. Deficiência de GH na infância nanismo ou baixa de crescimento Pan-hipopituitarismo devido a Síndrome de Sheehan Foi observado que em mulheres no parto que tiveram hemorragia maciça e, consequentemente, houve uma hipovolemia que ocasionou a isquemia da hipófise. Como consequência disso, o pan- hipopituitarismo foi desenvolvido. Era muito fácil de identificar devido à incapacidade de produção de leite. Fisiologia das adrenais/suprarrenais Adrenal: visão geral São glândulas endócrinas localizadas nos polos superiores dos rins; É comporta por uma região cortical periférica e uma região medular central; O córtex sintetiza os hormônios corticosteroides (mineralocorticoides, glicocorticoides e andrógenos) a partir do colesterol esteroide e os secreta. A medula é funcionalmente relacionada ao sistema nervoso simpático. Sintetiza hormônios epinefrina e norepinefrina (catecolaminas) em resposta ao estímulo simpático. Zonas do córtex adrenal 1. Zona glomerular (glomerulosa): possui células que são as únicas na glândula adrenal capazes de secretar uma quantidade significativa de aldosterona porque contem a enzima aldosterona sintase. A secreção dessas células é controlada principalmente pelas concentrações de angiotensina II e de potássio no liquido extracelular, e ambos estimulam a secreção de aldosterona. 2. Zona fasciculada: é a maior zona de todas, secreta os glicocorticoides cortisol e corticosterona, bem como pequenas quantidades de androgênios e de estrogênios adrenais. A secreção dessas células é controlada pelo eixo hipotalâmico- hipofisário por meio do ACTH. 3. Zona reticular: secreta os androgênios adrenais, bem como pequenas quantidades de estrogênios e alguns glicocorticoides. Fisiologia II Turma 106 Letícia Iglesias Jejesky Corticosteróides: características gerais Secretados pelo córtex adrenal; Os dois principais tipos de hormônios adrenocorticais são os mineralocorticoides e os glicocorticoides; Os mineralocorticoides atuam sobre os eletrólitos (minerais – como sódio e potássio) dos líquidos extracelulares. A aldosterona é o principal mineralocorticoide; Os glicocorticoides têm este nome por exercerem efeitos que aumentam a concentração sanguínea de glicose (metabolismo dos carboidratos) e também no metabolismo proteico e lipídico. O cortisol é o principal glicocorticoide. Hormônios androgênicos são secretados em pequena quantidade e possuem efeitos masculinizantes semelhantes à testosterona. Matéria prima para a síntese dos hormônios adrenocorticais:esses hormônios são esteroides sintetizados a partir do colesterol sendo 80% vindo das LDL e o restante, do acetato. A partir do colesterol, cada célula da zona do córtex sintetiza o seu hormônio, entretanto, todos os tipos de hormônios adrenocorticais vão passar pela etapa da pregnenolona. A partir da pregnenolona, as reações químicas ocorrem para, ao fim, o hormônio ser sintetizado. Mineralocorticoides Sem os mineralocorticoides a concentração de potássio no líquido extracelular aumenta acentuadamente, o sódio e o cloreto são eliminados do organismo, e os volumes totais de líquido extracelular e do sangue tornam-se muito reduzidos. O débito cardíaco rapidamente diminui, progredindo para um estado de choque, seguido de morte. Aldosterona É o principal mineralocorticoide secretado pelas adrenais. O cortisol, um glicocorticoide, contribui significativamente para a atividade mineralocorticoide. O cortisol pode se ligar a receptores mineralocorticoides com alta afinidade. No entanto, nas células renais a enzima 11B- HSD2 evita que o cortisol ative os receptores mineralocorticoides. A ação da enzima 11B-HSD2 consiste em converter o cortisol em cortisona, impedindo a ligação com os receptores mineralocorticoides. Sem essa enzima, o cortisol tem efeitos mineralocorticoides substanciais, gerando as mesmas patologias em pacientes com excesso de aldosterona, mesmo com baixos níveis de aldosterona no plasma. Ou seja, em situações normais, o cortisol NÃO exerce efeitos mineralocorticoides significativos. Mas por quê? Porque a enzima 11B-HSD2, presente no epitélio renal converte o cortisol em cortisona e esta, não se liga novamente aos receptores mineralocorticoides como o cortisol. Exemplo1: pacientes com deficiência dessa enzima – síndrome do excesso aparente de mineralocorticoide. Exemplo2: Ingestão de grande quantidade de alcaçuz que contem ácido glicirretinico – bloqueia a enzima 11B-HSD2. Fisiologia II Turma 106 Letícia Iglesias Jejesky Mecanismo celular de ação da aldosterona 1º. Por causa da lipossolubilidade da membrana celular, a aldosterona se difunde facilmente para o interior das células epiteliais tubulares; 2º. No citoplasma, aldosterona combina-se com os receptores mineralocorticoides (RM). 3º. O complexo aldosterona-receptor ou um produto desse complexo se difunde no núcleo, onde induz a formação de RNAm relacionados ao transporte de sódio e potássio. 4º. O RNAm vai até o citoplasma e age com os ribossomos para a síntese de proteínas que irão ser essenciais para a difusão de íons sódio do lúmen tubular para o interior da célula e a difusão do potássio do interior da célula para o lúmen tubular. Regulação da secreção de aldosterona Interligada à regulação das concentrações de eletrólitos no líquido extracelular, volume do líquido extracelular, volume sanguíneo, pressão arterial e muitos aspectos especiais da função renal. Os seguintes fatores são conhecidos por regular a secreção da aldosterona: 1. O aumento da concentração de potássio no líquido extracelular aumenta muito a secreção de aldosterona. 2. O aumento da concentração da angiotensina II aumenta muito a secreção de aldosterona. 3. O aumento da concentração de íons sódio reduz pouco a secreção de aldosterona. 4. O aumento do peptídeo atrial natriurético (PAN), um hormônio secretado pelo coração quando as células dos átrios cardíacos são alongadas, diminui a secreção de aldosterona. 5. O ACTH, formado na adeno-hipófise, é necessário para a secreção de aldosterona, mas tem um pequeno efeito no controle da secreção. Desses fatores, a concentração de íons potássio e a angiotensina II são os mais potente na regulação da secreção de aldosterona. Em situação de hiponatremia (baixo sódio), geralmente há redução do volume sanguíneo e eventual hipotensão (basta pensar que onde tem sódio, tem água, tendo água, não há redução do volume) no rim há percepção da queda da pressão arterial há estimulo da secreção e produção da aldosterona aldosterona vai atuar na reabsorção renal de sódio e excreção de potássio. Angiotensina II aumentada estimula a secreção de aldosterona Alta concentração de potássio estimula a secreção de aldosterona Excesso de aldosterona muito sódio, baixo potássio. Acontece queda de pressão há percepção disso pelo aparelho justaglomerular produção de renina angiotensina I atuação da ECA converte angiotensina I em angiotensina II atua na zona glomerulosa e estimula produção de aldosterona. Fisiologia II Turma 106 Letícia Iglesias Jejesky Efeitos da aldosterona Aumenta a reabsorção de sódio e secreção de potássio (Na conservado no líquido extracelular e K+ excretado na urina); ATENÇÃO! O aumento da absorção de sódio pelos túbulos renais causa também a absorção osmótica simultânea de agua. Sendo assim, a concentração de sódio aumenta pouco. Aumento do volume do líquido extracelular e da pressão arterial; O aumento da pressão arterial leva à natriurese – eliminação de sódio e água pela urina (hormônio natriurético atrial). ATENÇÃO! Apesar do excesso de aldosterona, o débito renal de sal e água é equilibrado – o que é denominado ESCAPE DE ALDOSTERONA – neste momento, há o balanço entre a ingesta e a eliminação de sal e água apesar dos níveis altos de aldosterona, mas o indivíduo fica hipertenso enquanto durarem estes níveis altos. Estimula o transporte de sódio e potássio nas glândulas sudoríparas e salivares e nos enterócitos. ATENÇÃO! O efeito sobre as glândulas sudoríparas é importante para a conservação do sal corporal em ambientes quentes onde se perde muito suor e o efeito nas glândulas salivares é importante para conservar o sal quando se perde muita saliva. No intestino, evita a perda de sal nas fezes. Com a falta de aldosterona – perda de sal e água – ocorre a diarreia – maior perda de sal e água. A aldosterona faz com que o potássio secretado nos túbulos em troca da reabsorção de sódio, como também provoca a secreção de íons hidrogênio. Isso diminui a concentração de H+, causando a alcalose metabólica. Hiperaldosteronismo primário ou síndrome de Conn Resulta de um pequeno tumor (adenoma) das células da zona glomerulosa com aumento de secreção de aldosterona; Hipocalemia, alcalose metabólica, ligeira redução do volume de LEC e do sangue, aumento pequeno na concentração de sódio e, quase sempre, hipertensão. Períodos ocasionais de paralisia muscular (hipocalemia); Aumento de aldosterona, aumento do LEC e da PA – feedback negativo da secreção de renina; Opções terapêuticas: cirurgia ou bloqueador do receptor de aldosterona (espirtonolactona). Hipoaldosteronismo Lesão nas adrenais que reduz a secreção de aldosterona, permitindo a secreção de sódio, cloreto e água na urina. Hipovolemia, hipotensão, acidose (pois não há secreção de H+), hiperpotassemia (hipercalemia), hiponatremia. Concentração de hemácias aumenta, o débito cardíaco e a pressão arterial diminuem. Paciente não tratado morre entre 4 dias e duas semanas. Fisiologia II Turma 106 Letícia Iglesias Jejesky Glicocorticóides Cortisol É um hormônio secretado principalmente pela zona fasciculada da glândula adrenal em resposta ao ACTH (secretado pela hipófise). Existem vários tipos de glicocorticoides sintéticos que são muito importantes na área médica. Funções do cortisol Efeitos anti-inflamatórios Resistência ao estresse (estresse psicológico e físico) Metabolismo dos carboidratos Metabolismo dos lipídeos Metabolismo das proteínas Um dos principais objetivos do cortisol no metabolismo é fazer a gliconeogênese, ou seja, produzir glicose a partir de compostos não glicídicos.Cortisol e o metabolismo dos carboidratos Estresse foi captado hormônios de liberação do hipotálamo ACTH vindo da hipófise liberação de cortisol nas glândulas adrenais O cortisol atua aumentando a gliconeogênese que vai acontecer no fígado; isso ocorre por meio da indução da transcrição de RNAm que formará enzimas que aumentam a gliconeogênese e da mobilização de aminoácidos extra-hepáticos. Ou seja, além da transcrição do RNAm há a quebra de proteínas extra-hepáticas, fazendo com que essas proteínas alcancem o plasma sanguíneo e cheguem até o fígado para realizar a gliconeogênese. Apesar de o cortisol induzir o aumento na produção de glicose, ele também causa a diminuição da utilização dessa glicose ao causar certa resistência à entrada desses compostos no meio intracelular, exceto no fígado. Acredita-se que isso acontece por meio da redução da oxidação de NADH em NAD+, reduzindo esse processo há a diminuição da glicólise, pois é necessária a formação de NAD+ para que ocorra a glicólise. Juntando esses dois efeitos já citados (gliconeogênese e a redução da utilização da glicose), conclui-se que há aumento da glicose sanguínea. GLICONEOGÊNESE + USO DE GLICOSE = DA GLICOSE NO SANGUE (GLICEMIA) Esse efeito é conhecido como efeito diabetogênico do cortisol. Com o aumento da glicose, há a liberação de insulina na tentativa de internalizar essa glicose nos tecidos. Em condições normais, essa insulina reduz a glicemia ao permitir que as células captem a glicose. Porém, em situações de hiperglicemia ocasionada pelo cortisol, até acontece produção de insulina, mas o cortisol impede a ação da insulina, inviabilizando a captação da glicose. Isso acontece em níveis muito altos de cortisol, ele reduz a sensibilidade das células musculares e adiposas à insulina. Quais as justificativas pra isso ocorrer? Aumento do ácido graxo ou o efeito do cortisol no GLUT4. Glicocorticoides (cortisol) agindo na quebra de lipídeos alta concentração de ácidos graxos e glicerol com esse aumento, esse ácido graxo prejudica a ação da insulina. Se os níveos de cortisol estão altos, os transportadores celulares de glicose (GLUT4), que funcionam a base de insulina, são prejudicados. Cortisol e o metabolismo das proteínas Não se pode esquecer que o grande objetivo é a gliconeogênese. Ou seja, para transformar a proteína em glicose eu preciso quebrar a molécula de proteína, quebrando essa proteína eu tenho diversos aminoácidos. Por isso, o cortisol é chamado de hormônio proteolítico, ele faz o catabolismo das proteínas. A grande reserva proteica do corpo são os músculos, o cortisol age quebrando as moléculas de proteína desse tecido. Fisiologia II Turma 106 Letícia Iglesias Jejesky Com a quebra das proteínas, a quantidade de aminoácidos sanguíneos (vindos do músculo) aumenta assim como as concentrações plasmáticas (produzidas pelo fígado) e hepáticas de proteína (ou seja, o fígado continua fazendo anabolismo sintetizando proteínas). O cortisol reduz os depósitos de proteínas celulares. Em altas concentrações de cortisol, o músculo fica tão debilitado que o paciente agacha e não consegue levantar. Cortisol e metabolismo dos lipídeos O cortisol aumenta a oxidação dos ácidos graxos para produzir energia, ou seja, quebra as moléculas de gordura. Há aumento de ácidos graxos no plasma que foram mobilizados do tecido adiposo que também sofrerão oxidação na célula para gerar energia e poupar a glicose. Esse mecanismo não é totalmente compreendido, e uma parte desse efeito pode ser devido ao menor transporte de glicose para as células adiposas. Vamos lembrar que quem está recebendo glicose é o fígado, enquanto as outras células estão sendo catabolizadas e não estão recebendo glicose. Se a minha célula adiposa não recebe glicose pra produzir energia, o que ela faz? Quebra/oxida o ácido graxo para produzir energia. Cortisol por Aminoácidos sanguíneos Catabolismo de células extra-hepáticas Concentraçõe s plasmáticas e hepáticas de proteínas por Transporte de aminoácidos para os hepatócitos Produção de enzimas hepáticas necessárias à síntese proteica. Aumenta Cortisol Reduz Depósitos de proteínas celulares, exceto fígado por Redução da síntese proteica Aumento do catabolismo em células extra- hepáticas Cortisol Aumenta Ácidos graxos livres no plasma Oxidação dos ácidos graxos nas células Metabolização do tecido adiposo Geração de energia por Fisiologia II Turma 106 Letícia Iglesias Jejesky Obesidade por excesso de cortisol Pacientes que apresentam um excesso de cortisol possuem uma obesidade diferenciada que pode resultar do estímulo excessivo à ingestão de alimentos, sendo a gordura alocada mais rapidamente em uns tecidos do que em outros. Sinais clínicos: giba de búfalo, face em lua cheia, estrias, a fragilidade da pele, a alteração de pigmentação, osteoporose, etc. Aumento de cortisol paciente come muito e há depósito de gordura em certos locais. Cortisol e sua ação anti-inflamatória Considerado o mais potente anti- inflamatório. Age bloqueando os estágios iniciais do processo inflamatório e acelera a resolução do processo inflamatório. Mas como isso ocorre? A princípio, é importante lembrar que a inflamação gera dor, calor, rubor e edema. Na primeira fase do processo inflamatório, o cortisol age estabilizando a membrana dos lisossomos (organela que tem enzimas proteolíticas que se junta a vesícula que foi endocitada que quebra material endocitado). Quando ocorre a estabilização desses lisossomos, há diminuição da liberação de enzimas proteolíticas e, consequentemente, menos tecido destruído. Além disso, o cortisol reduz a permeabilidade dos capilares e, com isso, há redução da perda de liquido para o meio extracelular, o que diminui o edema. O cortisol reduz a liberação da interleucina I e, ao fazer isso, há redução da febre. O cortisol provoca a redução de formação da prostaglandina e leucotrieno ao bloquear a enzima fosfolipase A (que é essencial para a via biossintética da prostaglandina e do leucotrieno) o que reduz a migração de leucócitos e reduz a fagocitose das células lesadas. A redução da multiplicação dos linfócitos também é uma consequência da ação do cortisol e promove a diminuição das reações teciduais. Observação: o uso prolongado de corticoide pode provocar uma atrofia dos tecidos linfoides. Imunodepressão causa por muito uso de corticoides pode gerar infecção grave ou infecção oportunista. Resumindo, o cortisol provoca: Promove a gliconeogênese Hipertensão devido à glicemia alta Resistência insulínica Cataboliza proteínas Degradação de proteínas do m. esquelético. Lipólise Diminuição da libido da testosterona no caso dos homens Inibe o sistema imune Alterações no humor (estresse) Via hipotálamo – hipófise – suprarrenal Estresse CRH ACTH CORTISOL Fisiologia II Turma 106 Letícia Iglesias Jejesky Padrão circadiano (ciclo circadiano) Há um pico de cortisol pela manhã e ao fim do dia a quantidade liberada de cortisol decresce. Ou seja, há níveis diferentes de cortisol durante o dia. Todas as vezes que formos analisar a dosagem de cortisol é preciso considerar o horário que o exame foi colhido. IMPORTANTE! O ACTH é o principal controlador da secreção de cortisol. O cortisol tem efeitos de feedback negativo direto sobre: 1. Hipotálamo, para diminuir a formação de CRH; 2. Adenohipófise, para diminuir a formação de ACTH. Resumindo: sempre que a concentração de cortisol torna-se elevada, os processos de feedbackautomaticamente reduzem o ACTH para um nível de controle normal. Como o cortisol exerce seu efeito junto ao seu receptor? O cortisol atravessa a membrana plasmática se liga ao receptor receptor não consegue se ligar ao núcleo cortisol se solta do receptor entra no núcleo para promover a transcrição do RNAm e a síntese de proteínas. O receptor do ACTH fica na membrana da célula adrenal, ativando a adenilciclase que forma AMPc (segundo mensageiro). O AMPc deve ser formado antes para ativar as enzimas que formam o cortisol. Ou seja, não é o ACTH que causa diretamente a ativação das enzimas, há o AMPc como segundo mensageiro. Dentre as enzimas, a proteinocinase A é uma das mais importantes, pois ela inicia o colesterol na pregnenolona. A partir da pregnenolona várias reações químicas acontecem (como já foi dito anteriormente). O glicocorticoide e sua afinidade pelos receptores de mineralocorticoides (RAM) A afinidade entre o glicocorticoide e os RAM faz com que o excesso desses hormônios causem a retenção de sódio e água, ocasionando o inchaço, a hipertensão, a hiperglicemia. IMPORTANTE! A administração exógena de glicocorticoides tem um efeito de retroalimentação negativa na adenohipófise e pode interromper a produção de ACTH. Sem a estimulação do ACTH, as células da glândula suprarrenal que produzem cortisol atrofiam. Por essa razão, é essencial que os pacientes que tomam esteroides diminuam as suas doses gradualmente, dando à hipófise e à glândula suprarrenal uma chance de se recuperarem, em vez de interromper o tratamento abruptamente. Fisiologia II Turma 106 Letícia Iglesias Jejesky Síndrome de Cushing ou Hipercortisolismo É um quadro de excesso de cortisol no corpo que pode ocorrer devido a hormônios secretados por tumores ou pela administração exógena do hormônio. Excesso de gliconeogênese causa hiperglicemia, que imita o diabetes. A degradação de proteínas musculares e a lipólise causam perda de tecido. O excesso de cortisol deposita gordura extra no tronco e na face, talvez em parte devido ao aumento do apetite e da ingestão alimentar. A aparência clássica dos pacientes com hipercortisolismo é braços e pernas finos, obesidade no tronco e uma “face de lua cheia”. Os efeitos no SNC do excesso de cortisol incluem euforia inicial, seguida de depressão, bem como comprometimento da aprendizagem e da memória. Causas da Síndrome de Cushing 1. Tumor na suprarrenal que secreta o cortisol de modo autônomo 2. Tumor na hipófise que secreta ACTH em excesso 3. O hipercortisolismo iatrogênico (“causado pelo médico”) Doença de Addison ou Hipocortisolismo É a hipossecreção de todos os hormônios esteroides suprarrenais, geralmente é um quadro resultante da secreção autoimune do córtex da glândula suprarrenal. Nesse caso, o ACTH estará elevado, pois não há feedback (já que o hormônio não esta sendo produzido). Efeitos do cortisol no sistema digestivo Redução do muco gástrico ao bloquear a enzima fosfolipase A, impedindo a produção eficiente de prostaglandina (que está envolvida na produção do muco). Tal situação vai gerar úlceras. Glicocorticoides suprarrenais O córtex da glândula suprarrenal secreta glicocorticoides, esteroides sexuais e aldosterona. A secreção de cortisol é controlada pelo CRH hipotalâmico e pelo ACTH da hipófise. O cortisol é o sinal de retroalimentação. O cortisol é um típico hormônio esteroide na sua síntese, secreção, transporte e ação. O cortisol é catabólico e essencial à vida. Ele promove gliconeogênese, quebra de proteínas musculares esqueléticas e tecido adiposo, excreção de Ca2+ e supressão do sistema imune. O hipercortisolismo ou síndrome de Cushing geralmente resulta de um tumor ou da administração terapêutica do hormônio. A doença de Addison é uma hipossecreção de todos os hormônios esteroides suprarrenais. Fisiologia II Turma 106 Letícia Iglesias Jejesky Hormônio do crescimento (GH) Aldosterona Origem Córtex da glândula suprarrenal Natureza química Esteroide Biossíntese Sintetizada conforme a demanda Transporte na circulação 50-70% ligado a proteínas plasmáticas Meia-vida 15 minutos Fatores que afetam a liberação Queda da pressão arterial (via renina) Aumento de K+ (hipercalemia) Peptídeos natriuréticos inibem sua liberação Células-alvo Ducto coletor renal – células principais Receptor Receptor citosólico para mineralocorticoides (MR) Ação tecidual Aumenta a reabsorção de Na+ e a secreção de K+ Ação no nível celular/molecular Estimula a síntese de novos canais iônicos e bombas (Na+K+ATPase); aumento da atividade dos canais e bombas existentes. Origem Adenohipófise Biossíntese Típica de peptídeos Transporte na circulação Metade está dissolvida no plasma e a outra metade está ligada a uma proteína ligadora cuja estrutura é idêntica à do receptor de GH. Meia-vida 18 minutos Fatores que afetam a liberação Ritmo circadiano de secreção tônica; influenciada por nutrientes circulantes, pelo estresse e por outros hormônios em um padrão complexo. Via de controle GHRH, somatostatina (hipotálamo); hormônio do crescimento (adenohipófise). Células-alvo Trófico no fígado para a produção de fatores de crescimento semelhantes a insulina; também atua diretamente em muitas células. Receptor-alvo Receptor de membrana com atividade tirosina-cinase Resposta corporal ou tecidual (com IGFs) Crescimento dos ossos e das cartilagens, crescimento dos tecidos moles, aumento da concentração plasmática de glicose. Ação em nível celular Receptor ligado a cinases que fosforilam proteínas para iniciar transcrição. Fisiologia II Turma 106 Letícia Iglesias Jejesky Cortisol Origem Córtex da glândula suprarrenal Natureza química Esteroide Biossíntese A partir do colesterol; sintetizado conforme a demanda; não é armazenado. Transporte na circulação Com uma globulina ligadora de corticosteroides (sintetizada no fígado). Meia-vida 60-90 minutos Fatores que afetam a liberação Ritmo circadiano de secreção tônica; estresse aumenta a liberação. Via de controle CRH (hipotálamo) ACTH (adenohipófise) cortisol (córtex da glândula suprarrenal) Células-alvo A maioria dos tecidos Receptor-alvo Intracelular Resposta corporal ou tecidual Aumento da concentração de glicose plasmática; diminuição da atividade imune; permissivo ao glucagon e às catecolaminas. Ação em nível celular Aumento da gliconeogênese e glicogenólise; aumento do catabolismo proteico. Bloqueia a produção de citocinas pelas células imunes. Ação em nível molecular Inicia a transcrição, a tradução e a síntese de novas proteínas. Regulação por retroalimentação Retroalimentação negativa para a adenohipófise e o hipotálamo.
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