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Estudo dirigido 1: Hormônios – Sistema Endócrino. Lidyane Magalhães Oliveira 1) Assim que uma substância com ações biológicas acaba de ser descoberta dá-se o nome de fator, quais são as principais características funcionais a ela atribuída para que possamos denominá-la de hormônio? RESPOSTA: Os hormônios são substâncias químicas mensageiras e/ou efetoras que possuem diversas funções na regulação e desenvolvimento do organismo. Podem ou não ser armazenados em glândulas, e sua ação efetiva depende de receptores específicos nas células alvo. 2) Quais são as propriedades físico-químicas que classificam os hormônios? Diferencie as ações hormônios protéicos de hormônios esteroidais. RESPOSTA: Os hormônios são substâncias químicas que podem ser compostas por proteínas, peptídeos, aminas e derivados do colesterol como os esteróides. A primeira diferença entre os hormônios proteicos e os esteroidais é o armazenamento e transporte. Os hormônios proteicos são armazenados em glândulas e transportados livres na circulação sanguínea, já os esteroidais não são armazenados e são transportados ligados a proteínas plasmáticas. No que diz respeito a ação desses dois tipos, temos: Proteicos: costumam exercer seus efeitos, pela alteração da permeabilidade da membrana, ou pela ativação de enzimas, a adenilciclase e a guanilciclase produzindo AMPc e GMPc respectivamente, conhecidos como “segundos mensageiros” e que têm suas concentrações aumentadas no interior da célula em resposta ao hormônio primário, regulando e modificando a velocidade de transcrição de genes específicos. Esses hormônios possuem seu tempo de ação bastante rápido, levando segundos ou minutos para fazer efeito. Esteroidais: nesse caso, os hormônios atravessam a membrana plasmática e o citosol até chegar ao núcleo, pois seus receptores estão dentro da célula. A interação hormônio-receptor altera diretamente a transcrição de genes específicos, portanto, esse mecanismo de ação é mais demorado que o anterior, podendo levar horas e em alguns casos até dias, pois requer tempo para síntese de RNAm no núcleo e a subsequente síntese de proteínas nos ribossomos. 3) Explique como agem os hormônios secretados pela glândula tireóide. RESPOSTA: Os hormônios tireoideanos possuem seus receptores no núcleo celular, assim eles atravessam a membrana plasmática e se ligam aos receptores agindo diretamente na transcrição de genes específicos, podendo aumentar ou diminuir a expressão desses genes. Essa ação irá desencadear uma série de respostas fisiológicas como por exemplo, regulação da temperatura corporal, crescimento e desenvolvimento do organismo, regulação do gasto energético, entre outras. 4) Onde estão localizados os receptores para o estradiol? RESPOSTA: O estradiol é um hormônio lipofílico derivado do colesterol, esse hormônio por ser lipossolúvel consegue penetrar a membrana plasmática sem presença de receptores acoplados a essa membrana, portanto seus receptores estão localizados no interior das células, especificamente no núcleo celular. 5) Como ocorre a síntese das catecolaminas? Em qual compartimento celular? RESPOSTA: as catecolaminas são derivadas da tirosina. A tirosina sobre a ação de uma enzima chamada tirosina hidroxilase e se transforma em Dihidroxifenilalanina, essa por sua vez sofre a ação da enzima chamada DOPA-descarboxilase que a transforma em Dopamina e parte fica armazenada em vesículas. Outra parte da Dopamina produzida será transformada em Noradrenalina pela ação da enzima dopamina beta-hidroxilase, parte da Noradrenalina também ficará armazenada em vesículas e parte sofre ação da enzima feniletanolamina-N-metiltransferase, e se transforma em Adrenalina. A síntese das catecolaminas Dopamina e Noradrenalina, ocorrem no neurônio pós-ganglionar, no citoplasma da célula. Já no caso da Adrenalina a síntese ocorre na medula da adrenal, mas também no citoplasma celular. 6) Dê exemplos de hormônios proteicos. Onde se localizam os receptores dos hormônios proteicos? RESPOSTA: Alguns exemplos de hormônios proteicos são; insulina, ocitocina, glucagon, vasopressina, LH, FSH, TSH, somatostatina, calcitonina. Os receptores desses hormônios estão localizados na membrana plasmática das células. 7) Como estão as concentrações de LH e FSH de mulheres que fazem uso de anticoncepcionais orais à base de estrógenos e/ou progesterona? Explique com base nos mecanismos de regulação da secreção hormonal. RESPOSTA: Em mulheres que fazem o uso de anticoncepcionais a base de estrogênio e progesterona, a concentração de LH e FSH estão baixas, pois a presença constante de estrogênio inibe por retroalimentação negativa a secreção de FSH, que é o hormônio responsável pelo crescimento dos folículos ovarianos. Da mesma forma, por retroalimentação negativa a alta concentração de progesterona inibe a secreção de LH, que é o hormônio responsável pelo rompimento dos folículos. 8) Descreva e explique sucintamente como se comportam os hormônios tireoidianos (T4/T3) em relação a estes parâmetros. RESPOSTA: Os hormônios T3 e T4 são produzidos na própria glândula tireóide estimulados pelo hormônio TSH, e sua liberação é regulada pelo hipotálamo e hipófise. Esses hormônios são transportados acoplados a proteínas plasmáticas e possuem seus receptores no núcleo celular, assim sua ação é diretamente na transcrição dos genes, aumentando ou diminuindo a expressão de genes específicos. O T3 e T4 agem na regulação da temperatura corporal, regulação dos batimentos cardíacos, metabolismo de gorduras, carboidratos e proteínas, regulação do ciclo menstrual, entre diversas outras funções. 9) Defina e cite exemplos de ritmos circadianos, ultradianos e infradianos de secreção hormonal. Qual a vantagem de um hormônio e/ou neurotransmissor ser secretado de maneira pulsátil (ou ultradiana)? RESPOSTA: O ritmo circadiano é controlado pelo hipotálamo a partir da interpretação de sinais de luz (dia/noite) e que vai regular a produção de hormônios que vão agir durante o período de 24 horas. Um exemplo de hormônios que fazem parte desse ciclo é a Melatonina, que em resposta a escuridão tem seus níveis aumentados para preparar o corpo para dormir, e outro exemplo é o Cortisol, que em resposta a claridade tem seus níveis aumentados para deixar o corpo em alerta e aumentar a vigília para as atividades durante o dia. O ritmo infradiano é aquele no qual as atividades hormonais possuem maior tempo de ação, excedendo 24 horas e podendo durar vários dias, como por exemplo o ciclo menstrual nas mulheres e os períodos de hibernação de algunsanimais. O ritmo ultradiano é aquele no qual as atividades hormonais possuem menor tempo de ação, sendo ciclos que se repetem mais de uma vez em menos de 24 horas. Um exemplo desse ciclo é a regulação da fome pelos hormônios leptina e grelina, ou a regulação dos batimentos cardíacos pela ação das catecolaminas, entre outros. Uma das vantagens do ciclo ultradiano é que a partir dele torna-se mais fácil perceber alterações fisiológicas no nosso organismo, e assim perceber se está tudo funcionando bem ou não. 10) Defina os mecanismos de retroalimentação negativa e positiva em fisiologia endócrina. Diferencie retroalimentação de resposta fisiológica de retroalimentação de eixo endócrino. Cite um exemplo para cada mecanismo. RESPOSTA: Retroalimentação positiva - ocorre quando a própria resposta fisiológica a um estímulo, influencia a continuidade dessa resposta até que o estímulo seja cessado. Um exemplo de retroalimentação positiva é a contração uterina na hora do parto, que é gerado pela liberação do hormônio ocitocina, e a própria resposta (contração) influencia a liberação de mais ocitocina, que irá estimular novamente a contração, e esse ciclo continua até o nascimento do bebê. Retroalimentação negativa - neste caso o estímulo que deu origem a uma resposta fisiológica é inibido pela própria resposta. A retroalimentação 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 (raramente podem inibir) a produção e a secreção de hormônios tróficos da glândula hipófise, configurando o segundo nível. Os hormônios tróficos estimulam a produção e secreção de hormônios das glândulas endócrinas periféricas, configurando o terceiro nível. Já no caso da retroalimentação de resposta fisiológica, a secreção de um hormônio é estimulada ou inibida por uma mudança no nível de um parâmetro extracelular específico, ou seja os níveis hormonais alterados levam a mudanças na fisiologia dos órgãos-alvo que regulam diretamente o parâmetro em questão e essa mudança no parâmetro inibe a secreção adicional do hormônio. 11) A síndrome da interrupção da haste hipofisária (descrita em detalhes no Journal of Neuroendocrinology, 2017, 29, 10.1111/jne.12451) é um defeito congênito raro onde ocorre deficiência na secreção dos hormônios hipofisários. A extensão desta deficiência dependerá do conjunto de genes afetados, os quais são responsáveis pelo desenvolvimento do hipotálamo e da hipófise. O fenótipo no período neonatal inclui micropênis, criptorquismo, hipoglicemia e icterícia. Na infância observa-se retardo no crescimento e, em mais da metade dos casos, a altura e o peso estão abaixo do terceiro percentil, com idade óssea atrasada. A puberdade é ausente na maioria dos meninos e, nas meninas, com frequência ocorre um desenvolvimento não favorável dos caracteres sexuais femininos. Considerando a importância da conexão hipotálamo – hipófise para a secreção dos hormônios hipofisários, como estariam as concentrações dos hormônios hipofisários no sangue? RESPOSTA: Uma vez que que a conexão hipotálamo-hipófise é essencial para a secreção da quantidade correta dos hormônios no organismo, o mau funcionamento desse sistema leva a uma baixa produção e secreção desses hormônios, portanto a concentração dos hormônios hipofisários no sangue, em indivíduos que possuem essa doença, é mais baixa que os níveis padrões ideais para funcionamento do organismo. 12) O artigo: A novel variation in the AVP gene resulting in familial neurohypophyseal diabetes insipidus in a large Italian kindred, publicado na revista Pituitary (DOI 10.1007/s11102-012-0392-x) descreve os aspectos clínicos de pacientes que apresentam uma variação do gene AVP (arginina-vasopressina) resultando em produção inadequada de AVP. Nestes pacientes é instalado um tipo de diabetes chamado de diabetes insipidus familiar (FNDI, em inglês). A FNDI é uma desordem hereditária dominante autosomal, onde os portadores apresentam severa polidipsia e poliuria já na primeira infância. Um dos sujeitos afetados, indicados na tabela como V-1, foi admitido no hospital com 23 anos, apresentando intensa poliúria e polidipsia, sintomas observados desde sua primeira infância. Esses sintomas se exacerbaram durante a puberdade quando a diurese atingiu 12 L por dia . Ela não recebeu tratamento e ajustou-se aos sintomas fazendo a ingestão de muita água. A tabela abaixo mostra os resultados de osmololaridade, concentrações plasmáticas de sódio e de volume urinário em situações de privação de água e administração de ADH. Considerando o efeito do ADH sintético sobre os parâmetros acima, qual é a origem do diabetes insipidus na FNDI? RESPOSTA: A doença é causada por uma deficiência na produção do hormônio antidiurético (vassopresina/ADH) que interfere na absorção de água pelo organismo. 13.Por que o tratamento com ADH sintético foi capaz de exercer esse efeito? Explique o mecanismo de ação desse hormônio ao nível renal. RESPOSTA: O hormônio ADH é um hormônio de ação renal proporcionando maior absorção de água pelo organismo, dessa forma funciona como um antidiurético e mantém a osmolaridade normal no sangue. Esse hormônio atua nos túbulos distais e ductos coletores dos rins, e promove maior permeabilidade dessas estruturas e permitindo que maior quantidade de água seja reabsorvida. Assim o ADH garante a redução do volume de água perdido na urina. 14.Por que o tratamento com ADH sintético foi capaz de exercer esse efeito? Explique o mecanismo de ação desse hormônio sobre a concentração e diluição da urina RESPOSTA: O hormônio ADH é um hormônio de ação renal proporcionando maior absorção de água pelo organismo, dessa forma funciona como um antidiurético e mantém a osmolaridade normal no sangue. Esse hormônio atua nos túbulos distais e ductoscoletores dos rins, e promove maior permeabilidade dessas estruturas e permitindo que maior quantidade de água seja reabsorvida. Assim o ADH garante a redução do volume de água perdido na urina. 15. O gráfico abaixo apresenta o ganho médio de peso em 12 h de ninhadas de ratas lactantes que receberam injeção nos mamilos de anestésico local (xilocaína), injeção subcutânea de um agonista de receptor dopaminérgico (bromocriptina) ou nenhum tratamento (Controle). O que explica o menor ganho de peso nos grupos tratados com xilocaína e bromocriptina? RESPOSTA: No caso da xilocaína, por ser um anestésico que bloqueia o impulso nervoso da dor no cérebro, acaba por reduzir também a sensibilidade na região das mamas, assim as ratas tratadas com esse medicamento podem ter desenvolvido menor produção de leite e consequentemente menor ganho de peso. Já no outro caso, a bromocriptina tende a reduzir a secreção da prolactina, que é o hormônio responsável por aumentar a produção de leite após o parto, assim, na redução de secreção desse hormônio a produção de leite também sofre uma queda, resultando no menor ganho de peso.
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