Introdução ao sistema endócrino

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CONEXÃO NEUROENDÓCRINA
Junto ao sistema nervoso, o sistema endócrino desempenha a
coordenação das funções de vários órgãos corporais e estão
funcionalmente integrados. Essa conexão é frequentemente
estabelecida por meio do hipotálamo, mas não de forma
exclusiva.
Exemplos:
Reflexo de ejeção do leite
Estímulo nervoso: Presença do estímulo (presença do filhote
ou do ordenhador) que provoca a liberação de ocitocina.
Ovulação induzida
Estimulação sensorial das células sensoriais da parede
vaginal, provocando a liberação de hormônios (GnRH) para a
hipófise e por consequência a liberação de LH pela até o útero
e provoca a ovulação dentro de 12 a 24 horas).
Estresse
Aumento do cortisol por meio de um estímulo provocando
uma descarga de CRH no hipotálamo.
SNA → catecolamina
CRH
ACTH → Cortisol
Comparação entre os dois sistemas
Sistema nervoso Sistema endócrino
Principais
papéis
Coordenação da motilidade muscular
Regulação das glândulas exócrinas
Residência e coordenação do intelecto.
Regulador predominante da taxa e da qualidade das
reações metabólicas.
Resposta Ultra rápidas e bem localizadas. Lenta variando em minutos, horas, dias ou meses e éabrangente.
Conexão Diretas por redes de distribuição, entre um centro eas células de um órgão efetor.
Presente em todas as células corporais com
hormônios dissolvidos no líquido que as circunda.
Operação Sinais elétricos Mensageiros químicos reconhecidos por receptores
hormonais
Grau de
resposta
relacionado com a frequência dos pulsos e o número
de fibras nervosas
Dose do hormônio e ao tempo de exposição.
HORMÔNIO
Agentes químicos sintetizados por glândulas isoladas
especializadas (não em todos os casos), que usam o sangue
ou o líquido extracelular como meio de transporte para chegar
às células-alvo e estimular ou inibir tecidos específicos.
Terminologia
Feromônios
Substâncias produzidas por animais que agem
especificamente como estímulo por outros animais, com o
objetivo de desencadear alterações comportamentais.
São usados para encontrar um parceiro sexual durante o ciclo
estral.
Neurohormônios
São secretados por neurônio, entram na corrente sanguínea e
agem em órgãos distantes que não fazem parte do sistema
nervoso.
Ex: Ocitocina, hormônio antidiurético (ADH), vasopressina
Neurotransmissores
Substâncias químicas liberadas por terminações nervosas na
fenda sináptica, onde sofrem inativação sem ser liberada do
neurotransmissor para o sangue.
Ex: norepinefrina (Hormônio)
Reflexo neuroendócrino
Mecanismos em que o sistema nervoso e endócrino fazem
parte de uma cadeia que sincroniza interações entre dois
indivíduos.
Ex: Estimulação vaginal durante o coito (gata e coelha),
Regulação hormonal
Processo Exemplo
Parácrina
Os hormônios alcançam as células alvo por difusão
pelo líquido extracelular.
Célula -pancreática regulação do glucagonα
Autócrina
Retroalimentação de determinado hormônio por suas
próprias células excretoras.
Célula -pancreática na produção de insulinaβ
Exócrina Liberação para outro tecido
Endócrina Liberação pela glândula.
CLASSIFICAÇÃO
Quanto a função
Regulação do metabolismo energético
Hormônios liberados pelo Pâncreas, tireóide e adrenal →
● Insulina
● glucagon
● cortisol
● adrenalina/noradrenalina
● H. da tireóide (T3 e T4)
● H. do crescimento
Regulação do Metabolismo mineral
● H. da paratireoide
● Calcitonina
● Calcitriol
● Aldosterona
● PNA
Regulação do crescimento
● H. do crescimento
● H. da tireoide
● Insulina
● Estrogênio
● Androgênio
● Fatores do crescimento
Regulação da reprodução
● FSH ● Progesterona
● LH
● Estrogênio
● Androgênio
● Prolactina
● Ocitocina
Quanto a solubilidade
Lipossolúveis
Por serem lipossolúveis eles conseguem atravessar a
membrana celular, possuindo portanto ação intracelular.
Lipossolúveis
Por não conseguirem atravessar a membrana celular, se ligam
a receptores na membrana, possuindo portanto ação
extracelular.
Lipossolúvel Hidroinsolúvel
Esteróides
Lipofílico Hidrofóbicos
Lipoinsolúvel Hidrossolúvel
Peptideos
Lipofóbico Hidrofílico
SÍNTESE HORMONAL
Hormônios esteróides
➔ Hormônios adrenocorticais
- Glicocorticóides - Mineralocorticóides
➔ Hormônios sexuais
- Progesterona
- Andrógenos
- Estrógenos
Esteroidogênese
Todos são oriundos do colesterol, quando ele sofre ação
enzimática:
Colesterol
↙ → Ação enzimática
Pregnenolona → cortisol e aldosterona
Andrógeno (testosterona)
Progesterona ⬇
Dependendo do tipo
celular e da enzima
⬇
Estrogênio
➔ Locais onde ocorre:
- Córtex da supra-renal
- Gônadas
- Tecido adiposo, fígado, músculo
➔ É feito por enzimas específicas
➔ Reação unidirecional - Depois de transformada não volta
a ser o que era anteriormente
➔ São lipossolúveis e por isso atravessam a membrana
livremente, tanto na entrada quanto na saída, devido a
essa facilidade, sempre que ele é sintetizado ele
rapidamente é liberado, impedindo o seu armazenamento
Exemplos → Peptídicos: ocitocina, ADH, etc.
Hormônios protéicos/peptídicos
Hidrofílicos
Síntese - Transcrição gênica
1. Estimulação da célula produtora desse hormônio para
sintetizar uma proteína:
- Ativação do núcleo para a produção de um RNAm
(transcrição) – esse RNAm vai ao citoplasma e atua
na região do retículo endoplasmático rugoso para
que haja a junção dos aminoácidos (síntese de uma
proteína)
2. Síntese:
- No retículo, é sintetizado como pré-pró-hormônio e
no próprio retículo ele é fragmentado (antes era uma
grande molécula) para formar o pré-hormônio
- Esse pré hormônio vai para o complexo de Golgi,
onde é quebrada a porção do pré-hormônio, para
agora virar hormônio;
Esse hormônio pode ser uma proteína (mais de 100 a.a.), pode
ser um peptídeo (até 100 a.a.) ou pode ser um aminoácido,
que tem uma formação diferenciada.
Exemplos → Hormônio luteinizante (LH), hormônio
folículo-estimulante (FSH), ocitocina, vasopressina (ADH), etc
Núcleo → Ativação do núcleo
⬇
Produção de um RNAm
⬇
Retículo endoplasmático
rugoso
→ Junção dos aminoácidos
⬇
Síntese do pré-pró-hormônio → Fragmentação em
pré-hormônio
↙
Complexo de golgi
⬇
Quebra do pré-hormônio → Hormônio
⬇
Armazenamento
↙
Estímulo ou sensibilização → Exocitose
Hormônios relacionados a aminoácidos
São particularidades pois tem características lipídicas e
protéicas.
T3 e T4
São produzidos na tireóide
Não têm características proteicas e sim de hormônios
lipídicos.
São formados a partir do a.a. tirosina;
Norepinefrina e epinefrina
São produzidos na medula das suprarenais.
Não têm característica de esteróide e sim proteica.
Serotonina
É formada a partir do triptofano
É produzida principalmente no TGI: >95%
Participa na secreção dos sucos pancreáticos,
gastrointestinais e biliares, motilidade do TGI e a função de
neurotransmissor.
Melatonina
Também é formada a partir do triptofano
É produzida pela pineal
Tem influência direta na reprodução definindo a sazonalidade
reprodutiva além de ter influência no sono e humor.
PROPRIEDADES QUÍMICAS DOS HORMÔNIOS
Estrutura química e antigenicidade
De acordo com a complexidade e com o tamanho da estrutura
desse hormônio é definida sua antigenicidade:
Quanto maior e mais variado o hormônio for, ele tende a ter
uma maior complexidade e consequentemente ele vai ter
uma maior antigenicidade.
Exemplo: Um hormônio proteico, com vários aminoácidos
diferentes, vai ser muito mais antigênico do que um hormônio
que é maior, que é formado pela mesma sequência de
aminoácidos.
Administração inter-espécies
Pode-se definir se determinado hormônio pode ser
administrado de uma espécie para outra.
Estrutura química e vias de administração
Hormônio proteico ou peptídico → Deve ser feita de
forma injetável pois possui ligações peptídicas que são
facilmente degradadas pelo nosso trato digestivo, então esse
hormônio deixaria de ser hormônio quando passasse pelo
trato gastrointestinal,seria digerido.
T3 e T4 podem ser ingeridos oralmente pois não possuem
ligações peptídicas e é absorvido devido sua permeabilidade
dentro das membranas.
Hormônio esteróide → Podem ser administrados por via
oral
Estrutura química e estabilidade
Hormônios proteicos: Sensíveis à temperaturas altas
variações de temperatura.
Hormônios esteróides, T3 e T4: Resistentes à altas
temperaturas e variações.
Estrutura química e espécie animal
Hormônios peptídicos: Alteram-se com a espécie e
condição fisiológica;
Hormônios esteróides, T3 e T4: Não alteram-se com a
espécie e condição fisiológica;
Grupos hormonais
Grupo ACTH
Neste grupo temos o ACTH, β-lipotropina e o hormônio
estimulador de melanócito (MSH).
Todos esses hormônios são proteicos, originados de um
precursor único que é a pró-opiomelanocortina, uma grande
proteína que vai sendo quebrada para originar esses
hormônios.
Grupo das somatotropinomas
Neste grupo os hormônios são muito parecidos, fazendo com
que um hormônio possa assumir a função do outro.
Temos: GH, prolactina e o lactogênio placentário.
O GH e a prolactina são tão parecidos que o GH consegue
estimular a produção de leite, que é a função da prolactina.
Isso é chamado de sobreposição de funções.
Grupos dos hormônios glicoproteicos
Estrutura:
- É caracterizado pela presença de carboidrato
(açúcar) que serve para dar estabilidade e tornar-se
mais bioativo, ou seja, uma maior capacidade de
sensibilizar o receptor.
- Ácido siálico em sua grande maioria → Estabilidade
Temos: FSH, LH, TSH, hCG, eCG, etc
Todo hormônio glicoproteico tem duas subunidades, que são
sequências de aminoácidos onde uma vai ser igual para todos
e outra vai ser o que diferencia um hormônio de outro, são
elas:
Subunidade α: é igual para todos.
Subunidade β: é específica e o qu diferencia os hormônios.
eCG (Gonadotrofina Coriônica Equina)
O hormônio liberado pela placenta da égua na fase inicial da
gestação, tem função principalmente de FSH, que é o
hormônio que desenvolve os folículos.
Pode ser utilizado pela indústria da produção animal para
superovular esses indivíduos.
Nas éguas gestantes há um aumento desse hormônio no soro
Não é significativo na urina.
Meia vida longa → dias
hCG
O hCG é liberado pelas células embrionárias, ele tem a função
principalmente de LH, mas também de FSH.
Exemplo: Égua → fêmea independente de corpo lúteo
A gestação precisa da ação dupla do hCG:
- FSH→ Vai ajudar a égua a formar corpos lúteos
acessórios para produzir progesterona enquanto a
placenta não está ativa, para manter a gestação;
- LH → Vai ajudar na manutenção dos corpos lúteos
acessórios formados até que a placenta se
desenvolva.
Meia vida longa → +/- 11 horas
Aumento no sangue e urina de primatas gestantes
Grupo dos hormônios insulínicos
É formado por insulina, relaxina e IGF-1 e IGF-2
Insulina → Entrada de glicose na célula
IGF-1 e IGF-2 → São os fatores de crescimento semelhantes
à insulina e à relaxina, atuam na multiplicação e
desenvolvimento celular.
Relaxina → é produzida no corpo lúteo, placenta, etc. É um
hormônio diretamente ligado à reprodução, por que vai
promover o relaxamento da cérvix e ligamentos pélvicos, além
da degradação do colágeno.
Grupo da ocitocina
É formado por ocitocina e ADH (hormônio antidiurético
vasopressor).
Esses hormônios são extremamente parecidos, tendo como
diferença apenas dois aminoácidos, mas suas funções são
muito diferentes.
Ocitocina→ Atua na contração muscular, na pré-ejeção do
leite, na expulsão do feto.
ADH → atua na osmolaridade sanguínea.
Grupo dos hormônios esteróides
Hormônios esteróides gonadais → estrogênio, esteróides,
testosterona, progesterona;
Suprarrenais → Cortisol, glicocorticóides e aldosterona
Calcitriol → Hormônio esteróide não oriundo do colesterol,
ele é oriundo da vitamina D.
TRANSPORTE DOS HORMÔNIOS NO SANGUE
Hormônios protéicos/peptídicos (lipoinsolúveis)
Por serem hidrofílicos são transportados dissolvidos no
plasma sanguíneo.
Hormônios esteróides e da tireoide (lipossolúveis)
Por serem lipofílicos são transportados ligados a proteínas no
plasma sanguíneo.
Sua fração ativa não ligada é +/- 1%, os livres são os que se
localizam próximo a célula-alvo, onde ele se dissocia da
proteína para agir nela.
Proteínas plasmáticas de ligação
Proteínas que ligam aos hormônios para que o seu transporte
possa ser feito.
Transcortina → Alta afinidade por hormônio específico
Albumina → Baixa afinidade, porém maior concentração
Entre as duas, a transcortina é considerada a principal por
uma questão de afinidade.
INTERAÇÃO HORMÔNIO CÉLULA-ALVO
Receptores hormonais
Um receptor celular é uma proteína
Receptor de membrana→ Hormônio lipoinssolúvel
Receptor intracelular→ Hormônio lipossolúvel
Especificidade
Quanto mais específico for o receptor para seu hormônio,
menos chance de outra substância se juntar a ele.
Afinidade
Existem receptores que tem mais afinidade com seus
hormônios e receptores que não tem tanta afinidade com seus
hormônios:
- Quanto mais tempo o hormônio ficar ligado ao seu
receptor, sua ação será mais duradoura.
Capacidade de saturação variável
O receptor vai variar em relação a quantidade de sítios de
ativação, o que vai influenciar na resposta biológica. Essa
variabilidade pode ocorrer por:
1. Tipo celular → Pode ter mais ou menos receptores
para determinado tipo de hormônio;
2. Estágio funcional, que diz respeito a fases, como por
exemplo picos hormonais durante o período
menstrual da fêmea;
3. Condições patológicas;
O número de receptores nas células é sempre muito maior
que o necessário, os que não são ativados ficam de reserva.
O número de receptores varia de acordo com a quantidade de
hormônios que estão circulando no organismo.
Muitos hormônios circulando → Pode ocorrer por
algum distúrbio hormonal ou por mau uso.
Ocorre a modulação descendente, ou seja, adiminuição de
números de receptores hormonais, como uma tentativa de
balanceamento do organismo para evitar uma
hiper-estimulação relacionada àquele hormônio;
O receptor começa a ser destruído ou retirado da célula,
assim, a sensibilização dessa célula vai ser minimamente
controlada;
Poucos hormônios circulando → Ocorre a modulação
ascendente: quando um hormônio está em carência no
organismo, as células alvo vão multiplicar os seus receptores
para compensar a deficiência hormonal circulante.
Estimulação da produção de receptores causada
por outros hormônios
Ovário → Na fase inicial a maioria dos receptores é de FSH,
devido a alta demanda, com o desenvolvimento do folículo
desencadeado por FSH, ele passa a alterar alostericamente os
receptores para LH.
Receptores de membrana
É uma resposta mais rápida, pois ocorre a ativação de enzima
pré-existentes.
Processo
1. O receptor se liga ao hormônio, ativando uma proteína G.
2. Essa ativação vai desencadear uma cascata enzimática
de ativação → efetor primário (Extracelular), segundo
mensageiro e efetor secundário (enzimas).
Primeiro mensageiro (efetor primário) → Sempre é
o hormônio
Segundo mensageiro (efetor secundário) → pode ser
um íon (ex: cálcio) ou uma molécula de membrana (AMPc,
IMP3, DAG).
O segundo mensageiro transporta informações do hormônio,
ativando ou inativando algum processo.
1. Monofosfato cíclico de adenosina (AMPc) → É
produzido pela ação da adenilciclase e a resposta
biológica formada será a produção de tirosina quinase
que irá ativar ou inativar enzimas pré-formadas que vão
fazer alterações metabólicas e gerar uma resposta ativa
ou inativa.
2. Canais de cálcio → Os receptores podem ser canais
diretos de cálcio, este ativa a célula e tende a alterar o
metabolismo pois atua como mensageiro químico.
3. Inositol (IP3) e o diacilglicerol (DAG) → Há a
ativação da proteína G, o IP3 e o DAG são formados,
onde o IP3 age na parte interna da célula liberando
cálcio no citosol e o DAG na parte de membrana
plasmática ativando a fosfolipase e o ciclo do ácido
araquidônico.
Receptores intracelulares
Têm respostas mais demoradas
1. Quando há a ligação do hormônio com o receptor,
este receptor se desliga de uma proteína
estabilizadora(proteína de choque-térmico) que ele
estava ligado anteriormente;
2. Quando há esse desligamento, uma estrutura
chamada “dedo de zinco” (estrutura essa que tem
afinidade pelo DNA) é exposta;
3. Esse hormônio agora ligado ao receptor vai pro DNA
e com o dedo de zinco ele se liga;
4. Ligado ao DNA, ele estimula ou inibe o processo de
transcrição e tradução, ou seja: ele vai inibir ou
estimular o processo de síntese de uma proteína,
muitas delas com função de enzima.
5. Somente após toda essa interferência no material
genético é que haverá a resposta biológica por esse
tipo de receptor.
TÉRMINO DA AÇÃO HORMONAL
Dissociação do hormônio receptor
Após efetuar sua ação, hormônio vai ser
metabolizado/retirado/destruído dessa célula alvo:
1. Ele vai se soltar de seu receptor, porque essa ligação
rapidamente se desfaz.
2. Quando ela se desfaz, esse hormônio vai ser destruído:
Endocitose → Dentro da célula (Hormonal): pelas enzimas
lisossômicas;
Receptor: Reciclagem ou degradação
Fora da célula: quando for passando pelo fígado, rins, vai ser
metabolizado e eliminado.
Metabolismo dos hormônios
O fígado é o órgão principal de limpeza desses hormônios,
pegando-os no sangue e os quebrando.
Constantemente estaremos produzindo hormônios e os
liberando, para que seja possível um equilíbrio.
Hormônio esteroide
Solubilização → Fígado
É uma gordura, então precisa sofrer uma quebra para poder
ser liberado na urina. Por fim, temos a eliminação desses
hormônios pelos rins através da urina.
T3 e T4
Não vai sofrer quebra por que ele já é um aminoácido, mas ele
vai sofrer ‘’des-iodação’’, então os 3 iodos ligados ao T3 e os
4 iodos ligados ao T4 vão ser retirados.
Com essa retirada, eles voltam a ser a tirosina, onde parte
desta será eliminada e parte será reaproveitada.
Proteínas
Vão ser fragmentadas por meio de clivagem em pequenos
peptídeos ou aminoácidos para serem liberadas.
MECANISMOS DE CONTROLE
Circuito aberto
É um mecanismo só de ida, sem um mecanismo de feedback.
Exemplo:
A liberação de ocitocina é feita por meio de um estímulo
visual, tátil, olfativo, etc, e sua inibição com o fim desse
estímulo.
Circuito fechado
É o principal modo de controle de secreção hormonal,
feedback negativo e positivo.
Nesse circuito temos hormônios estimuladores e hormônios
inibidores de secreção.
Exemplos
Feedback negativo → Em níveis baixos de T3 e T4 o
hipotálamo estimula a produção de TRH, que é enviado ao
hipotálamo para a estimulação de TSH e por fim enviado a
tireóide para a produção de T3 e T4 para os tecidos alvo.
Em níveis altos de T3 e T4, eles são enviados pela corrente
sanguínea até a hipófise e o hipotálamo inibindo a produção
de TRH e TSH e consequentemente sua produção.
A alteração ocorre com a alteração da transcrição e tradução,
inibindo a síntese dos hormônios estimulantes.
Eixo hipotálamo-hipófise-tireóide:
Feedback positivo → O estrogênio ajuda na secreção do
hormônio luteinizante (LH), enquanto ele faz feedback
negativo para o FSH – aumentando o estrogênio, diminui o
FSH
Quando o estrogênio aumenta, o LH também aumenta.
feedback positivo sem dependência hormonal
A alimentação vai promover a alta taxa de glicose e vai
estimular o aumento da insulina no fígado, ele a absorve e
armazena em forma de glicogênio causando a baixa de
glicose.
A baixa taxa de glicose vai estimular a liberação do glucagon
para a quebra de glicogênio no fígado e liberação da glicose.
PADRÕES DE SECREÇÕES HORMONAIS
Ritmos
Ritmo de secreção infradiano – menos de 1 dia (24h)
Ex: Insulina, glucagon
Ritmo de secreção circadiano – aproximadamente de 1
dia (24h)
ex: gh e melatonina (picos a noite) e cortisol (picos diurnos)
Ritmo de secreção ultradiano – acima de 1 dia (24h) e
abaixo de 1 ano.
Interrupção dos ritmos
Situações patológicas → Câncer
Idade → animais muito novos ou muito velhos podem ter
alterações na concentração e no padrão de secreção
Tipo de tecido → Presença ou não de receptores
Relação tempo-efeito → Quanto mais tempo um hormônio
está entrando em contato com aquele receptor, a resposta
será mais duradoura
USO DOS HORMÔNIOS NA CLÍNICA
Cortisol → Problemas na glândula adrenal (retirada delas por
ex.), em excesso faz mal.
Tiroxina (T4) → Problemas na tireóide
Ocitocina → Facilita o parto, relaxamento, retenção de
placenta e ampliamento da ejeção de leite.
GH → Engana o receptor de prolactina e aumenta a produção