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INTRODUÇÃO À ENDOCRINOLOGIA Diferente do sistema nervoso, cuja ação é localizada, rápida e de curta duração, através da propagação do potencial de ação ao longo de um axônio, a ação do sistema endócrino é: Mais abrangente – pois uma vez que o hormônio chega na corrente sanguínea, pode atingir virtualmente qualquer célula do corpo através da circulação. Essa abrangência tem uma limitação, pois é preciso que a célula alvo tenha um receptor especifico para aquele hormônio para que ela possa responder a uma determinada substancia hormonal. Mais lenta – necessita-se que o hormônio chegue, através do sistema cardiovascular, no órgão alvo. A durabilidade dessa ação depende muito da meia vida do hormônio, enquanto o hormônio circula na corrente sanguínea, ele pode ser degradado, metabolizado por enzimas especificas que ficam, principalmente, nos fígados e nos rins, então a meia vida é o tempo que leva para que metade dele seja removido da circulação, por essas enzimas. Mais duradoura – enquanto o hormônio continuar circulando na corrente sanguínea ele ainda pode encontrar a sua célula-alvo. Conforme o hormônio vai sendo degradado, os níveis circulantes vão decaindo, reduzindo a sua ação O QUE É UM HORMÔNIO? Um agente químico, sintetizado e secretado por glândulas discretas ou células em órgãos (rins, células atriais, células do intestino, etc.). Chegam às células alvo após a liberação e isso pode acontecer através da corrente sanguínea, ou para células alvo próximas a glândula, ou células secretoras através de difusão pelo liquido extracelular. Estimulam ou inibem funções em tecidos específicos que possuem receptores com afinidade para este hormônio. Vão controlar funções como metabolismo energético, homeostase interna, reprodução, crescimento, desenvolvimento. Os hormônios realizam essas funções através do controle de reação enzimática, transporte de moléculas através das membranas celulares, ou controlando a expressão gênica e a síntese proteica. SINALIZAÇÃO HORMONAL A sinalização hormonal pode-se dar por forma ENDÓCRINA, que é a mais comum, onde um hormônio é liberado por suas células secretoras, cai na corrente sanguínea e dali é levado pelo sistema circulatório aos diversos alvos, no corpo. EX: adrenalina e noradrenalina, sintetizadas na medula adrenal, chegando nos seus diversos alvos através da corrente sanguínea, como por exemplo coração. Forma parácrina – onde o hormônio se difunde pelo LEC, chegando a células alvos que estão próximas, por isso não é necessário passar pela circulação sanguínea primeiro. EX: cortisol, sintetizado no córtex da adrenal que cai na corrente sanguínea, que apesar de fazer sinalização endócrina em várias partes do corpo, mas consegue se difundir diretamente do córtex para a medula onde se liga a receptores na célula da medula, estimulando a conversão da noradrenalina em adrenalina. Forma autócrina – onde a célula que libera o hormônio já possui receptores para o próprio hormônio que ela libera, assim ele liga-se a esses receptores modificando a função da própria célula. EX: fator de crescimento epidérmico que pode se ligar na própria célula epidérmica que o liberou promovendo o crescimento. ESTRUTURA QUÍMICA DOS HORMÔNIOS Hormônios polipeptídicos: contém vários aminoácidos, não atravessam membranas; são danificados por temperatura elevada (por terem estrutura proteica, podem ser desnaturadas), são estocados em vesículas, como as vesículas são compostas por membrana, podem se fundir à membrana. São digeridos, portanto, não podem ser administrados oralmente, só podem ser injetados no corpo. Primeiro, há a transcrição do DNA em RNAm, e nos ribossomos esse RNAm vai desencadear uma sequência de aminoácidos que vão produzir um pré-pró-hormônio, este vai ser clivado por enzimas à pró-hormônios. Esses pró-hormônios no geral vão ser capsulados no aparelho de Golgi, dentro de vesículas contendo enzimas, essas enzimas vão fazer a clivagem final dessas substancias hormonais no hormônio em si, na cadeia peptídica que tem função/ação biológica. Uma vez que não conseguem atravessar a membrana livremente, os receptores polipeptídicos precisam ser ancorados na membrana. Hormônios esteroides: dericados do colesterol, por isso são lipossolúveis e atravessam membranas livremente. Portanto, são sintetizados apenas quando há demanda, não adianta colocar um hormônio desse na vesícula pois esta vai atravessar a membrana lipídica e se difundir. Algumas células possuem estoques de ésteres de colesterol em vacúolo citoplasmáticos, que podem ser rapidamente mobilizados quando há a necessidade de síntese desses hormônios. A partir do colesterol, tem a quebra da sua cadeia lateral, gerando pregnenolona, pela enzima CYP11A, então dependendo do tipo celular há uma sequência de enzimas diferentes, de forma que haverá uma sequência dessa cadeia diferenciada, sintetizando os diferentes esteroides. Como são lipossolúveis, podem ser ingeridos de forma oral, pois antes mesmo de serem destruídos pelos sulcos gástricos, assim que são liberados pelos comprimidos eles podem começar absorvidos, intactos, passando pelas membranas das células e atingindo a corrente sanguínea. Como atravessam membranas livremente, podem se ligar a receptores que estão dentro da célula. Hormônios derivados de aminoácidos: o aminoácido triptofano é o precursor da melatonina (glândula pineal) e a tirosina é o aminoácido precursor de dois grupos de hormônios: os hormônios da tireoide T3 e T4 e os hormônios noradrenalina e adrenalina, sintetizados e liberados na corrente sanguínea pela glândula adrenal. As catecolaminas: adrenalina e noradrenalina são hidrossolúveis e lipofóbicas, por isso podem ser sintetizadas e armazenadas em vesículas diretamente, tem uma liberação muito rápida. Os hormônios da tireoide, são lipofílicos, atravessando membrana diretamente e, portanto, podendo se difundir para dentro das células e acessar receptores dentro do citoplasma. Os hormônios tireoidianos possuem uma particularidade, são armazenados na glândula, mas de uma forma diferenciada, não é um hormônio pronto. O t3 e o T4, são armazenados na glândula tireoide, ligados a uma proteína tireoglobulina, por estarem armazenados a uma proteína não podem atravessar a membrana e podem ser armazenados, quando necessário a utilização desses hormônios eles estarão pré-prontos e então terá a quebra enzimática dessa tireoglobulina liberando T3 e T4, que se difundem para fora da glândula. OUTROS TIPOS DE DENOMINAÇÕES DE HORMÔNIOS Neuro-hormônios: secretados pelo tecido nervoso, caem na corrente sanguínea. Ex: ocitocina, ADH. Feromônios: substancias liberadas pelos animais como sinalização para membros da mesma espécie. As células alvo não está no corpo do indivíduo que secretou. Ex: sinalização de ciclo estral. Os hormônios que circulam livres, tem uma meia vida curta, pois estão mais suscetíveis a serem metabolizados pelas enzimas, que ficam principalmente no fígado e rins. Já os hormônios esteroides e da tireoide, por não serem solúveis na agua do plasma, eles são transportados ligados a proteínas carreadoras, o que faz com que estes fiquem protegidos da ação enzimática, assim a meia vida é mais longa. FATORES QUE INTERFEREM NA RESPOSTA HORMONAL Tipo de tecido e relação tempo-efeito – diferentes tecidos com número diferente de receptores respondem de forma diferente a m determinado hormônio. E com o tempo de exposição ao hormônio também influencia a resposta. Relação dose-efeito e limite Efeito máximo: acima dessa dose, o efeito inicial não é aumentado. Possivelmente pois já não há mais receptores livres. Se houver alguma similaridade com outros hormônios, podem ocorrer efeitos adicionais, onde um hormônio que tenha uma afinidade fraca por receptores de outro hormônio com o qual é parecido, pode se ligara outros receptores. Superdosagem: quantidade de secreção, dimensão e funcionamento dos órgãos-alvo podem aumentar até 4x. Pode haver uma resposta do órgão-alvo com uma regulação para baixo dos receptores, onde ele deixa de expressar em grande quantidade os receptores hormonais ou mesmo remover receptores já ancorados na membrana, para reduzir essa resposta. Déficit na produção hormonal: os órgãos-alvo podem atrofiar em tamanho e função e passar a regular para cima, expressar mais receptores para esse hormônio. INTERAÇÃO ENTRE HORMÔNIOS Interfere na resposta, além de alguns hormônios poderem estimular ou inibir a síntese de outros. Há hormônios que possuem funções similares, fazendo um sinergismo, assim o efeito combinado dos hormônios é maior que o aditivo. O efeito combinado é bem maior do que o efeito normal de cada um. RECEPTORES HORMONAIS Moléculas de ligação especifica com um determinado hormônios, presente na célula-alvo; após a ligação, respostas biológicas especificas ocorrem. Possuem alta especificidade, embora alguns hormônios que tenham estrutura similar, possam ter uma sobreposição. Logo, um hormônio pode se ligar no receptor de outro, isso ocorre quando há um excesso de hormônio não especifico par aquele receptor. Os receptores podem variar em tempo de meia vida, isso é importante para o controle da resposta hormonal, pois se tem muitos receptores há uma regulação para cima da resposta, ou seja, a resposta fica aumentada. Caso tenha-se uma regulação para baixo do número de receptores, há uma menor ação desse hormônio sobre aquela célula. Os receptores também podem se dessensibilizar, quando tem um excesso de hormônio, ou aumentar em número na falta do hormônio. A quantidade de receptores varia entre tipos de célula, estagio funcional e por patogenias. RECEPTORES LIGADOS A CANAIS IÔNICOS O mais raro é o receptor que é um canal iônico, quando o hormônio se liga o próprio receptor é um canal iônico que se abre e permite a passagem do fluxo de ions. RECEPTORES LIGADOS A PROTEÍNA G Os receptores ligados a proteína G, são proteínas transmembranas, cuja parte que fica exposta para fora da célula tem um sitio de ligação com o hormônio e na parte interna tem uma proteína G. Quando o hormônio se liga a esse receptor, ocorre a ativação da proteína G e assim, ocorre uma dissociação de subunidades da proteína G, que promove alguma alteração nessa célula. O que acontece depois que essa proteína G é ativada, pode ser uma cascata de segundos mensageiros. O AMPc é um segundo mensageiro, onde o seu aumentou ou inibição vai promover uma cascata de reações, alterando a resposta celular Um outro segundo mensageiro pode ser o GMPc monofosfato de guanosina. Outra forma de ativação da proteína G e mecanismo de segundo mensageiro são por meio de fosfolipase C, que vai produzir diversos fosfolipídeos como segundos mensageiros, como IP3. Essas alterações dos níveos de segundos mensageiros, sempre vão promover alguma alteração na cascata enzimática dentro da célula. Tanto quanto aumenta quanto reduz o nível dos segundos mensageiros. Outro tipo de segundo mensageiro é o cálcio, que está em maior concentração fora da célula em relação ao meio interno. Quando ocorre a entrada de cálcio promovida pela ligação de hormônio ao seu receptor, esse cálcio se liga a uma classe de proteínas, que são as calmodulinas, cinases dependentes de cálcio, essas enzimas quando se ativam ao se ligarem com o cálcio, promovem a ativação/desativação de uma série de enzimas dentro do citosol da célula, promovendo alterações. RECEPTORES LIGADOS À ENZIMAS Quando ocorre uma ligação de um hormônio com um receptor ocorre a ativação/desativação de enzima que já está ligada ao receptor, o que causa uma série de alterações dentro da célula. RECEPTORES INTRACELULARES – COMPLEXO HORMÔNIO-RECEPTOR Os hormônios lipofílicos precisam de receptores citoplasmáticos, onde seu mecanismo de ação é após a passagem do hormônio pela membrana ele se liga ao receptor, e então o receptor ou partes dele se difundem pela célula até o núcleo, assim promovendo uma alteração na transcrição genica, estimulando ou inibindo a síntese de proteínas. CONTROLE DO SISTEMA ENDÓCRINO Pode ser circuito fechado ou retroalimentação do eixo ou via endócrina complexa: os níveis do próprio hormônio regulam a sua síntese e liberação. Essa retroalimentação pode ser negativa ou positiva. Retroalimentação negativa A síntese do homronio cortisol, o hipotálamo produz o DRH – hormônio liberador de corticotrofina (ACTH) – que na hipófise estimula a síntese de ath, este cai na corrente sanguínea e no córtex da glândula suprarrenal ou adrenal, estimula a síntese de cortisol. Conforme os níveis de cortisol aumentam na corrente sanguínea, os níveis de cortisol aumentados inibem os secretagogos, tanto no hipotálamo quanto na hipófise. Assim, inibe o hipotálamo de produzir CRH e a hipófise de produzir ACTH, assim os níveis de cortisol são controlados e reduzidos. Retroalimentação positiva um pouco mais raro, como o caso do estrogênio ou estradiol, hormônio sexual produzido nas gônadas, tem sua produção regulada pelo eixo hipotálamo-hipófise. Na maior parte do tempo, o estradiol, exerce feedback negativo sobre o hipotálamo e adeno-hipófise, mas os níveis de estradiol vão aumentando conforme avança o ciclo ovariano da mulher, conforme o folículo ovariano vai aumentando de tamanho, aumenta-se a produção de estradiol e ao final dessa fase folicular na gônada, há uma alteração da resposta do hipotálamo e da hipófise ao aumento do estradiol. Assim no final da fase folicular, o estradiol exerce um feedback positivo aumentando a produção no hipotálamo do GNRH - Hormônio liberador de gonadotrofina, na adeno-hipófise aumenta produção e liberação de LH e FSH, com o pico de LH ocorre a ovulação. Circuito aberto ou retroalimentação por resposta ou via endócrina simples: não é a produção hormonal em si que regula sua síntese e liberação, e sim um estimulo externo ou interno – que pode estar ligado à resposta promovida pelo hormônio. Após a liberação do hormônio e a alteração que ele causa, não ocorre mais esse estimula e assim ocorre a cessação da liberação desse hormônio. Hormônio da paratireoide PTH - quando ocorre uma redução da quantidade de cálcio presente no plasma, é uma estimulo para as células da glândula paratireoide produzirem o PTH, esse hormônio cai na corrente sanguínea, ele tem uma série de ações sobre ossos e rins que vão promover o aumento da concentração de cálcio plasmático. Quando a quantidade de cálcio aumenta, não tem mais o estimulo que promove a secreção do hormônio PTH e assim, a sura secreção cessa. Não é o aumento do nível de PTH e sim o estimulo que sua resposta causa que gera a retroalimentação. RITEMOS HORMONAIS A liberação de hormônio, muitas vezes pode obedecer a um ritmo circadiano. O corpo, tem um ritmo, em cerca de 24 horas, ajustado pela exposição ao claro e o escuro, regido endogenamente pelo núcleo supraquiasmático e também pela liberação da melatonina, pela glândula pineal. Há uma série de ritmos, que em determinado período do dia é mais provável ter um aumento daquele hormônio, ou através de um estimulo ocorre um aumento exacerbado.