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1 UNIDEP- Camila Paese 2º Período 11/04/2024 Objetivos 1. Compreender a fisiologia do hormônio GH; 2. Entender as fases do crescimento infantil; Funções Fisiológicas do Hormônio de crescimento O GH, exerce seus efeitos diretamente em todos, ou em quase todos, os tecidos do corpo. O hormônio do crescimento, também conhecido como somatotropina, desempenha diversas funções fisiológicas no organismo. Aqui estão algumas das principais funções: 1. Estímulo do Crescimento Ósseo e Estrutural: O hormônio do crescimento é essencial para o crescimento e desenvolvimento adequado dos ossos, estimulando o crescimento longitudinal dos ossos longos durante a infância e adolescência. 2. Crescimento Muscular: O hormônio do crescimento promove o crescimento e a reparação dos músculos esqueléticos, contribuindo para o aumento da massa muscular. 3. Metabolismo de Gorduras: O hormônio do crescimento desencadeia a lipólise, o que significa que promove a quebra de gorduras armazenadas, liberando ácidos graxos livres na corrente sanguínea para serem utilizados como fonte de energia. 4. Metabolismo de Carboidratos: O hormônio do crescimento pode aumentar a resistência à insulina, o que leva a uma menor utilização de glicose pelos tecidos periféricos assim aumenta a disponibilidade de glicose no sangue. 5. Síntese de Proteínas: O hormônio do crescimento estimula a síntese de proteínas, contribuindo para o crescimento e reparo dos tecidos corporais. 6. Desenvolvimento e Função do Sistema Imunológico: O hormônio do crescimento está envolvido no desenvolvimento e na função adequada do sistema imunológico. 7. Saúde Óssea: Além de promover o crescimento ósseo, também desempenha um papel na saúde óssea ao longo da vida, contribuindo para a manutenção da densidade mineral óssea e prevenindo a osteoporose em idades avançadas. 8. Regulação do Metabolismo Hídrico: O hormônio do crescimento pode influenciar o metabolismo de fluidos corporais, embora seu papel exato nesse processo ainda não seja totalmente compreendido. Essas são apenas algumas das funções do hormônio do crescimento. APG 16 – Hormônio do Crescimento 2 UNIDEP- Camila Paese 2º Período 11/04/2024 O hormônio de crescimento promove o crescimento de muitos tecidos do corpo O GH, também chamado de hormônio somatotrófico ou somatotrofina, é uma molécula pequena de proteína que contém 191 aminoácidos em cadeia única com peso molecular de 22.005. Esse hormônio causa o crescimento de quase todos os tecidos do corpo que são capazes de crescer. Promove o aumento do tamanho das células e a elevação do número de mitoses, causando a multiplicação e a diferenciação específicas de certos tipos de células, como células de crescimento ósseo e células musculares iniciais. O hormônio de crescimento apresenta diversos efeitos metabólicos Além de seu efeito geral em causar o crescimento, o GH tem múltiplos efeitos metabólicos específicos, incluindo: (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 energia; e (3) redução da taxa de utilização da glicose pelo organismo. Assim, de fato, o GH aumenta a quantidade de proteína corporal, utiliza as reservas de gordura e conserva os carboidratos. O hormônio de crescimento promove a deposição de proteínas nos tecidos: Embora os mecanismos precisos pelos quais o hormônio de crescimento aumenta a deposição de proteína não sejam totalmente compreendidos, é conhecida uma série de efeitos diferentes, todos os quais podem levar ao aumento da deposição de proteínas. Aumento do transporte de aminoácidos através das membranas celulares. O GH aumenta diretamente o transporte da maioria dos aminoácidos através das membranas celulares para o interior das células. Isso aumenta as concentrações de aminoácidos nas células, e presume-se que seja pelo menos parcialmente responsável pelo aumento da síntese de proteínas. Esse controle do transporte de aminoácido é semelhante ao efeito da insulina no controle do transporte da glicose através das membranas. Aumento da tradução de RNA para provocar a síntese de proteínas pelos ribossomos. Mesmo quando as concentrações de aminoácidos não estão aumentadas nas células, o GH continua a aumentar a tradução do RNA, fazendo com que a síntese proteica pelos ribossomos ocorra em maiores quantidades no citoplasma. 3 UNIDEP- Camila Paese 2º Período 11/04/2024 Aumento da transcrição nuclear de DNA para formar RNA. Por períodos mais prolongados (24 a 48 horas), o GH também estimula a transcrição de DNA no núcleo, levando à formação de maiores quantidades de RNA. Isso promove mais síntese de proteínas e crescimento, se energia suficiente, aminoácidos, vitaminas e outros requisitos para o crescimento estiverem disponíveis. A longo prazo, essa pode ser a função mais importante do GH. Redução do catabolismo de proteínas e aminoácidos. Além do aumento da síntese de proteínas, o GH diminui a quebra das proteínas celulares. Um provável motivo para essa diminuição é que o GH também mobiliza grandes quantidades de ácidos graxos livres do tecido adiposo, e esses são utilizados para fornecer a maior parte da energia para as células do corpo, agindo, assim, como um potente “poupador de proteínas”. Resumo. 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 hormônio de crescimento aumenta a utilização de gordura como fonte de energia: O GH apresenta um efeito específico para causar a liberação de ácidos graxos do tecido adiposo, aumentando, assim, a sua concentração nos líquidos orgânicos. Além disso, nos tecidos do corpo, o GH aumenta a conversão de ácidos graxos em acetil coenzima A (acetil-CoA) e sua subsequente utilização como fonte de energia. Portanto, 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. No entanto, a mobilização de gordura pelo GH necessita de várias horas para ocorrer, enquanto o aumento da síntese das proteínas pode começar em minutos sob a influência do GH. Efeito “cetogênico” do hormônio de crescimento em excesso. 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 acetoacético 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. O hormônio de crescimento reduz a utilização de carboidratos: O GH provoca vários efeitos que influenciam o metabolismo dos carboidratos, incluindo: (1) a diminuição da captação de glicose pelos tecidos, como o musculoesquelético e o adiposo, (2) o aumento da produção de glicose pelo fígado e (3) o aumento da secreção de insulina. Cada uma dessas alterações resulta da “resistência à insulina” induzida pelo GH, que atenua as ações da insulina para estimular a captação e a utilização de glicose pelos tecidos musculoesqueléticos e adiposo e para inibir a gliconeogênese (produçãode glicose) pelo fígado; isso leva a um aumento da concentração da glicose no sangue e um aumento compensatório da secreção de insulina. Por essas razões, os efeitos do GH são chamados de diabetogênicos, e o excesso de secreção de GH pode produzir distúrbios 4 UNIDEP- Camila Paese 2º Período 11/04/2024 metabólicos semelhantes aos encontrados em pacientes com diabetes tipo 2 (não dependentes de insulina), que também são resistentes aos efeitos metabólicos da insulina. No entanto, pacientes com acromegalia que apresentam excesso de secreção de GH são geralmente magros e têm pouca gordura visceral; enquanto pacientes com diabetes tipo 2 frequentemente estão acima do peso e têm um excesso de gordura visceral, o que aumenta a sua resistência à insulina. Não sabemos o mecanismo exato pelo qual o GH provoca resistência à insulina e diminuição da utilização de glicose pelas células. No entanto, o aumento de ácidos graxos na lipólise e nas concentrações sanguíneas induzido por GH provavelmente contribui para a deficiência das ações da insulina na utilização da glicose pelos tecidos. Estudos experimentais indicam que níveis crescentes de ácidos graxos, acima dos valores normais, diminuem, rapidamente, a sensibilidade do fígado e dos tecidos musculoesqueléticos aos efeitos da insulina no metabolismo dos carboidratos. Necessidade de insulina e de carboidratos para a ação promotora do crescimento do hormônio de crescimento: O GH não causa crescimento em animais desprovidos de pâncreas; também não causa crescimento se os carboidratos forem excluídos da dieta. Assim, a atividade de insulina adequada e a disponibilidade adequada de carboidratos são necessárias para o GH ser efetivo. Parte dessa necessidade de carboidratos e de insulina é para fornecer a energia necessária para o metabolismo de crescimento, mas parece haver outros efeitos também. Especialmente importante é a capacidade da insulina de aumentar o transporte de alguns aminoácidos para as células, da mesma forma que estimula o transporte de glicose. O hormônio de crescimento estimula o crescimento cartilaginoso e ósseo Embora o GH estimule o incremento da deposição de proteína e do crescimento em quase todos os tecidos do corpo, seu efeito mais óbvio é aumentar o crescimento esquelético. Isso resulta de efeitos múltiplos do hormônio de crescimento nos ossos, incluindo: (1) o aumento da deposição de proteínas pelas células condrocíticas e osteogênicas, que causam o crescimento ósseo; (2) o aumento da taxa de reprodução dessas células; e (3) um efeito específico de conversão de condrócitos em células osteogênicas, ocasionando, assim, a deposição de novos ossos. Existem dois mecanismos principais do crescimento ósseo. Primeiro, em resposta ao estímulo do GH, os ossos longos crescem em comprimento nas cartilagens epifisárias, onde as epífises nas extremidades dos ossos estão separadas das hastes. Esse crescimento, primeiro, provoca a deposição de nova cartilagem, que é seguida por sua conversão em osso novo, aumentando a haste e afastando as epífises cada vez mais. Ao mesmo tempo, a cartilagem epifisária passa por um consumo progressivo, de modo que, até o final da adolescência, não resta nenhuma cartilagem epifisária para permitir o crescimento adicional do osso. Nesse momento, ocorre a fusão das epífises em cada uma de suas extremidades, de modo que não é mais possível aumentar o comprimento do osso. Em segundo lugar, os osteoblastos no periósteo ósseo e em algumas cavidades ósseas depositam osso novo nas superfícies de osso. Simultaneamente, os osteoclastos presentes no osso removem o osso velho. Quando a taxa de 5 UNIDEP- Camila Paese 2º Período 11/04/2024 deposição é maior do que a de reabsorção, a espessura do osso aumenta. O hormônio de crescimento estimula fortemente os osteoblastos. Portanto, os ossos podem ficar mais espessos ao longo da vida sob a influência do GH; isso é especialmente verdadeiro para os ossos membranosos. Por exemplo, os ossos maxilares podem ser estimulados a crescer mesmo após a adolescência, causando a protrusão do queixo e dos dentes inferiores. Da mesma forma, os ossos do crânio podem crescer em espessura, dando origem a protrusões ósseas sobre os olhos. O hormônio de crescimento exerce grande parte de seu efeito por meio de fatores de crescimento semelhantes à insulina (somatomedinas) O GH faz com que o fígado (e, em uma extensão muito menor, outros tecidos) forme várias pequenas proteínas chamadas de fatores de crescimento semelhantes à insulina (IGFs, também chamados de somatomedinas), que medeiam alguns dos efeitos do crescimento e metabólicos do GH. Pelo menos quatro IGFs foram isolados, mas, de longe, o mais importante deles é o IGF-1 (somatomedina C). O peso molecular do IGF- 1 é de cerca de 7.500, e sua concentração no plasma segue de perto a taxa de secreção do GH. Crianças com deficiência de IGF não crescem normalmente, mesmo que tenham uma secreção normal ou até elevada de GH. Os povos pigmeus da África, por exemplo, têm a estatura muito baixa devido a uma incapacidade congênita de sintetizar quantidades significativas de IGF-1. Embora a concentração plasmática de GH possa estar normal ou elevada, eles apresentam quantidades diminuídas de IGF-1 no plasma, o que aparentemente explica a sua pequena estatura. Alguns outros anões (p. ex., na síndrome de Laron) têm um problema semelhante, geralmente causado por mutação do receptor de GH e, portanto, por falha do GH em estimular a formação de IGF-1. Foi postulado que a maioria dos efeitos de crescimento do GH resulte do IGF-1 e de outros IGFs, em vez de resultar de efeitos diretos do GH nos ossos e em outros tecidos periféricos. Mesmo assim, experimentos têm demonstrado que a injeção de GH diretamente nas cartilagens epifisárias de ossos de animais vivos causa o crescimento dessas áreas cartilaginosas, e a quantidade de GH necessária para esse crescimento é mínima. Uma possível explicação para esse achado é que o GH pode causar formação de IGF-1 suficiente no tecido local para induzir o crescimento localizado. No entanto, o GH também tem efeitos independentes do IGF que estimulam o crescimento em alguns tecidos, como os condrócitos das cartilagens. Curta duração da ação do hormônio de crescimento, mas ação prolongada do IGF- 1. O GH liga-se apenas fracamente às proteínas plasmáticas no sangue. Portanto, é liberado rapidamente do sangue para os tecidos, apresentando meia-vida no sangue inferior a 20 minutos. Em contraste, o IGF-1 liga-se fortemente a uma proteína transportadora no sangue, que, como IGF-1, é produzida em resposta ao GH. Como resultado, o IGF-1 é liberado lentamente do sangue para os tecidos, com meia-vida de cerca de 20 horas. Essa liberação muito lenta prolonga os efeitos promotores do crescimento dos surtos de secreção de GH. 6 UNIDEP- Camila Paese 2º Período 11/04/2024 Regulação da secreção do hormônio de crescimento Após a adolescência, a secreção do GH diminui lentamente com o passar dos anos, até cair para cerca de 25% em pessoas idosas em relação ao nível encontrado na adolescência. O GH é secretado em um padrão pulsátil, aumentando e diminuindo. Os mecanismos precisos que controlam a secreção do GH não são totalmente compreendidos, mas vários fatores relacionados ao estado de nutrição ou ao estresse de uma pessoa são conhecidos por estimular a sua secreção: (1) inanição, especialmentecom deficiência proteica grave; (2) hipoglicemia ou baixa concentração de ácidos graxos no sangue; (3) exercício; (4) excitação; (5) traumatismo; (6) grelina, um hormônio secretado pelo estômago antes das refeições; e (7) alguns aminoácidos, incluindo a arginina. O GH também aumenta caracteristicamente durante as primeiras 2 horas de sono profundo. A Tabela 76.3 resume alguns dos fatores que são conhecidos por influenciar a secreção do hormônio de crescimento. A concentração normal de GH no plasma de um adulto está entre 1,6 e 3 ng/mℓ; em uma criança ou adolescente, é de cerca de 6 ng/mℓ. Esses valores podem aumentar para 50 ng/mℓ após o esgotamento das reservas corporais de proteínas ou de carboidratos durante o jejum prolongado. Em condições agudas, a hipoglicemia é um estimulante muito mais potente da secreção do GH do que a redução aguda na ingestão de proteínas. Por outro lado, em condições crônicas, a secreção do GH parece correlacionar-se mais com o grau de depleção de proteína celular do que com o grau de insuficiência de glicose. Por exemplo, os níveis extremamente altos de GH que ocorrem durante o jejum estão intimamente relacionados à quantidade de depleção de proteínas. A Figura 76.8 demonstra o efeito da deficiência de proteína na concentração plasmática de GH e, em seguida, o efeito da adição de proteína à dieta. A primeira coluna mostra níveis muito elevados de GH em crianças com deficiência extrema de proteínas durante a condição de desnutrição proteica chamada de kwashiorkor; a segunda coluna mostra os níveis, nas mesmas crianças, após 3 dias de tratamento com quantidades mais do que adequadas de carboidratos em suas dietas, demonstrando que os carboidratos não diminuíram a concentração plasmática de GH. A terceira e a quarta colunas mostram os níveis após o tratamento com suplementos proteicos durante 3 e 25 dias, respectivamente, com redução concomitante do hormônio. https://jigsaw.minhabiblioteca.com.br/books/9788595158696/epub/OEBPS/Text/chapter76.xhtml#tab76-3 https://jigsaw.minhabiblioteca.com.br/books/9788595158696/epub/OEBPS/Text/chapter76.xhtml#tab76-3 https://jigsaw.minhabiblioteca.com.br/books/9788595158696/epub/OEBPS/Text/chapter76.xhtml#fig76-8 7 UNIDEP- Camila Paese 2º Período 11/04/2024 Esses resultados demonstram que, em condições graves de desnutrição proteica, a ingestão isolada de quantidades adequadas de calorias não é suficiente para corrigir o excesso de produção de GH. A deficiência de proteínas também deve ser corrigida para que a concentração de GH volte ao normal. O hormônio liberador do hormônio de crescimento estimula a sua secreção, e a somatostatina a inibe A partir da descrição anterior dos muitos fatores que podem afetar a secreção do GH, compreende-se prontamente a perplexidade dos fisiologistas enquanto tentavam desvendar os mistérios da regulação da secreção de GH. Sabe-se que a secreção de GH é controlada por dois fatores secretados no hipotálamo e, então, transportados para a adeno-hipófise pelos vasos portais hipotalâmico-hipofisários. São eles: o hormônio liberador do hormônio de crescimento (GHRH) e o hormônio inibidor do hormônio de crescimento (também chamado de somatostatina). Ambos são polipeptídeos; o GHRH é composto por 44 aminoácidos, e a somatostatina, por 14 aminoácidos. Os neurônios dos núcleos arqueados e ventromediais do hipotálamo secretam GHRH; essa é a mesma área do hipotálamo que é sensível à concentração sanguínea de glicose, causando saciedade em estados hiperglicêmicos e fome em estados hipoglicêmicos. A secreção de somatostatina é controlada pelos neurônios periventriculares próximos do hipotálamo. Portanto, é razoável esperar que alguns dos mesmos sinais que modificam os instintos alimentares comportamentais também alterem a taxa de secreção de GH. De maneira semelhante, os sinais hipotalâmicos que representam emoções, estresse e traumatismo podem afetar o controle hipotalâmico da secreção de GH. Na verdade, os experimentos mostraram que as catecolaminas, a dopamina e a serotonina, cada uma liberada por um sistema neuronal diferente no hipotálamo, são capazes de aumentar a secreção de GH. A maior parte do controle da secreção de GH é provavelmente mediada pelo GHRH, em vez de pelo hormônio inibidor, a somatostatina. O GHRH estimula a secreção de GH ligando-se a receptores específicos da membrana celular nas superfícies externas das células do GH na hipófise. Os receptores ativam o sistema adenilciclase na membrana celular, aumentando o nível intracelular de monofosfato de adenosina (AMPc). Esse aumento tem efeitos a curto e a longo prazo. O efeito a curto prazo é o aumento do transporte de íons cálcio para a célula; em minutos, esse aumento causa a fusão das vesículas secretoras de GH com a membrana celular e a liberação do hormônio para o sangue. O efeito a longo prazo é o aumento da transcrição no núcleo dos genes responsáveis pela estimulação da síntese do GH. Quando o GH é administrado diretamente no sangue de um animal ao longo de várias horas, a secreção de GH endógeno diminui. Essa diminuição demonstra que a secreção de GH está sujeita ao controle de feedback negativo típico, como ocorre, essencialmente, com 8 UNIDEP- Camila Paese 2º Período 11/04/2024 todos os hormônios. A natureza desse mecanismo de feedback ainda é incerta, não se sabe se é mediado principalmente por inibição de GHRH ou por aumento de somatostatina. Em resumo, nosso conhecimento sobre a regulamentação da secreção do GH não é suficiente para descrever o quadro completo. No entanto, por causa da secreção extrema do GH durante o jejum, e do seu efeito importante a longo prazo para promover a síntese de proteínas e o crescimento tecidual, podemos propor o seguinte: o maior controlador da secreção do hormônio de crescimento é o estado de nutrição tecidual a longo prazo, em particular seu nível de nutrição proteica. Ou seja, a deficiência nutricional ou o excesso de necessidade de proteínas nos tecidos, por exemplo, após um período de exercícios intensos, quando o estado nutricional dos músculos foi exigido de forma excessiva, de alguma maneira aumenta a taxa de secreção de GH. O GH, por sua vez, promove a síntese de novas proteínas, ao mesmo tempo que conserva as proteínas já existentes nas células.