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Marcella Abreu- MD4 PROBLEMA 1- MÓDULO 10 EMBRIOLOGIA DA HIPÓFISE • A hipófise tem origem ectodérmica. • A sinalização da via de Notch foi implicada na proliferação e diferenciação das células progenitoras hipofisárias. • Ela se desenvolve de 2 fontes: - Pelo desenvolvimento por evaginação do teto ectodérmico de estomodeu (cavidade oral primitiva) imediatamente em frente à membrana orofaríngea, o divertículo hipofisário (bolsa de Rathke). - Uma invaginação (extensão no sentido caudal) do neuroectoderma do diencéfalo, o divertículo neuro- hipofisário (espécie de pedículo, o infundíbulo) • Por conta dessa origem dupla, a hipófise é composta por 2 tipos diferentes de tecidos: - A adeno-hipófise (tecido glandular), ou lobo anterior, desenvolve-se a partir do ectoderma oral. - A neuro-hipófise (tecido nervoso), ou lobo posterior, desenvolve-se a partir do neuroectoderma • 3ª semana: o divertículo hipofisário se projeta do teto do estomodeu e fica adjacente ao assoalho do diencéfalo. • 5ª semana: o divertículo se alongou e sofreu uma constrição em sua ligação ao epitélio oral, o que confere aspecto de mamilo. Nesse estágio, ele entra em contato com o infundíbulo (derivado do divertículo neuro-hipofisário), uma invaginação ventral do diencéfalo. O pedículo do divertículo regride • As partes da hipófise que se desenvolvem do ectoderma do estomodeu – as partes anterior, intermédia e tuberal – formam a adenohipófise. • O pedículo do divertículo hipofisário passa entre os centros de formação de cartilagem dos ossos pré- esfenoide e basiesfenoide do crânio • Durante a 6ª semana e a conexão da bolsa com a cavidade oral degenera e desaparece • Células da parede anterior do divertículo hipofisário proliferam e dão origem à parte distal da hipófise. Mais tarde, uma extensão do lobo anterior, a parte tuberal, cresce ao redor da haste infundibular (infundíbulo) • A extensa proliferação celular da parede anterior do divertículo hipofisário reduz a sua luz a uma fenda estreita. Esta fenda residual geralmente não é reconhecida na glândula adulta, mas pode ser representada por uma zona de cistos • Células na parede posterior da bolsa hipofisária não proliferam; elas originam uma parte intermediária (pars intermedia) delgada e mal definida • A parte da hipófise que se origina do neuroectoderma do encéfalo (infundíbulo) é a neurohipófise. Este infundíbulo dá origem à eminência média, à haste infundibular e à parte nervosa • Inicialmente, as paredes do infundíbulo são delgadas, mas a extremidade distal do infundíbulo logo se torna maciça por conta da proliferação de células neuroepiteliais. Mais tarde estas se diferenciam em pituicitos, as células primárias do lobo posterior da hipófise, que estão intimamente relacionadas com as células neurogliais. • As fibras nervosas penetram a pars nervosa advindas da área hipotalâmica (à qual o infundíbulo é ligado) e se desenvolvem nela CONTEXT: Hipófise Faríngea e Craniofaringioma: Um resquício da haste do divertículo hipofisário pode persistir e formar uma hipófise faríngea no teto da orofaringe. Muito raramente, massas de tecido do lobo anterior desenvolvem-se fora da cápsula da hipófise, dentro da sela túrcica do esfenoide. Em 1% dos casos, um resquício do divertículo hipofisário, o canal basifaríngeo, é visível em cortes do osso esfenoide de recém-nascidos. Também pode ser identificado em algumas radiografias de recém- nascidos. Ocasionalmente, craniofaringiomas (tumor benigno e raro) se formam na faringe ou no basiesfenóide (parte posterior do esfenoide) a partir de resquícios da haste da bolsa hipofisária, mas, com mais frequência, se formam na sela túrcica ou acima dela. Esses tumores surgem ao longo da via do divertículo hipofisário, a partir dos remanescentes do epitélio REGULAÇÃO MOLECULAR • Os fatores de transcrição gênica são expressos em diferentes estágios da organogênese, estando sobrepostos, temporal e espacialmente • Esses fatores de transcrição são genes homeobox que codificam um domínio de 60 aminoácidos (homeodomain), que se liga ao DNA, estando envolvido na regulação do desenvolvimento • Os principais fatores de transcrição envolvidos na organogênese hipofisária são: Rxpx/Hesx1, Ptx1, Marcella Abreu- MD4 Lhx3, Lhx-4, Prop-1 e Pit-1. A partir de uma única célula, formam-se 5 tipos celulares • Cada tipo celular é caracterizado pela secreção de hormônios com funções específicas, em resposta a sinais hipotalâmicos e periféricos ANATOMIA DA HIPÓFISE • A hipófise (glândula pituitária) é uma glândula endócrina e centro mais compacto de produção química do corpo • Essa glândula oval, com o tamanho e o peso de uma ervilha, situa-se na base do cérebro, abaixo do hipotálamo no interior da sela turca/túrcica, uma depressão no osso esfenóide • É conectada ao hipotálamo por um pedículo curto, o infundíbulo, o qual desce até a superfície póstero- superior da hipófise; e por uma rede vascular • O diafragma da sela circunda o infundíbulo e mantém a hipófise em sua posição no interior da sela turca. • Apresenta 2 componentes funcionais: - O lobo anterior (adeno-hipófise), constituído pelo tecido epitelial glandular - O lobo posterior (neuro-hipófise), constituído pelo tecido secretor neural • Nove hormônios peptídeos importantes são liberados pela hipófise, dois pela parte nervosa da neuro-hipófise e sete pelas partes distal e intermédia da adeno-hipófise ADENO-HIPÓFISE/HIPÓFISE ANTERIOR • Desempenha um papel fundamental na regulação da função endócrina, por meio da produção e da liberação dos hormônios tróficos • A função da adeno-hipófise e, consequentemente, a produção dos hormônios tróficos são reguladas pelo hipotálamo por meio dos neuropeptídeos hipofisiotróficos liberados na eminência mediana • Os hormônios tróficos produzidos por ela são liberados na circulação sistêmica, por meio da qual alcançam seus órgãos-alvo para produzir uma resposta fisiológica, envolvendo, com mais frequência, a liberação de um hormônio do órgão- alvo. • Os hormônios produzidos pelos órgãos-alvo afetam a função da adeno-hipófise, bem como a liberação dos neuropeptídeos hipofisiotróficos, mantendo um sistema integrado de controle da função endócrina por retroalimentação • É maior e consiste em uma parte anterior e uma parte intermédia, separadas por uma estreita fenda, o remanescente da bolsa de Rathke. • É uma estrutura altamente vascularizada (por meio de uma extensa rede de vasos capilares) • Hormônios produzidos pela adeno-hipófise: hormônio adrenocorticotrófico (ACTH), hormônio tireoestimulante (TSH), hormônio do crescimento (GH, de growth hormone), prolactina (Prl) e gonadotrofinas, hormônio luteinizante (LH, de luteinizing hormone) e hormônio folículo-estimulante (FSH, de follicle-stimulating hormone). Todos são liberados na circulação sistêmica OBS: são denominados hormônios trópicos, pois regulam a atividade de células em outras glândulas endócrinas distribuídas pelo corpo. O GH e a prolactina não são considerados trópicos, pois atuam diretamente sobre órgãos-alvo que não são endócrinos • Pode ser subdividida em três regiões: - Pars distalis: grande parte que representa a maior porção da adeno-hipófise; se origina da parte espessada da parede anterior da bolsa - Pars intermedia: delgada e remanescente da parede posterior da bolsa de Rathke, que forma uma estreita faixa adjacente à neuro-hipófise e está em contato com a pars distalis - Pars tuberalis: se desenvolve a partir das paredes laterais espessadas da bolsa e forma um colar ou bainha em torno da porção adjacente do infundíbulo NEURO-HIPÓFISE/HIPÓFISE POSTERIOR • É uma extensão do hipotálamo • A hipófise posterior é onde os hormônios liberados e secretados pelo hipotálamo sãodos ossos longos (fêmur e úmero, especialmente), porque acelera o processo de ossificação das cartilagens formadoras de ossos. Isso faz com que as diferentes partes do corpo cresçam de maneira desiguaarmazenados e liberados na corrente sanguínea. • O infundíbulo embrionário dá origem à neuro- hipófise, que é formada pelas seguintes partes: - A pars nervosa, que contém os axônios neurossecretores e suas terminações - O infundíbulo, que é contínuo com a eminência mediana e contém os axônios neurossecretores que formam o trato hipotálamo-hipofisário • Contém os axônios e terminais axônicos de 50.000 neurônios hipotalâmicos cujos corpos celulares estão localizados no núcleo supra-óptico ou no núcleo paraventricular • Os axônios estendem-se desses núcleos através do infundíbulo e fazem trajeto até os terminais sinápticos na parte nervosa da neuro-hipófise. Os neurônios hipotalâmicos sintetizam ADH (núcleo supra-óptico) e ocitocina (núcleo paraventricular). • O ADH e a ocitocina são chamados de neurossecreções porque são substâncias produzidas e liberadas por neurônios. Uma vez liberados, estes hormônios penetram nos vasos capilares locais supridos pela artéria hipofisária inferior. A partir daí Marcella Abreu- MD4 estes hormônios são conduzidos pela circulação geral. VASCULARIZAÇÃO • O suprimento sanguíneo da hipófise provém de 2 conjuntos de vasos: - As artérias hipofisárias superiores suprem a pars tuberalis, a eminência mediana e o infundíbulo. Esses vasos originam-se das artérias carótidas internas e artéria comunicante posterior do círculo arterial do cérebro (polígono de willis) - As artérias hipofisárias inferiores suprem principalmente a pars nervosa. Esses vasos originam-se exclusivamente das artérias carótidas internas. Uma observação funcional importante é a de que a maior parte da adeno-hipófise não tem suprimento arterial direto • Importância do Sistema Porta Hipotalâmico- Hipofisário: fornece a ligação crucial entre hipotálamo e hipófise. As artérias que suprem a parte tuberal, a eminência mediana e o Infundíbulo dão origem a Capilares Fenestrados, os quais desembocam nas Veias Porta, denominadas Veias Porta Hipofisárias, que seguem um curso ao longo da parte tuberal e dão origem a uma segunda rede de Capilares Sinusóides Fenestrados (o Plexo Capilar Secundário). Esse sistema de vasos transporta as Secreções Neuroendócrinas dos Nervos Hipotalâmicos de seus locais de liberação na eminência média e no infundíbulo diretamente para células da parte distal. OBS: os fatores reguladores advindos dos neurônios hipotalâmicos podem entrar facilmente na circulação porque os capilares apresentam espaços abertos entre as células endoteliais, o que lhes confere um aspecto de queijo suíço. Esses capilares são denominados capilares fenestrados, sendo encontrados somente em regiões onde moléculas relativamente grandes entram ou saem do sistema circulatório. Este plexo capilar primário no soalho da parte tuberal recebe sangue da artéria hipofisária superior • Antes de deixar o hipotálamo, a rede capilar se une para formar uma série de vasos maiores que se espiralam ao redor do infundíbulo para atingir a adeno-hipófise. Uma vez no interior do lobo, esses vasos formam um plexo capilar secundário, que se ramifica entre as células endócrinas. Esta organização vascular é incomum. Normalmente uma artéria transporta o sangue do coração até uma rede capilar e uma veia conduz o sangue de uma rede capilar de volta ao coração. Entretanto, os vasos entre o hipotálamo e a adeno-hipófise conduzem o sangue de uma rede capilar para outra rede capilar. • Vasos sanguíneos que ligam 2 redes capilares são denominados vasos portais, e o complexo todo é denominado sistema porta. Estes oferecem um eficiente meio para a comunicação química, assegurando que todo o sangue que entra nos vasos portais atinja as célula-salvo antes de retornar para a circulação geral. No entanto, a comunicação é estritamente unidirecional e qualquer substância química liberada pelas células no sentido do fluxo deverá completar a passagem por todo o sistema circulatório antes de atingir os capilares do início do sistema porta. Os vasos portais recebem a denominação de seus destinos, de modo que esta rede especial de vasos constitui o sistema porta- hipofisial. • Maior parte do sangue proveniente da hipófise drena no Seio Cavernoso na base do diencéfalo e, em seguida, na circulação sistêmica. Porém, o sangue pode fluir através de veias Porta Curtas desde a parte distal até a parte nervosa e que o sangue da parte nervosa pode fluir na direção do hipotálamo. • Essas vias curtas fornecem um trajeto pelo qual os hormônios da adeno-hipófise podem oferecer retroalimentação diretamente ao cérebro, sem realizar o circuito completo da circulação sistêmica INERVAÇÃO • Os nervos que entram no infundíbulo e na pars nervosa, provenientes dos núcleos hipotalâmicos, são componentes da neurohipófise • Os nervos que entram na adeno-hipófise consistem em fibras pós-sinápticas do sistema nervoso autônomo e desempenham função vasomotora HISTOLOGIA DA ADENO-HIPÓFISE • A maior parte da adeno-hipófise tem a organização típica de tecido endócrino. As células são organizadas em agregados e cordões intercalados por capilares sinusoidais fenestrados de diâmetro grande • Essas células respondem a sinais provenientes do hipotálamo e sintetizam e secretam diversos hormônios hipofisários • Ela é constituída por células epiteliais derivadas do revestimento ectodérmico do palato. As células hipofisárias que revestem os capilares produzem os hormônios tróficos PARS DISTALIS • As células estão dispostas em cordões e nichos interpostos por capilares. Existem 3 tipos de células: as basófilas (10%), acidófilas (40%) e cromófobas (50%) OBS: - Cromófobas: contém poucos ou nenhum grânulo de secreção e são hipocoradas, pois seu citoplasma reduzido não possui afinidade pelos corantes rotineiros. Sua função é pouco conhecida, acredita- se que sejam células cromófilas em uma fase precoce; - Cromófilas: contém grânulos de secreção hipercorados e tem dois subtipos, as cromófilas Marcella Abreu- MD4 acidófilas e cromófilas basófilas, de acordo com a sua afinidade pelos corantes ácidos e básicos: ✓ Cromófilas acidófilas: coradas de rosa (eosina); somatotrópica, (GH: hormônio do crescimento ou somatotropina) e lactotrópica/mamotrópica (PRL: prolactina) ✓ Cromófilas basófilas: coradas de roxo (hematoxilina); tireotrópica (TSH: tireotropina), corticotrópica (ACTH: corticotropina) e gonadotrópica (FSH: folículo estimulante; LH: luteinizante) • Entretanto, identificaram-se 5 tipos celulares de acordo com as Reações Imunocitoquímicas: Células Somatotróficas, Células Lactotróficas, Células Corticotróficas, Células Gonadotróficas e Tireotróficas • Todos os hormônios conhecidos da adeno-hipófise consistem em proteínas ou glicoproteínas de pequeno peso molecular • As células da adeno-hipófise são denominadas de acordo com o hormônio que produzem. OBS: Com base em sua distribuição específica, podem ser mais ou menos suscetíveis à lesão traumática. Por exemplo, os gonadotropos e os somatotropos (células produtoras de GH) são mais numerosos na região posterolateral da adeno- hipófise, sendo mais vulneráveis à lesão mecânica da hipófise. Os corticotropos (células produtoras de ACTH) e os tireotropos (células produtoras de TSH) localizam-se predominantemente na região anteromedial, sendo mais resistentes à lesão traumática. Os lactotropos (células produtoras de Prl) estão espalhados pela hipófise e também constituem uma população de células resilientes. ➢ CÉLULAS PRODUTORAS DE HORMÔNIOS CÉLULAS SOMATOTRÓFICAS/SOMATOTROPOS • São as mais comumente encontradas na Parte Distal e constituem ~50% das Células Parenquimatosas na Adeno-hipófise. • São células ovais de tamanho médio que exibem núcleos redondos localizados centralmente, responsáveis por produziro Hormônio do Crescimento/somatrotofina (GH). • 3 hormônios regulam a liberação de GH, sendo dois deles, hormônios de liberação hipotalâmica opostos: o Hormônio Liberador do Fator de Crescimento (GHRH), que estimula a liberação de GH pelas células Somatotróficas, e a Somatostatina, que inibe a liberação de GH pelas Células Somatotróficas. • Além destes, a Grelina, produzida no Estômago, que é um potente estimulante da secreção do GH e parece coordenar a ingestão de alimentos com a secreção de GH. • A presença de vesículas eosinófilas as classifica como acidófilas. CONTEXT: Adenoma de Células Somatotróficas: as Neoplasias produtoras de Somatrotofina (GH) (Adenomas de Células Somatotróficas), incluindo aquelas que produzem uma mistura de Hormônio do Crescimento com outros hormônios (p. ex., Prolactina), constituem o segundo tipo mais comum de Adenoma Hipofisário funcionante (estes tumores são considerados benignos porque não se disseminam para outras partes do corpo, mas podem provocam problemas significativos de saúde por sua localização, próxima ao cérebro e porque muitos deles secretam hormônios em excesso), estão associados à Hipersecreção de GH e causam Gigantismo em crianças e Acromegalia em adultos. FONTE: AC Camargo e instituto oncologia • Coram-se intensamente com corantes ácidos e são, portanto, chamadas acidofílicas. Por isso, os tumores hipofisários que secretam grande quantidade de hormônio do crescimento humano são chamados tumores acidofílico CÉLULAS LACTOTRÓFICAS/MAMOTRÓFICAS/LACTOTROPOS • Constituem cerca e 15% a 20% das Células Parenquimatosas na Hipófise Anterior. • São grandes, poligonais e contêm núcleos ovais. • Produzem Prolactina (PRL). • Em sua fase de armazenamento, exibem inúmeras Vesículas Acidofílicas (células acidófilas). Quando o conteúdo dessas vesículas é liberado, o citoplasma dessa célula não se cora (células cromófobas) • A secreção da Prolactina está sob controle inibitório da Dopamina, Catecolamina produzida no Hipotálamo. Entretanto, o Hormônio Liberador de Tireotrofina (TRH) e o Peptídeo Inibidor Vasoativo (VIP) estimulam a secreção deste. CÉLULAS CORTICOTRÓFICAS/CORTICOTROPO • Também constituem cerca de 15% a 20% das Células Parenquimatosas da Adeno-hipófise. • São poligonais de tamanho médio com núcleos redondos que produzem a molécula precursora do Marcella Abreu- MD4 Hormônio Adrenocorticotrófico (ACTH), conhecida como Pró-Opiomelanocortina (POMC). • A POMC ainda é clivada pelas Enzimas Proteolíticas dentro da célula Corticotrófica em diversos fragmentos, a saber: ACTH, Hormônio B-Lipotrófico (b-LPH), Hormônio Melanócito Estimulante (MSH), b- Endorfina e Encefalina. • A liberação de ACTH é regulada pelo Hormônio Liberador de Corticotrofina (CRH) produzido pelo hipotálamo • Coram-se como células basófilas CÉLULAS GONADOTRÓFICAS/GONADOTROPO • Constituem cerca de 10% das Células Parenquimatosas da Adeno-hipófise. • São ovais, pequenas, com núcleos esféricos e excêntrico, responsáveis pela produção de 2 hormônios: tanto o FSH quanto o LH. • As células podem produzir ambos ou somente um dos hormônios. • A liberação de FSH e de LH é regulada pelo Hormônio Liberador de Gonadotrofina (GnRH) produzido pelo hipotálamo • Estão dispersas na pars distalis e coram-se com corantes básicos CÉLULAS TIREOTRÓFICAS/TIREOTROPO • Constituem cerca de 5% das células parenquimatosas da hipófise. • São poligonais, grandes, com núcleos esféricos e excêntricos, responsáveis por produzir o Hormônio Tireotrófico denominado Hormônio Tireoestimulante (TSH), que age sobre as Células Foliculares da Glândula Tireoide para estimular a produção de Tireoglobulina e de Hormônios Tireoidianos. • A liberação de TSH está sob controle Hipotalâmico do Hormônio Liberador de Tireotrofina (TSH), que também estimula a secreção de PRL • Exibem basofilia citoplasmática (células basófilas) ➢ CÉLULAS FOLICULOESTRELADAS • Outro tipo celular presente na Adeno-hipófise são as Células Foliculoestreladas, que são caracterizadas pelo aspecto estrelado de seus prolongamentos citoplasmáticos que envolvem as células produtoras de Hormônios. • Elas têm a capacidade de formar agrupamentos celulares ou pequenos folículos, e não produzem hormônios. • Estão interconectadas por Junções Comunicantes contendo a Proteína Conexina. • Com base em estudos, foi levantada a hipótese de que a rede de Células Foliculoestreladas interconectadas por Junções Conectantes transmite sinais da parte tuberal para a parte distal. Esses sinais podem regular a liberação de hormônios através da Adeno-hipófise. • Portanto, a Rede Foliculoestrelada pode parecer funcionar além do Sistema Porta Hipofisário. PARS INTERMÉDIA • A pars intermedia se localiza na porção dorsal da antiga Bolsa de Rathke • Essa parte circunda uma série de pequenas cavidades císticas que representam o lúmen das Bolsas de Rathke. • Desse modo, as Células Parenquimatosas da Parte Intermédia circundam os Folículos repletos de Coloide, as quais parecem derivar das células foliculoestreladas ou de várias células secretoras de hormônios. • Contém Células cromofilias francamente Basófilas e Cromófobas as quais circundam uma série de pequenas cavidades císticas que representam a luz residual da Bolsa de Rathke. OBS: Cistos de Rathke: constituídos por epitélio cúbico simples que circundam folículos repletos de coloide, cuja natureza ainda não foi determinada, apesar de frequentemente serem encontrados resíduos celulares dentro dele. Nos seres humanos adultos, corresponde a uma região rudimentar sem função definida. Já em peixes e anfíbios, contém células melanotrópicas que produzem várias substâncias, entre as quais o MSH (hormônio estimulante de melanócitos). • Frequentemente, as Células Basófilas e as Cavidades Císticas estendem-se até a Parte Nervosa. PARS TUBERALIS • É uma extensão do lobo anterior ao longo do Infundíbulo semelhante a um pedículo. É uma região em formato de funil que cerca o infundíbulo da neuro-hipófise • Ela é uma região altamente vascularizada e contendo veias do Sistema Hipotalâmico- Hipofisário. • As Células Parenquimatosas (cromofobas e poucas cromofilias acidófilas e basófilas) são dispostas em pequenos agrupamentos ou cordões em associação aos vasos sanguíneos. • Nichos de células pavimentosas e pequenos folículos revestidos por células cúbicas estão dispersos nessa região. Essas células frequentemente exibem imunorreatividade para ACTH, FSH e LH. HISTOLOGIA DA NEURO-HIPÓFISE • É uma extensão do SNC que armazena e libera produtos secretórios provenientes do hipotálamo. • Consiste em: Pars Nervosa e Infundíbulo, o pedículo que conecta a hipófise ao hipotálamo Marcella Abreu- MD4 • Neuro-hipófise é de origem nervosa e consiste em fibras nervosas/axônios não mielinizadas e terminações axonais dos neurônios magnocelulares hipotalâmicos, estando os corpos celulares localizados principalmente nos núcleos supraóptico e paraventricular do hipotálamo. • Contém axônios com suas Terminações Nervosas de ~100.000 neurônios Neurossecretores cujos corpos celulares se situam nos Núcleos Supraópticos e Paraventriculares do Hipotálamo. • Diferentemente da adeno-hipófise, não contém células secretoras • Apresenta um tipo específico de célula glial muito ramificada, chamada pituícito • Contém as terminações axonais dos neurônios magnocelulares localizados nos NSO e NPV. • Esses neurônios geram e propagam potenciais de ação, produzindo a despolarização da membrana e a exocitose do conteúdo de seus grânulos secretores. Os neuropeptídeos sintetizados pelos neurônios magnocelulares e, consequentemente, liberados pela neuro-hipófise são a ocitocina e a AVP. Ao deixarem os NSO e NPV, osaxônios emitem colaterais, alguns dos quais terminam na eminência mediana. • O componente mais importante da pars nervosa são os axônios não mielinizados de neurônios secretores cujos corpos celulares estão nos núcleos supraópticos e paraventriculares do hipotálamo. Embora haja alguma sobreposição as: - Fibras dos núcleos supraópticos: são relacionadas principalmente com a secreção de arginina vasopressina ou ADH); - Fibras dos núcleos paraventriculares: são relacionadas principalmente com a secreção de ocitocina. • A neurossecreção -ADH + ocitocina- é transportada ao longo dos axônios e se acumula nas suas extremidades, na pars nervosa. Seus depósitos formam estruturas conhecidas por corpos de Herring. Quando os grânulos são liberados, os hormônios entram nos capilares sanguíneos fenestrados e são distribuídos pela circulação geral. • Os Axônios formam o Trato Hipotalâmico- Hipofisário e são únicos em 2 aspectos: - Suas terminações nervosas não terminam em outros neurônios ou células-alvo, e sim nas proximidades da Rede Capilar Fenestrada da parte nervosa; - Contêm Vesículas Secretoras em todas as regiões da célula (Corpo Celular, Axônio, e Terminação Nervosa) - Devido à intensa atividade secretora, os neurônios têm Corpúsculos de Nissl (RER das Células Nervosas) bem desenvolvidos VESÍCULAS NEUROSSECRETORAS • Vesículas de 10 a 30 nm: formam acúmulos que dilatam as porções do Axônio próximas às Terminações Nervosas, dilatações conhecidas como Corpos de Herring. Estas estruturas contêm Vesículas Neurossecretoras abundantes, Mitocôndrias, Microtúbulos e Retículo Endoplasmático Rugoso. • Vesículas de 30 nm: as Terminações Nervosas também contêm vesículas com Acetilcolina em seu interior; • Vesículas de 50 a 80 nm: assemelham-se às vesículas de Núcleo Denso da Medula da Suprarrenal e das Terminações Nervosas Adrenérgicas. Estão presentes na mesma Terminação Nervosa, assim como outras Vesículas limitadas por membrana. Essas Vesículas Neurossecretoras limitadas por membrana se agregam para formar os Corpos de Herring, e contêm Ocitocina ou o Hormônio Antidiurético/Vasopressina (ADH). PITUÍCITOS • São o único tipo celular específico da Neuro- hipófise. • São células gliais especializadas, associadas aos Capilares Fenestrados que tem um papel de sustentação semelhante ao dos astrócitos no SNC • Além de numerosos Axônios e Terminações de Neurônios Neurossecretores Hipotalâmicos, a Neurohipófise contém Fibroblastos, Mastócitos e Células Gliais especializadas, denominadas Pituícitos, associadas aos Capilares Fenestrados. • Apresentam formato irregular, com muitas ramificações, e se assemelham às Células Astrogliais; seus núcleos são redondos e ovais, e as vesículas de pigmento estão presentes no citoplasma. • Assim como a Astróglia, elas possuem Filamentos Intermediários Específicos montados a partir de Proteínas Ácidas Fibrilares Gliais (GFAP). • Com frequência, exibem prolongamentos que terminam no Espaço Perivascular. • Devido a seus muitos prolongamentos e a suas relações com o sangue, o Pituícito tem um papel de sustentação semelhante ao dos astrócitos no SNC EIXO HIPOTÁLAMO-HIPÓFISE-GH • Quase toda a secreção hipofisária é controlada por sinais hormonais e nervosos vindos do hipotálamo. A secreção efetuada pela região posterior da hipófise é controlada por sinais neurais que têm origem no hipotálamo. • A secreção da adeno-hipófise é controlada por hormônios, chamados hormônios (ou fatores) estimuladores e hormônios (ou fatores) inibidores, secretados pelo hipotálamo e levados para a adeno- hipófise pelos vasos sanguíneos chamados vasos portais hipotalâmico-hipofisários Marcella Abreu- MD4 • Na hipófise anterior, esses hormônios liberadores e inibidores agem nas células glandulares, de modo a controlar sua secreção • Cada eixo endócrino é composto de três níveis de células endócrinas: (1) neurônios hipotalâmicos; (2) células da glândula pituitária anterior e (3) glândulas endócrinas periféricas. Os neurônios do hipotálamo liberam hormônios estimuladores hipotalâmicos (XRHs) específicos que estimulam a secreção de hormônios tróficos pituitários (XTHs) também específicos. • Em alguns casos, a produção de um hormônio trófico pituitário é regulada secundariamente por um hormônio inibidor da liberação (XIH). Os hormônios tróficos da pituitária agem então sobre glândulas-alvo endócrinas periféricas específicas e estimulam essas glândulas a liberarem hormônios periféricos (X) • Em cada nível dessa cascata hormonal, é possível uma retroalimentação negativa (ou feedback negativo) das etapas prévias; um nível desnecessariamente elevado de um hormônio inibe a liberação dos hormônios anteriores na cascata, mantendo as concentrações dos hormônios em níveis normais • Os Neurohormônios do Hipotálamo que controlam a liberação dos Hormônios da Adenohipófise são classificados como: Hormônios Liberadores (exemplo: Hormônio Liberador de Tireotrofina) e Hormônios Inibidores (exemplo: Hormônio Inibidor do Hormônio de Crescimento). Desse modo, Hormônios que controlam a secreção de outros Hormônios são denominados Hormônios Tróficos. O Hipotálamo, por sua vez, torna-se um centro de comando para regular a Função Endócrina • Como funciona o Eixo Hipotálamo-Hipófise? Para agir como um centro de comando, o Hipotálamo integra os sinais provenientes do ambiente, de outras regiões do Cérebro e de Aferências Viscerais, e, em seguida, estimula as respostas neuroendócrinas apropriadas. As respostas Hipotalâmicas são medidas, em sua maioria, pelo controle da Função Hipofisária pelo Hipotálamo, o qual se dá por dois mecanismos 1. Liberação dos Neuropeptídios Hipotalâmicos sintetizados pelos Neurônios Hipotalâmicos e transportados, através do Trato HipotalâmicoHipofisário, até a Neurohipófise; 2. Controle Neuroendócrino da Adenohipófise por meio da liberação dos Peptídeos que medeiam a liberação dos Hormônios Adenohipofisários (Hormônios Hipofisiotróficos). • Dois tipos de Neurônios são importantes na mediação das funções endócrinas do Hipotálamo: (1) Neurônios Magnocelulares, produtores dos neurohormônios Ocitocina e Arginina Vasopressina (AVP); e (2) Neurônios Parvicelulares, que possuem projeções que terminam na Eminência Mediana, no Tronco Encefálico e na Medula Espinhal e eles liberam pequenas quantidades de Neurohormônios de liberação ou de inibição (Hormônios Hipofisiotróficos), que controlam a função da Adenohipófise. 1. O estímulo chega ao Hipotálamo, um sinal e elétrico passa do Corpo Celular do Neurônio no Hipotálamo para a extremidade distal (distante) da célula na Neurohipófise; 2. A Despolarização do Terminal Axonal abre Canais de Cálcio Dependentes de Voltagem, e o cálcio entra na célula e inicia a Exocitose, e os conteúdos das Vesículas Secretórias são liberados na circulação. 3. Quanto a secreção na Região Anterior o controle é feito pelos Hormônios Liberadores e Hormônios Hipotalâmicos Inibidores, secretados pelo próprio Hipotálamo e então levados pelos minúsculos Vasos Portais Hipotalâmicos Hipofisários para a Adenohipófise. Na Adenohipófise, esses Hormônios Liberado-res e Inibidores agem nas Células Glandulares, de modo a controlar sua secreção. EIXO SOMATOTRÓFICO • Em nível central, 3 neuropeptídios regulatórios controlam a secreção do GH, são eles: - Hormônio liberador do hormônio do crescimento (GHRH, do inglês, growthhormonereleasing hormone) - Somatostatina - Ghrelina, secretada e produzida pelo estômago e em diversos outros tecidos, inclusive o hipotálamo • O hormônio grelina (GHRPs) estimula o hormônio liberador e estimulador do hormônio do crescimento (GHRH) • A ghrelina também age de maneira sinérgica com o GHRH estimulando a secreçãohipofisária de GH • O GHRH sintetizado no hipotálamo vai estimular a secreção de GH na adenohipófisae. Essa estimulação decorre de aumentos na transcrição do gene e biossíntese do GH e proliferação de somatotrofos • A somatostatina (SS) - hormônio inibidor do hormônio do crescimento (GHIH) - inibe o GH • O GH por sua vez age em vários lugares (ossos, músculos, cérebro, tecido adiposo...) • O GH pode também ser convertido em IGF-1 (fator de crescimento semelhante a insulina), hormônio efetor do crescimento em altura • O IGF-1 inibe a liberação de GH por retroalimentação negativa Marcella Abreu- MD4 HORMÔNIO DO CRESCIMENTO (GH) • O GH é um hormônio peptídico de 191 aminoácidos OBS: Os hormônios proteicos ou peptídicos constituem a maioria dos hormônios. Moléculas compostas de 3 a 200 resíduos de aminoácidos, esses hormônios são sintetizados na forma de pré-pró-hormônios e sofrem processamento pós-tradução, sendo armazenados em grânulos secretores antes de sua liberação por exocitose, por meio de um processo que lembra a liberação dos neurotransmissores das terminações nervosas • Ele é liberado dos somatotropos, o tipo celular presente na adeno-hipófise em quantidades abundantes. A liberação ocorre em surtos pulsáteis, e a maior parte da secreção é noturna, ocorrendo em associação ao sono de ondas lentas (nREM) OBS: Controle Neural/SONO E VIGILIA: os surtos noturnos de liberação de GH ocorrem durante o Sono, mais especificamente durante os Estágios III e IV do Sono de Ondas Lentas, por conta da liberação de Serotonina; e respondem por cerca de 70% da secreção diária de GH. Os Neurônios dos Núcleos Dorsais da Rafe tem Terminações Axonais que terminam em diversas Regiões Encefálicas, dentre elas, o Hipotálamo, e com a ativação dessas células durante o sono, ocorre liberação de Serotonina dos Núcleos Dorsais da Rafe diretamente para o Hipotálamo, o qual induz a produção de GHRH nos Núcleos Arqueado, Ventromedial e Intervertebral. Os níveis máximos ocorrem cerca de 1-4 horas após o início do sono. • A base da liberação pulsátil do GH e a função desse padrão não estão totalmente esclarecidas; entretanto, acredita-se que os mecanismos nutricionais, metabólicos e dos esteroides sexuais relacionados com a idade, os glicocorticoides suprarrenais e os hormônios tireoidianos, bem como as funções renal e hepática, contribuam para a liberação pulsátil do GH e possam ser essenciais na obtenção da potência biológica ótima do hormônio. • O GH é liberado pela adeno-hipófise na circulação sistêmica. A maior parte do GH na circulação está ligada à proteína de ligação de GH. Essa proteína deriva da clivagem proteolítica do receptor de membrana do GH por metaloproteases e atua como reservatório do hormônio, prolongando sua meia- vida ao diminuir sua taxa de degradação. A meia- vida hormonal é, em média, de 6 a 20 minutos. O GH é degradado nos lisossomos, após a ligação a seus receptores e a internalização do complexo hormônio-receptor. • FUNÇÃO: provoca o crescimento de quase todos os tecidos do corpo que são capazes de crescer. Promove o aumento de tamanho das células e elevação do número de mitoses, causando a multiplicação e diferenciação específica de alguns tipos celulares, tais como as células de crescimento ósseo e células musculares iniciais. Além de seu efeito geral de provocar o crescimento propriamente dito, o GH apresenta diversos efeitos metabólicos específicos, incluindo (1) aumento da síntese de proteínas, na maioria das células do corpo; (2) aumento da mobilização dos ácidos graxos do tecido adiposo, aumento do nível de ácidos graxos no sangue e aumento da utilização dos ácidos graxos, como fonte de energia; e (3) redução da utilização da glicose pelo organismo. Assim, de fato, o hormônio do crescimento aumenta a quantidade de proteína do corpo, utiliza as reservas de gorduras e conserva os carboidratos. REGULAÇÃO DA LIBERAÇÃO • Os 2 principais reguladores hipotalâmicos da liberação de GH pela adeno-hipófise são o GHRH e a somatostatina, que exercem influências excitatórias e inibitórias, respectivamente, sobre os somatotropos • A liberação do GH também é inibida pelo fator de crescimento semelhante à insulina 1 (IGF-1), o hormônio produzido nos tecidos periféricos em resposta à estimulação do GH. • O IGF-1 derivado da síntese hepática faz parte de um mecanismo de liberação de GH por retroalimentação negativa clássica por meio de uma ação “longa”. • A grelina é um peptídeo liberado predominantemente pelo estômago, mas também expresso no pâncreas, no rim, no fígado e no núcleo arqueado do hipotálamo, região onde estão presentes os neurônios que secretam GHRH, que foi identificado como outro secretagogo do GH. A Grelina interage com Receptores Acoplados à Proteína Gq presentes na Membrana Celular dos Somatotrófos, promovendo a liberação de Ca+2 dos reservatórios intracelulares via IP3, com consequente elevação da secreção de GH. HORMÔNIO DE LIBERAÇÃO DO GH E SÍNTESE • O GHRH estimula a secreção do GH pelos somatotropos por aumentos na transcrição do gene e biossíntese do GH e proliferação dos somatotropos. Marcella Abreu- MD4 • O GHRH liga-se aos receptores acoplados à proteína Gs, nos somatotropos da adeno-hipófise, ativando a subunidade catalítica da adenilato- ciclase. • A estimulação da adenilato-ciclase pela proteína Gs leva ao acúmulo intracelular de AMPc e à ativação da subunidade catalítica da proteína-quinase A • Esta fosforila a proteína de ligação do elemento de resposta ao AMPc (CREB, de AMPc response element binding protein), com consequente ativação da CREB e transcrição aumentada do gene que codifica o fator de transcrição específico da hipófise (Pit-1). • O Pit-1 ativa a transcrição do gene do GH, resultando em aumento do RNA mensageiro (mRNA) do GH, bem como da proteína, e em reposição das reservas celulares do GH. • O Pit-1 também estimula a transcrição do gene do receptor de GHRH, resultando em aumento do número de receptores de GHRH na célula somatotrópica responsiva. • Além disso, o próprio GH exerce uma retroalimentação negativa sobre a liberação de GHRH por meio de uma alça de retroalimentação “curta”, aumentando também a liberação de somatostatina • A região do hipotálamo onde ocorre a origem da secreção do GHRH é o núcleo ventromedial; essa é a mesma área do hipotálamo sensível à concentração de glicose no sangue, levando à saciedade, nos estados hiperglicêmicos, e à sensação de fome, nos estados hipoglicêmicos • O GHRH estimula a secreção do hormônio do crescimento ao ligar-se a receptores específicos de membrana celular, nas superfícies externas das células do hormônio de crescimento, na hipófise. Os receptores ativam o sistema da adenilil ciclase na membrana celular, aumentando o nível intracelular de monofosfato de adenosina cíclico (AMPc). Esse aumento apresenta efeitos tanto em curto quanto em longo prazo. O efeito em curto prazo é o aumento do transporte do íon cálcio para a célula; em intervalo de minutos, isso leva à fusão das vesículas secretoras do hormônio do crescimento com a membrana celular e à liberação do hormônio para o sangue. O efeito em longo prazo é o aumento da transcrição no núcleo dos genes responsáveis pela estimulação da síntese do GH SOMATOSTINA OU GHIH • A liberação estimulada do GH é inibida pela somatostatina/ hormônio inibidor do hormônio do crescimento, um peptídeo sintetizado na maioria das regiões do cérebro, predominantemente no núcleo periventricular, no núcleo arqueado e no núcleo ventromedial do hipotálamo. • Ela também é produzida em órgãos periféricos, como o pâncreas endócrino, onde também desempenha um papel na inibição da liberação hormonal. • Os axônios dos neurônios desomatostatina seguem um trajeto caudal através do hipotálamo para formar uma via distinta em direção à linha mediana, que penetra na eminência mediana. • MECANISMO DE AÇÃO: 1. A somatostatina produz seus efeitos fisiológicos por sua ligação aos receptores de somatostatina acoplados à proteína Gi, resultando em diminuição da atividade da adenilatociclase, do AMPc intracelular e das concentrações de Ca2+, bem como em estimulação da proteína tirosina- fosfatase. 2. Além disso, a ligação da somatostatina aos receptores acoplados aos canais de K+ causa a hiperpolarização da membrana, levando à cessação da atividade espontânea do potencial de ação e redução secundária das concentrações intracelulares de Ca2+. OBS: A expressão dos receptores de somatostatina é modulada por hormônios e pelo estado nutricional do indivíduo. OUTROS REGULADORES DO GH • O GH é regulado por outros peptídeos hipotalâmicos e neurotransmissores, que atuam pela regulação da liberação de GHRH e somatostatina • As catecolaminas, a dopamina e os aminoácidos excitatórios aumentam a liberação do GHRH e diminuem a da somatostatina, resultando em aumento da liberação do GH • Hormônios como o cortisol, o estrogênio, os androgênios e o hormônio tireoidiano também podem afetar a responsividade dos somatotropos ao GHRH e à somatostatina e, consequentemente, a liberação do GH. • Certos sinais metabólicos, como a glicose e os aminoácidos, podem afetar a liberação do GH. • A hipoglicemia estimula a secreção do GH nos seres humanos, pois a Glicose e os Ácidos Graxos não esterificados diminuem a liberação do GH. Com efeito, a hipoglicemia induzida por insulina é utilizada como teste clínico para provocar a secreção de GH em crianças e adultos com deficiência desse hormônio. • A glicose e os ácidos graxos não esterificados diminuem a liberação do GH. Por outro lado, os aminoácidos, particularmente a arginina, aumentam essa liberação por uma redução na liberação de somatostatina. Por isso, a administração de arginina também estimula o aumento da liberação de GH no contexto clínico. Paradoxalmente, os Estados de Desnutrição Calórico-Proteica também aumentam o GH, possivelmente por menor produção de IGF-1 e da ausência de Retroalimentação Negativa Marcella Abreu- MD4 EIXO GH-IGF-1 • O IGF-1 é produzido pelo fígado em resposta à estimulação do GH e é transportado para outros tecidos • Atua como hormônio endócrino • O IGF-1 secretado por tecidos extra-hepáticos (células cartilaginosas) atua localmente como hormônio parácrino • O GH, PTH e esteroides sexuais regulam o IGF-1 no osso • Proteínas de ligação do IGF-1 (IGFBPs) regulam a disponibilidade de IGF-1 para seu receptor no tecido alvo • As IGFBPs inibem a ação do IGF-1 por ligação competitiva, reduzindo assim a disponibilidade do fator • Entretanto, às vezes intensificam a atividade do IGF- 1 • A IGFBP-3 é um complexo ternário formado por IGF-1, uma molécula de IGFBP-3 e uma molécula de proteína chamada subunidade acidolábil (SAL) • A IGFBP-3 sequestra o IGF-1 no sistema vascular, aumentando a sua meia vida e proporcionando um reservatório de IGF-1. Ao mesmo tempo, impede a ligação excessiva do IGF-1 ao receptor de insulina • A IGFBP-3 e o SAL são estimuladas pelo GH • Ações do IGF-1 - O IGF-1 medeia efeitos anabólicos e de promoção do crescimento linear do GH hipofisário - Estimula a formação óssea, captação de glicose no músculo, a sobrevida de neurônios e a síntese de mielina - Nas células cartilaginosas o IGF-1 exerce efeitos sinérgicos com o GH - Aumenta a replicação de células osteoblásticas - Intensifica a síntese osteoblástica do colágeno - Acredita-se que o IGF-1 estimule a reabsorção óssea por meio do recrutamento aumentado de osteoclastos OBS: as concentrações de IGF-1 são baixas ao nascimento, aumentam substancialmente durante a infância e puberdade e começam a declinar a partir da terceira década, acompanhando a secreção de GH FATORES QUE INFLUENCIAM A LIBERAÇÃO EXERCÍCIO FÍSICO • É um potente indutor da secreção de GH. • A preparação para o início do exercício promove um aumento da atividade adrenérgica e consequente elevação do tônus secretor de GHRH e de GH • Durante a Atividade Física, são liberadas Endorfinas que auxiliam na liberação de GH via estimulação de GHRH. • Considerando ainda que 40% da massa corporal corresponde à Musculatura Esquelética, e essa é rica em GLUT4 (Transportador de Glicose 4), o qual é transportado para o Sarcolema durante a contração dos Miócitos, fica evidente o influxo de Glicose para esse tecido durante o Exercício Físico. • Essa Redução Glicêmica ativa mecanismos de correção do organismo à essa situação, como a liberação de GH. HORMÔNIO TIREOIDIANO • Os hormônios produzidos pela tireoide aumentam o número de receptores para o GH, e, assim, potencializa sua ação, além de estimular a produção do IGF-1, que é uma forma indireta de atuação do GH • Além disso, promove a ossificação e maturação das epífises no momento adequado e, com isso, após tal maturação, o indivíduo “encerra” a fase de crescimento • Estimula a taxa do gene de GH em resposta a estimulação de GHRH, aumentando a magnitude de secreção do hormônio • Aumento da disponibilidade de GHRH endógeno • Deficiência tireoidiana -> queda de IGF-1 CORTISOL • Os glicocorticoides modulam o eixo somatotrófico • Hormônios corticoadrenais provocam marcado atraso do crescimento, decorrente do efeito inibitório destes hormônios sobre a secreção de somatotrofina • Pode haver algum efeito agudo direto de tipo estimulador em nível hipofisário e um mais tardio em nível hipofisário • Em tratamentos prolongados ou crônicos -> diminui a secreção basal e a secreção estimulada • Além disso, doses elevadas de dexametasona ativam receptores beta-adrenérgicos ESTEROIDES • O GH é dependente de hormônios androgênicos e estrogênicos • Mulheres sofrem uma pulsação episódica Marcella Abreu- MD4 • Em homens, ocorre uma maior disponibilidade de GHRH, além da potencialização da síntese de GH, induzida pela testosterona SÍNTESE, ARMAZENAMENTO, LIBERAÇÃO E TRANSPORTE SÍNTESE • O RNA mensageiro nos ribossomos une aminoácidos, formando uma cadeia peptídica • O peptídeo inicial originado de um ribossomo é uma proteína grande e inativa chamada de pré-pró- hormônio • Esse pré-pró-hormônio é direcionado para dentro do lúmen do retículo endoplasmático rugoso por uma sequência sinal de aminoácidos • A medida que o pré-pró-hormônio se move através do RE, enzimas retiram a sequência sinal, gerando assim o pró-hormônio • O pró-hormônio passa do RE para o Complexo de Golgi ARMAZENAMENTO • No complexo de Golgi, o pró-hormônio é empacotado em vesículas secretoras junto com enzimas proteolíticas • As enzimas clivam o pró-hormônio formando um ou mais peptídeos ativos mais os fragmentos adicionais (esse processo é chamado de modificação pós- traducional) • As vesículas secretoras são então armazenada no citoplasma da célula endócrina até que a célula receba um sinal que estimule a secreção LIBERAÇÃO • A liberação é feita por meio da exocitose • Nesse momento as vesículas se movem para a membrana celular e liberam o conteúdo por exocitose dependente de cálcio. Ocorre um aumento da concentração intracelular de cálcio; o cálcio interage com uma proteína sensível ao cálcio que por sua vez inicia a ancoragem de vesículas TRANSPORTE • Os hormônios peptídicos são hidrossolúveis • Sendo o GH um hormônio peptídico, ele é dissolvidos no plasma e transportado de seus locais de síntese para tecidos-alvo, onde se difunde dos capilares, entram no líquido intersticial e, finalmente, chega às células-alvo EFEITOS FISIOLÓGICOS DO GH • O GH pode exercer efeitos diretossobre as respostas celulares por sua ligação ao receptor de GH nos tecidos-alvo e, indiretamente, pela estimulação da produção e da liberação do IGF-1, um mediador de vários efeitos do GH nos tecidos-alvo. • O IGF-1 é um peptídeo pequeno relacionado estruturalmente com a pró-insulina, que medeia vários dos efeitos anabólicos e mitogênicos do GH nos tecidos periféricos. • O efeito fisiológico mais importante do GH consiste na estimulação do crescimento longitudinal pós- natal. Esse hormônio também desempenha um papel na regulação do metabolismo de substratos e na diferenciação dos adipócitos; na manutenção e no desenvolvimento do sistema imune, e na regulação da função cerebral e cardíaca. • Aumento da Síntese Proteica: estímulo mediado direta e indiretamente pelo GH e, respectivamente, pelo IGF-1. São dois os mecanismos de aumento da síntese proteica: (1) estimulação do transporte de aminoácidos; e (2) elevação do conteúdo intracelular de RNAm específicos, o que eleva a Síntese Proteica. • O GH aumenta diretamente o transporte de grande parte dos Aminoácidos através das Membranas Celulares ao interior das Células, o que, por sua vez, aumenta a concentração intracelular de Proteínas e a síntese de novas Proteínas. Em situações em que a concentração intracelular de Proteínas não é alta, o GH continua a aumentar a tradução do RNAm, elevando a síntese proteica nos Ribossomos. Além disso, também estimula a transcrição de DNA no Núcleo. • Ele atua na redução do Catabolismo de Proteínas e Aminoácidos através da mobilização de grandes quantidades de Ácidos Graxos Livres do Tecido Adiposo para fornecer a maior parte da energia para as Células do organismo, agindo, assim, como potente “poupador de Proteínas”. • Efeito sobre Carboidratos e Lipídeos: promove a diminuição da utilização da Glicose pelos tecidos, supressão da resposta tecidual aos efeitos da Insulina e aumento da Lipólise no Tecido Subcutâneo. Esses efeitos ocorrem mesmo na presença de Insulina, e devido à diminuição da Oxidação de Glicose e de sua conversão em Lipídios nos Marcella Abreu- MD4 Adipócitos (Lipogênese), ocorre um quadro de Hiperglicemia. • Correlação Clínica: Efeito Diabetogênico: Durante a Hipersecreção de GH, observa-se um quadro de Resistência Periférica à Insulina, o que é conhecido como Efeito Diabetogênico do GH. Isso se dá devido à Fosforilação do Substrato I do Receptor de Insulina (IRS-I) em Serina, o que impede suas ações fisiológicas desencadeadas pela ligação Insulina- Receptor. O quadro se assemelha à de uma Diabetes Melitus Tipo II. A ação Lipolítica do GH se deve ao estímulo da atividade da Enzima LHS (Lipase HormônioSensível), bem como do seu efeito em antagonizar as Ações Lipogênicas e Antilipolíticas da Insulina. Dessa maneira, o GH determina a hidrólise de triglicerídeos, promovendo mobilização de gordura de seus depósitos, com aumento do Glicerol e Ácidos Graxos Livres circulantes RECEPTOR DO GH • Nos tecidos periféricos, o GH liga-se aos receptores específicos de superfície celular que pertencem à superfamília dos receptores de citocinas da classe 1. Essa família inclui os receptores de Prl, eritropoetina, leptina, interferon, fator de estimulação das colônias de granulócitos e interleucinas. • Os receptores de GH são encontrados em muitos tecidos biológicos e tipos celulares, como fígado, osso, rim, tecido adiposo, músculo, olho, cérebro, coração e células do sistema imune. • A molécula do GH exibe 2 sítios de ligação para o receptor de GH, resultando na dimerização do receptor, uma etapa necessária para a atividade biológica do hormônio. • A dimerização do receptor é seguida da ativação de uma quinase associada ao receptor, a Janus-quinase 2, a qual atua por transdutores de sinais e ativadores das proteínas de transcrição (STATs) especiais, que sofrem dimerização e translocação para o núcleo, transmitindo sinais a elementos de resposta reguladores específicos do DNA. RETROALIMENTAÇÃO E O GH • A secreção do GH é regulada por Feedback Negativo. Três alças de retroalimentação, incluindo tanto as alças longas como as curtas, estão envolvidas. 1. Alça Ultracurta: O GHRH inibe sua própria secreção no Hipotálamo; 2. Somatomedinas: são subprodutos da ação do GH nos Tecidos-Alvo, atuam inibindo a secreção do Hormônio do Crescimento pela Adenohipófise; 3. Somatostatina: tanto o GH quanto as Somatome- dinas estimulam a secreção de Somatostatina pelo Hipotálamo, promovendo um efeito inibitório. MECANISMO DE AÇÃO • As ações do GH ocorrem direta ou indiretamente, ou seja, pode exercer seus efeitos fisiológicos através da ligação ao Receptor de GH nos Tecidos-Alvo, ou, através da síntese e secreção do Fator de Crescimento Semelhante à Insulina do Tipo 1 (IGF-1). O efeito fisiológico mais importante do GH é a promoção do Crescimento Linear Pós-Natal. Além disso, apresenta várias ações metabólicas no Fígado, Músculos, Tecido Adiposo (diferenciação dos Adipócitos), Sistema Imune, Cérebro e Coração; atua no crescimento dos órgãos, no Metabolismo de Carboidratos, Proteínas e Lipídeos. • O GH apresenta ligação fraca com as Proteínas Plasmáticas no sangue. Consequentemente, ele é rapidamente liberado do sangue para os tecidos, apresentando Meia-Vida inferior a 20 minutos. Em contraste, a IGF-1 tem ligação forte com uma Proteína Transportadora no sangue, e é liberada lentamente para os tecidos, com Meia-Vida em torno de 20 horas. EFEITO SOBRE OS ÓRGÃOS-ALVO • A secreção de GH, como a do ACTH, exibe ritmos diários pronunciados, com um pico de secreção no início da manhã um pouco antes de acordar • Essa secreção é estimulada durante o sono profundo, de ondas lentas, e atinge o valor mais baixo durante o dia • Esse ritmo está ligado a padrões de sono-vigília, e não a padrões de claro-escuro, por essa razão ocorre um deslocamento de fase nas pessoas que trabalham em turno noturnos • A secreção de GH também é regulada por vários estados fisiológicos diferentes. É classificado como um dos hormônios do “estresse” e aumenta tanto no estresse neurogênico como no físico • Promove lipólise, aumenta a síntese de proteínas e antagoniza a capacidade da insulina de reduzir os níveis de glicose do sangue. Sendo considerado um hormônio hiperglicemiante OSSO • O GH estimula o crescimento longitudinal, aumentando a formação de novo osso e cartilagem. • Os efeitos do GH não são de importância crítica durante o período gestacional, mas começam de modo gradativo durante o 1º e o 2º ano de vida, alcançando seu máximo por ocasião da puberdade. • Antes da fusão das epífises dos ossos longos, o GH estimula a condrogênese e o alargamento das placas epifisiais cartilaginosas, seguidos de deposição de matriz óssea. • Além de seus efeitos sobre a estimulação do crescimento linear, esse hormônio desempenha um papel na regulação da fisiologia normal da formação óssea no adulto, aumentando a renovação do osso, com aumento na formação e, em menor grau, na reabsorção ósseas. Marcella Abreu- MD4 • Acredita-se que os efeitos do GH na placa de crescimento epifisial sejam mediados diretamente, pela estimulação da diferenciação dos precursores dos condrócitos, e indiretamente, pelo aumento da produção local e da responsividade ao IGF-1, que, por sua vez, atua de modo autócrino ou parácrino, estimulando a expansão clonal dos condrócitos em processo de diferenciação • Como ocorre o Renovamento Ósseo? Os Osteoblastos, no Periósteo e em algumas Cavidades Ósseas, depositam Osso Novo nas superfícies do osso mais antigo. Ao mesmo tempo, os Osteoclastos, presentes no, removem o osso antigo. O Hormônio do Crescimento age como forte estimulador dos Osteoblastos. Consequentemente, os ossos podem continuar a aumentar de espessuradurante toda a vida • Existem dois mecanismos principais do crescimento ósseo. Primeiro, em resposta ao estímulo do hormônio do crescimento, os ossos longos crescem, em comprimento, nas cartilagens epifisárias, onde as epífises nas extremidades dos ossos estão separadas das partes longas. Esse crescimento, primeiro, provoca a deposição de nova cartilagem, seguida por sua conversão em osso novo, aumentando, assim, a parte longa e empurrando as epífises cada vez para mais longe. Ao mesmo tempo, a cartilagem epifisária passa por um consumo progressivo, de modo que, ao final da adolescência, quase não resta qualquer cartilagem epifisária para permitir o crescimento adicional do osso. Nesse momento, ocorre a fusão das epífises em cada uma de suas extremidades, de forma que não é mais possível aumentar o comprimento do osso. • Em 2º lugar, os osteoblastos, no periósteo ósseo e em algumas cavidades ósseas, depositam osso novo nas superfícies do osso mais antigo. Ao mesmo tempo, os osteoclastos, presentes no osso, removem o osso antigo. Quando a taxa de deposição é maior do que a de reabsorção, a espessura do osso aumenta. O hormônio do crescimento age como forte estimulador dos osteoblastos. Consequentemente, os ossos podem continuar a aumentar de espessura durante toda a vida, sob a influência do hormônio do crescimento; isso é especialmente verdadeiro no caso dos ossos membranosos. Por exemplo, os ossos da mandíbula podem ser estimulados a crescer mesmo após a adolescência, causando protrusão anterior do queixo e dos dentes inferiores. Do mesmo modo, os ossos do crânio podem aumentar de espessura e dar origem a protrusões ósseas sobre os olhos. OBS: Necessidade de insulina e de carboidratos para a ação promotora do crescimento do GH: ele não induz crescimento em animais desprovidos de pâncreas, também não induz o crescimento se carboidratos forem excluídos da dieta. Isso demonstra que atividade apropriada da insulina e disponibilidade adequada de carboidratos são necessárias para a eficácia do GH. A exigência parcial de carboidratos e de insulina é para fornecer a energia necessária ao metabolismo do crescimento, mas parece que existem também outros efeitos. A capacidade da insulina de aumentar o transporte de alguns aminoácidos para as células é especialmente importante, do mesmo modo como estimula o transporte da glicose; TECIDO ADIPOSO • O GH estimula a liberação e a oxidação dos ácidos graxos livres, particularmente durante o jejum. • Esses efeitos são mediados por uma redução na atividade da lipase lipoproteica, a enzima envolvida na depuração dos quilomícrons ricos em triglicerídeos e das lipoproteínas de densidade muito baixa (VLDL) da corrente sanguínea. • Por conseguinte, o GH favorece a disponibilidade de ácidos graxos livres para armazenamento no tecido adiposo e oxidação no músculo esquelético. MÚSCULO ESQUELÉTICO • O GH exerce ações anabólicas sobre o tecido muscular esquelético. • O hormônio estimula a captação de aminoácidos e sua incorporação em proteínas, a proliferação celular e a supressão da degradação proteica. • Efeitos que levam ao aumento da deposição de proteínas: - Gh aumenta o transporte de aminoácidos através das membranas celulares -> Isso aumenta as concentrações de aminoácidos nas células → aumenta a síntese das proteínas - Esse controle do transporte dos aminoácidos é similar ao efeito da insulina sobre o controle do transporte da glicose, através das membranas. - Gh aumenta a tradução do RNA para provocar a síntese de proteínas pelos ribossomos. Mesmo quando as concentrações de aminoácidos não estão elevadas nas células, o Gh continua a aumentar a tradução do RNA, fazendo com que a síntese proteica pelos ribossomos, no citoplasma, ocorra em quantidades mais elevadas - Gh aumenta a transcrição nuclear do DNA para formar RNA (em intervalos de tempo mais prolongados -24 a 48 horas), → promove maior síntese proteica e o crescimento (se houver energia, aminoácidos, vitaminas e outros requisitos para o crescimento). No final das contas, essa pode ser a função mais importante do hormônio do crescimento - Gh mobiliza grande quantidade de ácidos graxos livres do tecido adiposo e esses são utilizados para fornecer a maior parte da energia para as células (“poupador de proteínas”) -> Gh reduz o catabolismo (quebra) das proteínas OBS: esteroides sexuais: regulam a produção local de IGF-1 no sistema reprodutor OBS: O GH é um dos principais promotores da produção de IGF-1 na vida pós-natal Marcella Abreu- MD4 FÍGADO • O GH estimula a produção e a liberação hepáticas do IGF-1, estimulando também a produção hepática de glicose. A IGF-1 por sua vez, inibe a síntese e a secreção de GH pela hipófise e pelo hipotálamo por meio de uma alça de retroalimentação “longa” clássica • Além disso, o próprio GH exerce uma retroalimentação negativa sobre a liberação de GHRH por meio de uma alça de retroalimentação curta SISTEMA IMUNE • O GH afeta múltiplos aspectos da resposta imune, incluindo as respostas das células B e a produção de anticorpos, a atividade das células natural killer, a atividade dos macrófagos e a função dos linfócitos T. OUTROS EFEITOS • O GH também exerce efeitos sobre o SNC, modulando o humor e o comportamento. De modo global, o GH contrapõe-se à ação da insulina sobre o metabolismo dos lipídeos e da glicose, diminuindo a utilização da glicose pelo músculo esquelético, aumentando a lipólise e estimulando a produção hepática de glicose. RELAÇÃO IGF-1/SOMATOMEDINA C • O GH leva o fígado (e, em muito menor extensão, outros tecidos) a formar proteínas pequenas, chamadas de somatomedinas, que apresentam o efeito de aumentar todos os aspectos do crescimento ósseo • Muitos dos efeitos das somatomedinas sobre o crescimento são similares aos efeitos da insulina sobre o crescimento. Logo, as somatomedinas são chamadas de fatores de crescimento semelhantes à insulina (IGFs) • A mais importante é a somatomedina C (IGF-I) CONTEXT: Os pigmeus da África apresentam incapacidade congênita de sintetizar quantidades significativas de somatomedina C. Portanto, embora sua concentração plasmática de hormônio do crescimento possa estar normal ou elevada, eles apresentam quantidades diminuídas de somatomedina C no plasma; aparentemente, isso explicaria a baixa estatura dessa população. Alguns outros tipos de nanismo (p. ex., nanismo de Lévi- Lorain) também apresentam esse problema. • Sua concentração no plasma acompanha a secreção do GH • O GH pode exercer efeitos diretos sobre as respostas celulares por sua ligação ao receptor de GH nos tecidos-alvo e, indiretamente, pela estimulação da produção e da liberação do IGF-1, um mediador de vários efeitos do GH nos tecidos-alvo • O GH só tem ligação fraca com as proteínas plasmáticas no sangue. Consequentemente, ele é rapidamente liberado do sangue para os tecidos, apresentando meia-vida no sangue inferior a 20 minutos • Em contraste, a IGF-1 tem ligação forte com uma proteína transportadora no sangue, e só é liberada lentamente para os tecidos, com meia-vida em torno de 20 horas • Isso prolonga os efeitos promotores do crescimento dos surtos de secreção do hormônio do crescimento IMPORTANTE! • O GH é sintetizado e armazenado nos somatotropos da adeno-hipófise. • A produção do GH é pulsátil, de ocorrência principalmente noturna e controlada sobretudo pelo GHRH e pela somatostatina. • Os níveis circulantes do GH aumentam durante a infância, atingem seu pico durante a puberdade e diminuem com o envelhecimento. Após a adolescência, a secreção do hormônio diminui lentamente com o passar dos anos, atingindo, por fim, cerca de 25% do nível encontrado na adolescência, em pessoas muito idosas. • O GH estimulaa lipólise, o transporte dos aminoácidos nas células e a síntese de proteínas. • O GH estimula a produção de IGF-1, responsável por muitas das atividades atribuídas ao GH • O padrão da secreção do hormônio do crescimento é pulsátil, aumentando e diminuindo. Os mecanismos exatos que controlam tal secreção não são completamente compreendidos, mas sabe-se que diversos fatores relacionados ao estado nutricional da pessoa ou ao estresse estimulam a sua secreção: (1) jejum, especialmente com deficiência grave de proteínas; (2) hipoglicemia ou baixa concentração de ácidos graxos no sangue; (3) exercício; (4) excitação; (5) trauma; e (6) grelina, hormônio secretado pelo estômago antes das refeições. O hormônio do crescimento também aumenta, caracteristicamente, durante as duas primeiras horas de sono profundo DISTÚRBIOS HORMONAIS DE GH • As alterações na função da adeno-hipófise podem ser causadas por excesso ou por deficiência na produção dos hormônios hipofisários, ou por uma responsividade alterada do órgão-alvo aos efeitos hormonais • Pan-hipopituitarismo significa a secreção reduzida de todos os hormônios da hipófise anterior. Essa baixa secreção pode ser congênita (presente desde o nascimento) ou pode ocorrer, repentina ou lentamente, em qualquer momento da vida, resultando, na maioria das vezes, de tumor hipofisário que destrói a hipófise. • Pan-hipopituitarismo no Adulto ocorre no início da vida adulta, resulta, frequentemente, de uma entre Marcella Abreu- MD4 três anormalidades comuns. Duas condições tumorais, os craniofaringiomas ou tumores cromófobos, podem comprimir a hipófise até que as células funcionantes na região anterior da hipófise sejam completas ou quase totalmente destruídas. A terceira condição é a trombose dos vasos sanguíneos hipofisários. Essa anormalidade, ocasionalmente, ocorre no pós-parto, quando a mãe desenvolve choque circulatório depois do nascimento de seu bebê. • Os efeitos gerais do pan-hipopituitarismo no adulto são (1) hipotireoidismo; (2) diminuição da produção de glicocorticoides pelas glândulas adrenais; e (3) secreção suprimida dos hormônios gonadotrópicos, de modo que as funções sexuais são perdidas. Assim, o quadro clínico é o de pessoa letárgica (pela ausência de hormônios tireoidianos), que está ganhando peso (devido à ausência de mobilização das gorduras pelos hormônios do crescimento, adrenocorticotrópico, adrenocorticais e tireoidianos) e que perdeu todas as funções sexuais. Com exceção da anormalidade das funções sexuais, o paciente pode ser tratado, satisfatoriamente, com a administração de hormônios adrenocorticais e tireoidianos. ACROMEGALIA • Se um tumor acidofílico ocorrer depois da adolescência — ou seja, depois da fusão das epífises dos ossos longos —, o paciente não pode crescer mais, mas os ossos ficam mais espessos e os tecidos moles continuam a crescer. Essa condição é conhecida como acromegalia. • É uma doença rara causada pela produção excessiva do hormônio do crescimento e de uma proteína chamada IGF-1 • O aumento é acentuado nos ossos das mãos e dos pés e nos ossos membranosos, incluindo o crânio, o nariz, as bossas na testa, os sulcos supraorbitários, a maxila inferior e as porções das vértebras, porque seu crescimento não cessa na adolescência. • Consequentemente, ocorre protrusão da mandíbula inferior, a testa se inclina para a frente devido ao desenvolvimento excessivo dos sulcos supraorbitários, o nariz chega a dobrar de tamanho, os pés aumentam, e os sapatos chegam ao tamanho 45 ou mais, os dedos apresentam espessamento extremo, de modo que as mãos atingem quase duas vezes o tamanho normal. • Além desses efeitos, as mudanças nas vértebras, em geral, levam à curvatura das costas, que é conhecida clinicamente como cifose. Finalmente, muitos órgãos de tecidos moles, como a língua, o fígado e especialmente os rins, apresentam-se muito aumentados • Ela afeta igualmente homens e mulheres e é mais comum em pessoas com idade entre 30 e 50 anos • Quase todos os casos da doença são causados por um tumor benigno na hipófise, o qual pode alterar a produção do hormônio GH GIGANTISMO • Ocasionalmente, as células acidofílicas produtoras do hormônio do crescimento ficam excessivamente ativas e, às vezes, até mesmo tumores acidofílicos ocorrem na glândula. • Como consequência, são produzidas grandes quantidades de GH. Todos os tecidos do corpo crescem rapidamente, inclusive os ossos. • Se a condição ocorrer antes da adolescência, antes que a fusão das epífises dos ossos longos ocorra, o tamanho aumenta, de modo que a pessoa se torna um gigante — com até 2,43 metros de altura. • O gigante, em geral, apresenta hiperglicemia, e as células beta das ilhotas de Langerhans no pâncreas costumam degenerar porque se tornam hiperativas devido à hiperglicemia. • Consequentemente, em ~ 10% dos gigantes, eventualmente, desenvolvem-se diabetes melito franco. • Na maioria dos gigantes, na ausência de tratamento, é possível que se desenvolva pan-hipopituitarismo porque o gigantismo é, geralmente, causado por tumor da hipófise que cresce até que a glândula, propriamente dita, seja destruída. • Essa eventual deficiência global dos hormônios hipofisários, em geral, leva à morte no começo da idade adulta. No entanto, depois que o gigantismo é diagnosticado, outros efeitos podem, frequentemente, ser bloqueados pela remoção do tumor por microcirurgia ou pela radioterapia da hipófise NANISMO • Se caracteriza pela deficiência no crescimento, resultando numa pessoa com baixa estatura, se comparada com a média da população de mesma idade e sexo. Manifesta-se, principalmente, a partir dos 2 anos de idade, impedindo o crescimento e o desenvolvimento durante a infância e a adolescência • A maioria das circunstâncias de nanismo resulta de deficiência generalizada da secreção da hipófise anterior (pan-hipopituitarismo) durante a infância. • Em geral, todas as partes físicas do corpo se desenvolvem em proporção adequada entre si, mas o desenvolvimento está muito reduzido. • Uma criança com 10 anos de idade pode apresentar o desenvolvimento corporal de uma criança com idade de 4 a 5 anos, e essa mesma pessoa, aos 20 anos de idade, pode apresentar o desenvolvimento corporal de criança entre 7 e 10 anos. • Uma pessoa portadora de nanismo por pan- hipopituitarismo não entra na puberdade e nunca secreta quantidades suficientes de hormônios Marcella Abreu- MD4 gonadotrópicos para desenvolver as funções sexuais adultas. • Em 1/3 desses casos, no entanto, apenas o GH está deficiente; essas pessoas apresentam maturidade sexual e ocasionalmente se reproduzem. • Em um tipo de nanismo (o pigmeu africano e o anão de Lévi-Lorain), a secreção do hormônio do crescimento está normal ou elevada, mas existe incapacidade hereditária de produzir somatomedina C, que é a etapa-chave para a promoção do crescimento pelo hormônio do crescimento • O atraso do crescimento pode resultar de diminuição na liberação de GH, ação diminuída do GH ou síndrome de insensibilidade ao GH, também conhecida como síndrome de Laron. Essa síndrome caracteriza-se por deleções ou mutações no gene do receptor de GH, com consequente incapacidade de produção de IGF-1 ou IGFBP-3 • Causas: - Nanismo hipofisário ou pituitário: causado por distúrbios metabólicos e hormonais, em especial pela deficiência na produção do hormônio do crescimento ou por resistência do organismo à ação desse hormônio. É conhecido, também, por nanismo proporcional, porque o tamanho dos órgãos mantém a proporcionalidade entre si e com a altura do indivíduo. - Acondroplasia: considerada uma doença rara, o tipo mais comum de nanismo desproporcional é uma síndrome genética que impede o crescimento normal