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06/09/2015 1 Mecanismos de Ação Hormonal Prof. Ms. Caio Victor Coutinho de Oliveira Objetivos Demonstrar os principais hormônios relacionados ao metabolismo energético (utilização de substratos) Esclarecer os princípios (mecanismos de ação) da ação hormonal (similaridades com nutrientes) Efeitos do exercício físico na modulação hormonal Definição Toda substância química (mensageiro) produzida em um tecido específico (glândula) onde ele é secretado para agir em uma célula alvo. Conceitos Básicos Hormônios têm função reprodutora (Ciclo menstrual, ovulação, espermatogênese, lactação, gravidez) Crescimento e Desenvolvimento (Características sexuais secundárias) Manutenção ambiente interno (Líquido extra celular, PA, equilíbrio eletrolítico, íons plasma (Ca+2), manutenção depósitos de energia) Regula o metabolismo: mistura de substrato para contração muscular Comportamento (Ingestão de alimentos, água, humor, sono) Os processos corporais geralmente estão sob controle hormonal: Controlam velocidade das reações enzimáticas Controlam o transporte das membranas plasmáticas através de segundos mensageiros Controlam a expressão gênica e síntese de proteínas Induzem a atividade secretória Hormônios Principal função no metabolismo Atividade de enzimas anabólicas e catabólicas Transporte de substâncias pela membrana celular Indução ou Inibição da atividade secretora de glândulas Síntese/degradação de substâncias: proteínas, glicogênio, triglicerídeos, etc Modificar a taxa de reações celulares 06/09/2015 2 Controle da Secreção Hormonal; Taxa do metabolismo ou da excreção do HO; Quantidade de proteínas de transporte (p/ alguns HO) Alterações do volume plasmático. Concentração Plasmática dos Hormônios depende: Funções corporais AGE RAPIDAMENTE AGE MAIS LENTAMENTE Efeitos localizados e de curta duração Efeitos gerais e de longa duração Acetilcolina, noradrenalina Adrenalina, Cortisol Sistema Endócrino Organização O sistema endócrino consiste em glândulas e células específicas, pequenas quantidades de mensageiros químicos (hormônios) e um órgão-alvo ou receptor. Glândulas Endócrinas Exócrinas Não possuem ductos e secretam substâncias que se difundem para o sangue, a fim de serem transportadas através de todo o organismo. Possuem ductos secretórios que carreiam a substância diretamente para um compartimento específico ou superfície. 06/09/2015 3 Não apenas glândulas... Céls. Atriais e Ventriculares: hormônio natriurético atrial (promoção da excreção de Na nos rins) Céls. Renais: eritropoietina (produção de hemácias) Céls. Endoteliais: endotelina e óxido nítrico Leucócitos: interleucinas e interferons São moléculas sinalizadoras ou substâncias químicas que regulam e coordenam várias funções biológicas no organismo. Hormônios São substâncias químicas secretadas por uma célula ou grupo de células no sangue para serem transportadas a um alvo distante, onde exercem seus efeitos em baixíssimas concentrações Ativação da célula pelo hormônio Concentração do HO no sangue Quantidade de receptores na membrana ou citoplasma Afinidade do receptor pelo hormônio Mecanismos pós-receptores Depende: Fatores que determinam as [hormonais] Estimulação hormonal (ex.: ACTH estimula a liberação dos hormônios glicocorticoides pelo córtex suprarrenal) Estimulação neural (ex.: estimulação da medula suprarrenal pelos neurônios simpáticos durante o estresse libera catecolaminas) 06/09/2015 4 Secreção Hormonal (Fatores Reguladores) Humoral Neural Hormonal Sistema Nervoso Simpático PÂNCREAS Sistema Nervoso Parassimpático [Epinefrina] Outros Hormônios Glicemia Aminoacidemia Insulina Saturação Situação na qual a quantidade de HORMÔNIO é tão elevada que todos os receptores se ligam a ele. Ação do HO 06/09/2015 5 Mecanismos de Ação Modificam a atividade hormonal: A alteração do transporte de membrana A estimulação do DNA do núcleo para iniciar a síntese de uma nova proteína específica Ativação de proteínas específicas nas células por segundo mensageiro Ação depende da natureza do HORMÔNIO I - PROTEÍNAS (Polipeptídeos) 1. Vasopressina 2. Ocitocina 3. Hormônio anti-diurético - Hipófiseposterior: 4. Alfa - melanotrofina (alfa-MSH) 5. Adrenocorticotrofina (ACTH) 6. Somatotrofina (STH) 7. Prolactina (luteotrofina) 8. Hormônio folículo-estimulante (FSH) 9. Hormônio luteinizante (LH) - Hipófiseanterior: 10. Tireotrofina - Tireóide: 11. Tireoglobulina - Paratireóides: 12. Parato hormônio 13. Insulina - Pâncreas: 14. Glucagon II - DERIVADOSPROTEICOS (Aminoácidos modificados) 15. Adrenalina - Medulaadrenal: 16. Nor-adrenalina III - ESTERÓIDES 17. Progestogênios 18. Corticóides 19. Androgênios - Córtex adrenal - Gônada - Placenta 20. Estrogênios I - PROTEÍNAS (Polipeptídeos) 1. Vasopressina 2. Ocitocina 3. Hormônio anti-diurético - Hipófiseposterior: 4. Alfa - melanotrofina (alfa-MSH) 5. Adrenocorticotrofina (ACTH) 6. Somatotrofina (STH) 7. Prolactina (luteotrofina) 8. Hormônio folículo-estimulante (FSH) 9. Hormônio luteinizante (LH) - Hipófiseanterior: 10. Tireotrofina - Tireóide: 11. Tireoglobulina - Paratireóides: 12. Parato hormônio 13. Insulina - Pâncreas: 14. Glucagon II - DERIVADOSPROTEICOS (Aminoácidos modificados) 15. Adrenalina - Medulaadrenal: 16. Nor-adrenalina III - ESTERÓIDES 17. Progestogênios 18. Corticóides 19. Androgênios - Córtex adrenal - Gônada - Placenta 20. Estrogênios Quanto a Natureza Química: Classificação Características Características HO proteicos e Catecolaminas HO Esteroides e da Tireoide Solubilidade Hidrofílico Lipofílico Circulação no Plasma Livre Ligado a proteínas Meia-vida no Plasma Curta (minutos) Longa (horas-dias) Concentração no Plasma Muito baixa Baixa Tipos de Receptores Natureza dos Hormônios Esteroides Não Esteroides Estrutura química similar à do colesterol HO proteicos e HO derivados de aa Córtex adrenal (cortisol, Aldosterona, Andrógenos adrenais) Insulina, Glucagon, GH, T3, T4 06/09/2015 6 Hormônios Esteroides Estimulação do DNA do núcleo Hormônios Não esteroides Não são lipossolúveis, e não conseguem atravessar as membranas Todo hormônio para exercer seu efeito biológico necessita de uma célula-alvo Ação hormonal depende de receptores: Presença Especificidade Tipos de Hormônios Segundos Mensageiros Propriedades comum dos mensageiros secundários São formados por uma cascata de reações; A concentração intracelular é altamente regulada por sinais extracelulares. A persistência do sinal por um período longo é toxico para as células; São amplificadores de sinal intracelular; Propriedades comum dos mensageiros secundários São sinais transientes, mas o efeito pode ser a curto ou a longo prazo; A transdução de multiplas via de transdução de sinal permite a integração do efeito final. 06/09/2015 7 G protein Phospholipase C ECF P la s m a m e mb r a n e Cyto- plasm PIP2 IP3 + DAG Ca2+ER Via da fosfolipase C Gs protein Phospholipase C ECF P la s m a m e m b r a n e Cyto- plasm PIP2 IP3 + DAG Ca2+ Ca2+ ER responses Hormônio do Crescimento (GH) Age em todo o organismo (crescimento dos tecidos) Aumenta a taxa de síntese proteica Aumenta a mobilização e uso de AG Inibe a utilização de carboidratos (inibe a ação da insulina), auxiliando na manutenção da glicemia Exercício Agudo: Aumenta a [GH] em poucos minutos Diminui a [somatostatina] – inibidor da ação do GH GH Baixa Glicemia Exercício Estresse Sono GHRH Hipotálamo Somatostatina (GHIH) Hipófise Anterior Gliconeogênese Síntese Proteica Formação de cartilagem Crescimento Celular Oxidação de AGL Fígado Músculo Tec. Adiposo Uso de Glicose Lipólise Somatomedianas Liberação do GH no exercício Efeito da Intensidade Efeito da duração 06/09/2015 8 Papel do GH na manutenção da Glicemia GH Glicose Aminoácidos Glicerol Oxidação de AGL Gliconeogênese Hepática Tecido Adiposo Tecidos Triglicerídeos AGL + Glicerol Glicose Adrenais Córtex Adrenal Medula Adrenal Secreta Hormônios Esteroides Secreta Catecolaminas Mineralocorticóides Aldosterona Corticosterona Desoxicorticosterona Glicocorticóides Cortisol Androgênios Adrenalina e Noradrenalina Medula Adrenal Estimulada pelo SN Simpático (efeitos similares) Efeitos mais prolongados (remoção + lenta) Ligam-se a receptores Alfa-adrenérgicos Beta-adrenérgicos Preparam o organismo para ação rápida (“luta” ou “fuga”) FC e contratilidade do miocárdio (DC) Taxa metabólica Glicogenólise muscular > oferta de glicose Lipólise > oferta de AGL Fluxo de sangue aos músculos ativos (vasodilatação) Aumentam Medula Adrenal Fluxo sanguíneo para as vísceras Ação da insulina Diminuem Medula Adrenal Catecolaminas Glicogênio Glicose Oxidação de AGL Fígado (Glicogenólise) Tecido Adiposo (Lipólise) AGL Triglicerídeos AGL + Glicerol Glicose Catecolaminas Sangue Tecidos Glicose 06/09/2015 9 Catecolaminas Córtex Adrenal Auxiliam o organismo na adaptação ao estresse Auxiliam na manutenção da glicemia Lipólise (> oferta de AGL e Glicerol) Proteólise (> oferta de aa) Gliconeogênese Hepática (> oferta de glicose) Amplifica o efeito das catecolaminas Vasoconstrição > Lipólise Cortisol Proteínas Aminoácidos Oxidação de AGL Músculo Tecido Adiposo (Lipólise) AGL Triglicerídeos AGL + Glicerol Glicose Cortisol Sangue Tecidos Glicose Aminoácidos e Glicerol Glicose Gliconeogênese Treinados X Não- treinados Testosterona Principal hormônio sexual masculino, sendo produzido pelas células de Leydig dos testículos Nas mulheres, é liberado principalmente do córtex da adrenal Estimula a secreção do GH, que por sua vez estimula a produção de IGF-1 no fígado Ações BERNE et al. (2004) Androgênicas Anabólicas Essencial para o crescimento, desenvolvimento, diferenciação sexual e função reprodutiva Testosterona 06/09/2015 10 HAKKINEN et al. (2001) Apesar de ser considerada um dos principais hormônios anabólicos para os homens, este não é o caso para as mulheres [Testosterona] em mulheres são inferiores Porém, as [ ] basais de GH em mulheres são mais elevadas que em homens; além disso, exibem maiores elevações induzidos pelo EF Testosterona Respostas Hormonais ao Exercício Exercícios de curta duração: a concentração de testosterona (total e livre) aumenta. Proporcional a intensidade do exercício! (Quanto maior a intensidade, maior liberação) Respostas Hormonais ao Exercício INTENSIDADE E VOLUME IDADE TESTOSTERONA MASSA MUSCULAR São observados aumentos na Testosterona Livre e Testosterona Total Outros estudos falharam em detectar mudanças nas concentrações basais de testosterona após treinamento 06/09/2015 11 Insulina Produzida pelas células Beta do Pâncreas Ação Hipoglicemiante Aumenta síntese de proteínas e gorduras Aumenta a translocação de GLUT-4 Promove glicogênese, lipogênese e proteogênese Inibe glicogenólise e lipólise Efeitos Metabólicos Insulina 06/09/2015 12 Glucagon Produzida pelas células Alfa do Pâncreas Ação Hiperglicemiante Aumenta a glicogenólise hepática Aumenta a gliconeogênese Inibe a glicogênese, lipogênese e proteogênese 06/09/2015 13 Exercício Físico e Diabetes II Em triatletas, GLUT 4 reduz após 10 dias de destreinamento Exercício pode melhorar em até 40% a sensibilidade à insulina Exercício Físico e Diabetes II Efeito mantido até 48h após EF O que pode ser recuperado rapidamente com o retorno da atividade Se interrompido o TF, as melhoras obtidas com relação a sensibilidade a insulina desaparecem Exercício Físico e Diabetes II Treinamento causa adaptação a longo prazo na responsividade à insulina Maior capacidade oxidativa e aumento no conteúdo e atividade dos GLUT-4 Maior densidade capilar no músculo GOODYEAR, 1992 06/09/2015 14 Exercício Físico e Diabetes II O TF melhora a sensibilidade à insulina e controle glicêmico (principalmente em diabéticos As mudanças na sinalização da insulina e aumento do GLUT-4 contribuem para este efeito Esses mecanismos podem ocorrer mesmo sem aumento da massa muscular 06/09/2015 15 Insulina Glucagon Adrenalina/ Noradrenalina Glicogênio Glicose TG AGL AGL plasmáticos Mantém a Glicemia Fígado Cél. Adiposa Efeitos da atividade simpática aumentada sobre o metabolismo durante o exercício físico aeróbico Comportamento Hormonal no Exercício
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