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THIAGO PRATA- UFS- FISIOLOGIA ENDÓCRINO FISIOLOGIA DA GLÂNDULA ADRENAL – CAPÍTULO 66 1.0- INTRODUÇÃO O córtex da adrenal é derivado de células mesenquimatosas da cavidade celômiaca O córtex da adrenal está distribuído em três áreas bem definidas: o Glomerulosa- mais externa; 15% do córtex; síntese de mineralocorticoides. o Fasciculada- intermediária; 75% do córtex; síntese de glicocorticoides. o Reticular- mais interna; 10% do córtex; síntese de esteroides C19 (andrógenos). Vascularização: Artérias renais ou aorta abdominal>>> adentra ao córtex>>>> segue para a região medular>>> veia adrenal>>> veia cava inferior. O fluxo sanguíneo é importante para permitir a síntese e a secreção de epinefrina em grandes concentrações porque os glicocorticoides irão ativar a enzima feniletanolamina-N-metil-transferase), enzima chave na produção de epinefrina. 2.0- A ESTEROIDOGÊNESE ADRENAL O colesterol é o percursor comum de todos os hormônios adrenocorticais. Ele é proveniente da acetil- coenzimaA, mas, a maior parte, é derivada da lipoproteína de baixa densidade (LDL), encontrada no sangue. o O LDL é capturado por receptores específicos na parede da membrana. Quando entra na célula, o colesterol é esterificado e colocado em vacúolos. o O ACTH regula a hidrólise dos ésteres de colesterol pela ativação da colesterol esterase e inibindo a acetil-transferase A proteína StAR facilita o transporte do colesterol para a membrana mitocondrial interna, onde ele será processado. 2.1- A síntese de glicocorticoides, mineralocorticoides e andrógenos THIAGO PRATA- UFS- FISIOLOGIA ENDÓCRINO A enzima P45SCC catalisa a clivagem da cadeia lateral do colesterol, convertendo-o em pregnenolona. Esse passo ocorre após o transporte de colesterol para a membrana mitocondrial interna. Além disso, é o passo LIMITANTE da esteroidogênese. Síntese dos glicocorticoides: o A pregnenolona sofre desidrogenação da posição 3β, formando progesterona- enzima: 3β-hidroxiesteroide desidrogenase (3β- HSD) o Pregnenolona e progesterona podem ser hidroxiladas em C17α para formar, respectivamente, 17α-hidroxipregnenolona e 17α-hidroxiprogesterona. – Enzima: 17α- hidroxilase. Via alternativa produção de 17α-hidroxiprogesterona a 17α- hidroxiprogesterona com a enzima 3β-HSD. o A enzima 21- hidroxilase converte 17α- hidroxiprogesterona em 11-desoxicortisol. Ocorre no retículo endopasmático o A 11β-hidroxilase catalisa a reação final a cortisol. Ocorre na membrana interna da mitocôndria novamente. Síntese de aldosterona- é regida pelo sistema renina-angiotensina. De forma mais direta sob influência da concentração de angiotensina II e potássio. o Produção de menina: no sistema justaglomerular; é estimulada pela diminuição da concentração de sódio e perda no volume de eletrólitos. o Reações até a progesterona iguais ao que ocorre na zona fasciculada com o colesterol. A partir daí, temos: Hidroxilação do carbono 21 pela ação da enzima 11-desoxicorticosterona, formando corticosterona. A enzima aldosterona sintetase catalisa a reação de corticorterona e aldosterona. A adrenal é responsável pela síntese de 50% dos andrógenos da mulher. No homem, quem produz são os testículos. Síntese de andrógenos o É estimulada pelo ACTH THIAGO PRATA- UFS- FISIOLOGIA ENDÓCRINO 2.2- Regulação da esteroidogênese adrenal 2.2-1. Secreção dos glicocorticoides A síntese ocorre na zona fasciculada com estímulo do hormônio adenocorticotrófico (ACTH). O cortisol é sintetizado na hipófise anterior a partir de um precursos denominado pró- opiomelanocortina (POMC). A clivagem de POMC dá origem a: o ACTH; o Hormônio melanócitos-estimulantes (MSH α, β, e γ); o β-endorfina. Um sítio de regulação a secreção de ACTH estão nos neurônios hipotalâmicos do núcleo paraventricular (NPV) Circuitos de retroalimentação (checar imagem a seguir) Secreção pulsátil de ACTH e a secreção do cortisol obedecem a um padrão de ritmo circadiano endógeno. o Núcleo supraquiasmático (captura sinais de claro/escuro e transmite-os para o núcleo paraventricular. Este modula a secreção de CRH. O pico de secreção de ACTH e cortisol basais se encontra das 6-9h em pessoas com hábito diurno, com queda no período noturno (menor nível basal das 23-3h) NPV no hipotálamo Secreção de corticotrofina (CRH) e vasopressina (AVP) Receptores CRH-R1 e receptor tipo 3 da AVP nos corticotrovos Efeito biológico: síntese e maturação de POMC Secreção de ACTH THIAGO PRATA- UFS- FISIOLOGIA ENDÓCRINO A secreção de glicoccorticóides é regulada,também, por fatores como estresse e citocinas inflamatórias. o Situações inflamatória, febre, cirurgia, queimadura, hipotensão arterial e hipoglicemia aumentam a secreção de cortisol e de ACTH, por meio de ações centrais mediadas por CRH e AVP. o Ansiedade crônica leva a um estado constante de alta de cortisol. 2.2-2. Ações do ACTH A função do ACTH é estimular a esteroidogênese adrenal, que resulta em produção de cortisol. O ACTH regula passos chave da esteroidogênese, como a expressão do gene do transportador StAR e da enzima chave da P45SCC, que cliva a cadeia lateral do colesterol, formando a pregnenolona. O ACTH aumenta a síntese das enzimas envolvidas na esteroidogênese, como também na síntese do seu próprio receptor nas células adrenocorticais. O ACTH estimula o trofismo de células das zonas fasciculada e reticular da adrenal. Resumo da ação do ACTH e receptor acoplado a proteína Gs (ver imagem e legenda) 2.2-3. Controle da secreção de aldosterona É regulado pelo sistema renina-angiotensina-aldosterona (SRAA) e concentração de potássio. A molécula precursora de SRAA é o tetradecapeptídeo angiotensinogênio, produzido no fígado e hidrolisado a decapeptídeo angiotensina I, pela ação proteolítica da enzima renina. o A síntese de renina ocorre na região justaglomerular em uma região especializada do néfron, sendo o componente simpático muito forte nessa região. o A secreção de renina é controlada pela pressão arterial renal, concentração de sódio ou fluido tubular, assim como a atividade do SNA simpático. A ação do componente simpático se deve aos barorreceptores do seio carotídeo que enviam a informação de pressão. Baixa da pressão: aumenta a renina/ Alta pressão: diminuição da renina. o Barorreceptores das arteríolas aferentes renais também dão os sinais do fluxo e pressão sanguínea. o A angiotensina I é convertida a angiotensina II (ANG II) pela enzima conversora de angiotensina (ECA). ECA se encontra nas superfícies epiteliais e endotelias do pulmão e renais dos rins, cérebro, glândulas adrenais e ovários. THIAGO PRATA- UFS- FISIOLOGIA ENDÓCRINO Ações da angiotensina II (ANG II): o Suas ações são mediadas pelos receptores de ANG II: AT1 e AT2 . o ANG II induz a síntese de enzimas necessárias para síntese de aldosterona, proliferação de células adrenocorticais e indução de receptores AT1. o O efeito de vasoconstrição arteriolar eleva a pressão arterial, aumenta a reabsorção do sódio pelo túbulo proximal e estimula o centro a sede e secreção de vasopressina. o Mecanismo de ação que libera a síntese não é muito claro, mas, mesmo assim, o livro coloca só para complicar minha vida!!!!! Ligação de ANG II + AT1>>> produz IP3 e diacilglicerol>>>> Ativa a PKC>>>> fosforilam e ativam diversos fatores de transcrição, como CREB e ATF-1. Concentração extracelular do potássio. A alta concentração de potássio aumenta a síntese de aldosterona na zona glomerular. K+>>> despolariza a membrana>>>>abre canais de Ca+2>>>> PKC>>> fosforila fatores de transcrição>>> síntese de enzimas. O ACTH faz os níveis basais de aldosterona variarem de 10-20% (pouco importante). Ele aumenta os precursores da via. 2.2-4. Secreção de andrógenos adrenais ACTH e outros fatores desconhecidos estimulam a secreção de andrógenos adrenais, como DHEA e androstenediona. Os andrógenos adrenais apresentam ritmo circadiano semelhante ao cortisol. A secreção de andrógenos varia durante a vida de indivíduos. o Na fase fetal, as glândulas adrenais produzem quantidades excessivas de SDHEA que decai nos primeiros anos de vida. o Entre 6 a 8 anos, há uma grande secreção de hormônios adrenais, chamado de adrenarca. o Durante a segunda década de vida, há aumento desses hormônios, estabilizando-se na vida adulta. o Há decaimento da produção e secreção em idoso. 3.0- METABOLISMO DOS ESTERÓIDES ADRENAIS O cortisol é um hormônio lipossolúvel. Dessa forma, 80% dele está associado a uma proteína plasmática produzida no fígado, a globulina transportadora de cortisol (CBG); 10-15% ligado a albumina; 5% livre (responsável pela ação fisiológica). A bioatividade dos glicocorticoides (cortisol no homem) depende da ação das duas enzimas da imagem a seguir. A conversão de cortisol em cortisona inativa o metabólito. THIAGO PRATA- UFS- FISIOLOGIA ENDÓCRINO A 11 β-HSD do tipo 1 é expressa no fígado, testículo, pulmão e tecido adiposo. Ela catalisa a oxidação do cortisol com NADP+ como co-fator. A 11 β-HSD do tipo 2 inativa o metabólito no rim, cólon e glândula salivar. Cortisol e cortisona são reduzidos no fígado e excretados na urina. A secreção de cortisol livre é comum até certas concentrações, servindo de base para o cálculo do cortisol. 4.0- AÇÕES DOS GLICOCORTICOIDES 4.1- Metabolismo de carboidratos São contrarreguladores da insulina, evitando hipoglicemia. Estimula: o Neoglicogênese hepática- aumenta a atividade das enzimas chave da via como a fosfoenolpiruvato carboxiquinase (PEPCK) e glicose-6-fosfatase. Ele aumenta os substratos no fígado, como aminoácidos do tecido muscular e glicerol do tecido adiposo. o Diminui a utilização periférica de glicose, atuando no receptor de insulina, diminuindo a expressão de transportadores GLUT. 4.2- Metabolismo de lipídios Promove a adipogênese, através de diferenciação de adipócitos. Resulta em obesidade visceral. o Em situações de excesso de glicocorticoides, há predomínio do acúmulo de gordura na região intra-abdominal, visto que ela apresenta mais receptores para glicocorticoides do que outras áreas. 4.3- Pele Inibição da divisão de queratinócitos e dos fibroblastos, diminuindo a matriz extracelular. Diminui a divisão de células da epiderme >>>> menor síntese de colágeno. 4.4- Tecido muscular Leva a atrofia muscular>>> resultado da inibição da síntese proteica e captação de aminoácidos pelo músculo. THIAGO PRATA- UFS- FISIOLOGIA ENDÓCRINO 4.5- Imunomodulação Efeitos antiinflamatórios e imunosupressivos. o Eles reduzem os eosinófilos e linfócitos no sangue, levando estes últimos para o baço, linfonodos e medula óssea. o Aumenta o número de neutrófilono sangue. o Inibe a produção de citocinas pelos linfócitos. 4.6- Rins Os glicocorticoides estimulam a síntese de angiotensinogênio Ainda nos rins, dependendo da atividade da 11β-HSD2, o cortisol, por meio do receptor para mineralocorticóides, pode agir nos túbulos distais causando retenção de sódio e excreção de potássio. 4.7- Cardiovasculares Aumenta o efeito da ANG II e da epinefrina (fatores vasoativos), mantendo a pressão sanguínea. Exposição excessiva a altas concentrações de glicocorticoides resultam em hipertensão arterial. Os glicocorticoides não são inativados nos túbulos renais pela 11B-HSD2, resultando em maior efeito de mineralocorticoides. o Além disso, causa maior reatividade a fatores vasoativos e reduz a síntese de óxido nítrico, um importante vasodilatador. 4.8- Osso Exposição prolongada ou crônica a glicocorticoides resulta em osteopenia ou osteoporose. Efeito direto nos osteoblastos, inibindo a multiplicação celular, atividade da fosfatase alcalina e produção de colágeno tipo I e de osteocalcina. o Inibe a produção do fator de crescimento de insulina-símili 1 (IGF-I) e IGF-II pelos osteoblastos. Diminuem a absorção de cálcio no intestino, inibindo as ações da vitamina D. A secreção compensatória de paratormônio aumenta a atividade de osteoclastos 4.9- Sistema nervoso central É o sítio de ação de glico e mineralocorticoides. O glicocorticoides influenciam no comportamento e humor do indivíduo 4.10- Síndrome de Cushing É decorrente do excesso de glicocorticoides. Causa: exógena (ingestão de glicocorticoides) ou endógena (tumor na hipófise, produzindo ACTH ou tumor no adrenal produtor de cortisol. Sinais e sintomas: presença de face em forma de lua-cheia, obesidade predominantemente abdominal, preenchimento das fossas supraclaviculares, fraqueza muscular, osteoporose, estrias vermelhas e equimoses (fragilidades da pele). Há perda do ritmo circadiano do eixo hipotálamo-hipófise-adrenal (HHA) com valores sempre elevados. O eixo HHA perde seu mecanismo de feedback negativo. 4.11- Mecanismo de ação dos glicocorticoides: o receptor do glicocorticoide Receptor de glicocorticoides (GR)- citosólico. É similar a receptores de progesterona e mineralocorticoides. Morfologia do receptor: o 5 a 6 regiões (A-F) com 3 domínios principais. o A porção aminoterminal (região A/B): ela contém o domínio de transativação, apresentando sequências responsáveis pela ativação de genes-alvo e componentes básicos da transcrição gênica. o A região central da molécula (região C) apresenta duas sequências chamadas dedos de Zinco. Lá o DNA se liga e participa da dimerização, translocação nuclear e transativação da molécula. o A região E (carboxiterminal) da molécula é responsável por se ligar com o hormônio. O receptor GR inativo se encontra ligado à proteína chaperonas no citoplasma. THIAGO PRATA- UFS- FISIOLOGIA ENDÓCRINO Ao se ligar com o glicocorticoide o receptor GR dissocia-se das proteínas chaperonas e há mudança conformacional da molécula. Há hiperfosforilação do receptor, após ligação com o agonista, e GR+glicocorticoide sai do citoplasma e se dirige para o núcleo. Formas de ação: o Ligação direta de GR+glicocorticoide a sequências específicas de DNA, os elementos responsivos aos glicocorticoides (GRE). O contado com os domínios de transativação ativam a transcrição gênica. A ligação de GR a GRE faz com que os fatores coativadores sejam recrutados e/ou remodelação gênica aconteçam. o A ligação de GR a nGRE (elementos responsivos negativos de glicocorticoide) inibe a transcrição gênica, ocorrendo na região promotora do gene. Os efeitos anti-inflamatório e imunossupressor derivam de supressão gênica. 5.0- AÇÕES DA ALDOSTERONA A ação dos mineralocosticoides (sendo o principal a aldosterona em humanos) estão implicados na regulação de sódio e água através da regulação do transporte de sódio em tecidos epiteliais. Além disso, tem efeito no sistema nervoso e cardiovascular. Aldosterona: homeostase eletrolítica e pressão arterial. o Reabsorção de sódio e secreção de potássio e hidrogênio em tecidos epiteliais. O transporte de sódio pela membrana apical se dá através de um canal de sódio sensível à milorida (ENaC). Representa o passo limitante no transporte iônico regulado por aldosterona. o A meia-vida da ENaC é curta, sendo o ligante Nedd4-2 o responsávelpor direcionar o ENaC para a degração lisossomal. o A sgk fosforila o Nedd4-2, inibindo sua ação. o Ou seja, há aumento da produção de canais de sódio e diminuição da sua destruição. Na membrana basolateral, o transporte ativo se dá pela bomba Na+/K+ATPase. A aldosterona aumenta a síntese dessa bomba e modula seu efeito positivamente. THIAGO PRATA- UFS- FISIOLOGIA ENDÓCRINO No sistema cardiovascular a aldosterona induz a hipertensão arterial, modulando o tônus vascular, aumentando a sensibilidade a catecolaminas ou aumentando a expressão de receptores de ANG II. o Estimula também a fibrose perivascular e cardíaca. Efeito na resistência a insulina: o excesso de aldosterona induz hipocalemia, a qual diminui a secreção de insulina, diminuindo a afinidade desta ao seu receptor. Efeitos no sistema nervoso central= manutenção da homeostase em condições basais, homeostase de sódio, regulação da pressão arterial, regulação do eixo HHA, aprendizado e memória. o Ausência da enzima 11 β-HSD tipo 2 (exceto em algumas áreas, como hipotálamo anterior, hipófise anterior, hipocampo e tronco encefálico), tendo o receptor de mineralocorticoide como ligantes dos próprios mineralo e os glicocorticoides. Hipocampo: resposta ao estresse Indução do aumento da pressão arterial e tônus simpático para rins, coração e musculatura lisa vascular. Amigdalas: aumenta o apetite por sódio. 5.1- Hiperaldosterismo primário Etiologia: provavelmente um tumor O que ocorre? Hiperprodução de aldosterona Epidemiologia: 5-10% das causas de hipertensão arterial. Sinais e sintomas: Hipertenção; hipocalemia>>>cãibras, fraqueza muscular e parestesia (formigamento), aumento do fluxo urinário, arritmia cardíaca e intolerância a glicose; inativação do sistema renina angiotensina 5.2- Mecanismo de ação da aldosterona A ativação de MR (receptor de mineralocorticoide) têm ação gênica, semelhante ao receptor GR, mas desempenha funções diferentes. o Ele é um receptor intracelular ligado a proteínas chaperonas. A 11 β-HSD tipo 2, presente em alguns MR, é muito importante para converter o cortisol em uma forma biologicamente inativa para, dessa forma, não haver impedimento da ligação de adosterona no sítio. A aldosterona possui efeitos não genômicos, como aumento da resistência vascular e redução do débito cardíaco. 6.0- AÇÕES DOS ANDRÓGENOS ADRENAIS DHEA, SDHEA e androstenediona são os andrógenos adrenais. Eles possuem ação pouco eficaz em tecidos periféricos. Quando convertidos à testosterona e 5α-diidrotestosterona, ganham força. O aparecimento de pelos pubianos da pubarca associados a adrenarca sugere possível papel como precursor de andrógenos. Nas mulheres, os andrógenos adrenais se convertem a testosterona e têm função periférica tímida. Em homens, isso não ocorre porque há produção suficiente nos testículos. Suposições de ação (odeio!): o DHEA: atua como um neuroesteroide o DHEA e SDHEA: papel no controle da competência imunológica, integridade músuculo- esquelética e no processo aterosclerótico. THIAGO PRATA- UFS- FISIOLOGIA ENDÓCRINO Reações de andrógeno também estimulam os folículos pilosos. O mecanismo de ação é gênico, sendo semelhante aos receptores GR e MR. o Os andrógenos adrenais só têm ação após serem convertidos em testosterona 7.0- MEDULA ADRENAL A medula da adrenal é formada por células cromafins produtoras de catecolaminas (Dopamina (não produz), noradrenalina e adrenalina (principal)). o Atuam como neurônios pós-ganglionares do sistema nervoso simpático, sendo os nervos esplênicos os transmissores de fibras dos neurônios pré-ganglionares (que liberam acetilcolina). A alta concentração de glicocorticoides, provenientes do córtex adrenal, é essencial para atividade enzimática que processa noradrenalina e adrenalina. 7.1- Biossíntese das catecolaminas 7.2- Metabolismo dos carboidratos THIAGO PRATA- UFS- FISIOLOGIA ENDÓCRINO 7.3- Ações das catecolaminas São degradadas no fígado por enzimas COMT e MAO. O produto final VMA é secretado pela urina. 7.3-1. Manutenção do estado de alerta Efeitos do sistema nervoso simpático (dilatação de pupila, piloeração, sudorese, dilatação brônquica, taquicardia, inibição da motilidade do trato gastrointestinal e contração dos esfíncteres vesical e intestinal. 7.3-2. Ações metabólicas Maior produção de substrato energético. Maior libração de glucagon frete a insulina. Estimula processos catabólicos. 7.3-3. Ações cardiovasculares Causa vasodilatação- adrenalina- receptores α2adrenérgicos. Vasoconstrição- noradrenalina- receptores α1adrenérgicos. 7.4- Receptores adrenérgicos THIAGO PRATA- UFS- FISIOLOGIA ENDÓCRINO
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