Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
Primeira Parte Sistema endócrino, hormônios e conceito de célula-alvo O sistema endócrino tem a função de garantir o fluxo de informações entre diferentes células, permitindo a integração funcional do organismo. As várias funções do sistema endócrino compreendem: 1 – Manter a homeostasia do meio interno 2 – Promover crescimento e desenvolvimento 3 – Garantir a reprodução Assim, de uma maneira geral, a endocrinologia estuda as glândulas endócrinas e seus hormônios. Os hormônios desempenham papel crucial na atividade de todos os principais sistemas fisiológicos do corpo. São de importância particular na regulação do crescimento, do desenvolvimento, do metabolismo e da manutenção de ambiente interno estável, bem como nos processos reprodutivos. Em princípio, os hormônios foram considerados sinais químicos, secretados por uma glândula endócrina específica e liberados na corrente sangüínea para serem transportados até as células-alvo. Embora muitos hormônios e glândulas se enquadrem nesta definição clássica, não há dúvida, hoje em dia, de que esta descrição precisa ser ampliada para incluir vários tecidos que embora desempenhem outras funções essenciais no organismo, também sintetizam e secretam substâncias que exercem efeitos sobre as outras células. Podemos citar o fígado, que secreta vários fatores de crescimento, o coração que secreta o peptídeo natriurético atrial (ANP) e o cérebro que secreta hormônios específicos pelo hipotálamo. Recentemente, foi constatado que o tecido adiposo secreta um hormônio (leptina) que é transportado até o cérebro, onde atua na regulação da ingestão de alimentos. Sabe-se também que várias células tumorais podem secretar hormônios polipeptídicos, podendo resultar em processos mórbidos. O fluxo de informações intercelular ocorre a partir dos efeitos biológicos determinados por estas moléculas que são chamadas de hormônios. Desta ação endócrina participam a célula secretora e a célula alvo: Célula secretora é a responsável pela síntese e secreção do hormônio Célula-alvo é aquela que vai reconhecer o hormônio e modificar alguma função celular como resposta à ação deste hormônio A célula-alvo para um hormônio expressa um receptor específico que reconhece tal hormônio e, desta forma, a célula pode ter suas funções reguladas. Relação funcional dos sistemas nervoso e endócrino Organismos multicelulares complexos necessitam de sistemas de coordenação capazes de regular e integrar as funções dos diferentes tipos de células. Os dois sistemas de coordenação desenvolvidos para essa finalidade são o sistema nervoso e o sistema endócrino. O sistema nervoso utiliza sinais elétricos para transmitir, com extrema velocidade, a informação para células-alvo distintas, enquanto o sistema endócrino emprega sinais químicos para regular a atividade de determinadas populações celulares. Os agentes químicos, os hormônios, são produzidos por um tipo particular de célula e são transportados pela corrente sangüínea até outras células, sobre as quais exercem o efeito regulador. Apesar de diferentes em vários aspectos, o sistema nervoso e o sistema endócrino estão estreitamente ligados. Muitos neurônios são capazes de secretar hormônios (neurossecreção), como ocorre no hipotálamo. Foi constatado que certos agentes que, em princípio, eram considerados só atuantes como hormônios transportados pelo sangue, também atuam como neurotransmissores no sistema nervoso central, destacando-se a gastrina e a colecistocinina. Classificação dos hormônios Os hormônios podem ser divididos em dois grupos de acordo com suas solubilidades: 1. Os hormônios lipossolúveis (hormônios tireoidianos e esteróides), que atravessam a membrana plasmática de suas células-alvo e interagem com receptores intracelulares específicos, que por sua vez vão se ligar a seqüências específicas no DNA (denominadas elementos responsivos aos hormônios – HREs), para exercerem sua função fisiológica através da regulação da expressão gênica. 2. O outro grupo é formado pelos hormônios hidrossolúveis (peptídeos/protéicos e catecolaminas – ACTH, TSH e epinefrina, por exemplo) que não são capazes de atravessar a membrana plasmática, tendo que interagir com receptores específicos localizados na membrana das células-alvo. Nesse caso, a combinação destes hormônios com seus receptores desencadeia uma série de alterações membranares e citoplasmáticas, gerando mensagens amplificadoras do sinal hormonal, através de mensageiros secundários. Essa transdução do sinal hormonal permite o efeito biológico final, próprio de cada hormônio (regulação de uma função fisiológica). Quanto à natureza química, os hormônios são divididos em: 1. Peptídeos e derivados, incluindo polipeptídeos complexos (como gonadotrofinas e hormônio do crescimento), peptídeos de tamanho intermediário (por exemplo, a insulina e o glucagon), pequenos peptídeos (os hormônios hipotalâmicos – GnRH e TRH) e derivados de aminoácidos (como catecolaminas, serotonina, histamina). 2. Esteróides, hormônios que são sintetizados a partir do colesterol (testosterona, estradiol, progesterona, aldosterona). Mecanismo de ação Os receptores da membrana plasmática Os receptores de membrana são proteínas integrais da membrana cujo domínio extracelular contém o sítio de ligação ao hormônio. Como a membrana plasmática é uma bicamada lipídica, estes receptores apresentam um ou mais domínios hidrofóbicos, na forma de -hélice, que atravessam a membrana plasmática. Aqui estão relacionados alguns dos mecanismos de ação celular dos hormônios hidrossolúveis: receptores que interagem com proteínas G; receptores com atividade própria de tirosina-quinase; receptores que formam canais iônicos. Um dos mecanismos de ação mais comuns que utilizam a via da proteína G é o Sistema Adenilato-ciclase/AMP cíclico. Esse mecanismo é usado por muitos hormônios, como o ACTH e o FSH. O primeiro mensageiro, que é o hormônio em questão, interage na membrana celular da célula- alvo com um receptor específico para este hormônio. Este receptor se encontra acoplado à proteína G que é ativada quando da ligação do hormônio ao receptor. A proteína G possui 3 subunidades chamadas de , β e γ. A subunidade pode ligar a guanosina-difosfato (GDP), configurando a proteína G inativa, ou pode ligar a guanosina-trifosfato (GTP), que caracteriza a proteína G ativa. Além disso, a proteína G pode ser estimuladora (Gs) ou inibidora (Gi). Assim, quando ocorre ativação da proteína Gs, esta irá ativar a adenilato-ciclase. Por sua vez, a adenilato-ciclase ativada catalisa a transformação de ATP em AMPc (AMPcíclico, o segundo mensageiro) que irá ativar a proteína quinase A, levando a uma cascata de fosforilações que, finalmente, ativa ou inativa as enzimas-alvo, responsáveis por vias metabólicas que estão sob controle do hormônio em questão. Contudo, alguns hormônios causam diminuição do AMPc por se ligarem à proteína G inibitória (Gi). Assim, a adenilato-ciclase será inibida, reduzindo a formação de AMPc e a fosforilação de enzimas-alvo. É o que acontece com a PGE1 (prostaglandina) em suas células-alvo ou com as catecolaminas nos receptores 2. As ações do AMPc são terminadas por sua hidrólise que é catalisada pela fosfodiesterase. A desfosforilação das enzimas-alvo é catalisada por fosfatases. Os receptores intracelulares Os hormônios lipossolúveis, como os esteróides (glicocorticóides, corticóides, mineralocorticóides, estrógenos, progesterona e andrógenos) e os hormônios tireoidianos, atravessam a membrana celular, dirigindo-se ao seu local de ação intracelular. Estes hormônios, de uma maneira geral, são transportadostanto no plasma sangüíneo como no citosol por ligação a moléculas protéicas ou lipoprotéicas, formando um complexo hidrossolúvel. No plasma, a fração ligada é considerada um reservatório hormonal extracelular e a fração livre é a responsável direta pelo aporte de moléculas hormonais para os tecidos-alvo. Através deste mecanismo, o hormônio, encontrando a sua respectiva célula-alvo, penetra em seu interior e, então, liga-se a um receptor específico. Ligado ao receptor, o hormônio atinge o núcleo da célula, onde genes específicos serão ativados. Com a ativação de determinados genes, moléculas de RNA mensageiro se deslocam para o citoplasma da célula e determinam a síntese de certas proteínas. Estas proteínas, então, regulam atividades específicas da célula. Regulação da secreção hormonal A regulação da secreção hormonal é realizada por sinais neurais, alterações químicas no sangue (cálcio, potássio) e por ação de outros hormônios. Os ajustes de secreção podem ser executados por mecanismos neurais (estímulos externos ou internos) e por feedback (retroalimentação). Quando as glândulas endócrinas funcionam mal, as concentrações séricas dos hormônios podem tornar-se anormalmente altas ou baixas, alterando as funções orgânicas. Para controlar as funções endócrinas, a secreção de cada hormônio deve ser regulada dentro de limites precisos. O organismo precisa detectar a cada momento a necessidade de uma maior ou menor quantidade de um determinado hormônio. Exemplo: o hipotálamo e a hipófise secretam seus hormônios quando detectam que a concentração sérica de um outro hormônio por eles controlado encontra-se muito alta ou muito baixa. Os hormônios hipofisários, então, circulam na corrente sangüínea para estimular a atividade de suas glândulas-alvo. Quando a concentração sérica do hormônio-alvo é a adequada, o hipotálamo e a hipófise deixam de produzir hormônios, uma vez que eles detectam que, no momento, não há mais necessidade de estimulação. Assim, este sistema de retroalimentação (feedback) regula a secreção hormonal. Segunda Parte Introdução O sistema endócrino é formado pelo conjunto de glândulas (e células específicas) que apresentam como atividade característica a produção de secreções denominadas hormônios. Freqüentemente, o sistema endócrino interage com o sistema nervoso, formando mecanismos reguladores bastante precisos. O sistema nervoso pode fornecer ao sistema endócrino informações sobre o meio externo, enquanto que o sistema endócrino regula a resposta interna do organismo a esta informação. Desta forma, o sistema endócrino e o sistema nervoso atuam na coordenação e regulação das funções corporais. Glândulas endócrinas e os hormônios secretados Hipotálamo produz os seguintes hormônios ou fatores: o Hormônio liberador de tireotrofina (TRH) o Hormônio liberador de gonadotrofina (GnRH) o Hormônio liberador de hormônio do crescimento (GHRH) o Hormônio liberador de corticotrofina (CRH) o Somatostatina o Dopamina (DA) o Ocitocina o Hormônio antidiurético (ADH) Glândula pineal produz: o Melatonina Glândula pituitária (hipófise) produz: o Pituitária anterior (adeno-hipófise): Hormônio do crescimento (GH) Prolactina (PRL) Hormônio adrenocorticotrófico (ACTH, corticotrofina) Hormônio estimulante da tireóide (TSH, tirotrofina) Hormônio folículo-estimulante (FSH, uma gonadotrofina) Hormônio luteinizante (LH, uma gonadotrofina) o Pituitária posterior (neuro-hipófise) armazena e libera os seguintes hormônios produzidos no hipotálamo: Ocitocina Hormônio antidiurético (ADH) Glândula tireóide produz: o Triiodotironina (T3), uma forma potente de hormônio da tireóide o Tiroxina (T4), uma forma menos ativa de hormônio da tireóide o Calcitonina Glândula paratireóide produz: o Hormônio da paratireóide (PTH) Átrio produz: o Peptídeo natriurético atrial (ANP) Estômago e intestinos produzem: o Colecistocinina (CCK) o Gastrina o Secretina o Somatostatina Fígado produz: o Fator de crescimento semelhante à insulina (IGF) Ilhotas de Langerhans no pâncreas produzem: o Insulina o Glucagon o Somatostatina Glândulas adrenais produzem: o Córtex adrenal Glicocorticóides (principalmente cortisol) Mineralocorticóides (principalmente aldosterona) Andrógenos (incluindo DHEA e testosterona) o Medula adrenal Adrenalina (epinefrina) Noradrenalina (norepinefrina) Rim produz: o Renina o Eritropoietina (EPO) o 1,25-diidroxicolecalciferol, a forma mais ativa da vitamina D Pele produz: o Vitamina D Tecido adiposo produz: o Leptina Testículos produzem: o Andrógenos (principalmente testosterona) Folículo ovariano produz: o Estrógenos (principalmente estradiol) Corpo lúteo produz: o Progesterona o Estrógenos (principalmente estradiol) Placenta (quando grávida) produz: o Progesterona o Estrógenos (principalmente estriol) o Gonadotrofina coriônica humana (HCG) o Lactogênio placentário humano (HPL) Fisiologia do Sistema hipotalâmico-hipofisário Introdução O hipotálamo e a hipófise funcionam de maneira coordenada, comandando a maioria dos sistemas endócrinos. Suas relações internas, anatômicas e funcionais são elaboradas e sutis. A unidade hipotálamo-hipófise regula a função da tireóide, da adrenal, das glândulas reprodutoras, além de controlar o crescimento somático, a lactação, a secreção do leite e a osmolaridade. Dois hormônios, o hormônio antidiurético (ADH) ou vasopressina, e a ocitocina são sintetizados pelos neurônios do hipotálamo, mas são armazenados e secretados pela glândula hipófise posterior ou neuro-hipófise. O hormônio adrenocorticotrófico (ACTH), hormônio tireóide-estimulante (TSH), hormônio luteinizante (LH), hormônio folículo-estimulante (FSH), hormônio do crescimento (GH) e a prolactina são sintetizados, armazenados e secretados pelas células endócrinas da glândula hipófise anterior ou adeno-hipófise. Hipotálamo O hipotálamo produz diversas substâncias denominadas fatores ou hormônios de liberação ou de inibição hipotalâmicos. Estas substâncias, atingindo as células da adeno-hipófise, aumentam ou diminuem a secreção de determinados hormônios. Estes fatores hipotalâmicos, uma vez secretados, atingem rapidamente as células da adeno-hipófise através de um sistema de vasos denominado sistema porta hipotálamo-hipofisário. • GHRF – Fator de Liberação do Hormônio do Crescimento – Estimula a secreção do Hormônio do Crescimento (GH). • GHRIF – Fator Inibidor da Liberação do Hormônio do Crescimento (ou Somatostatina) – Inibe a síntese e liberação do GH e do TSH. • TRF – Fator de Liberação da Tireotrofina – Estimula a secreção do Hormônio Estimulante da Tireóide (TSH). • CRF – Fator de Liberação da Corticotrofina – Estimula a secreção do Hormônio Adrenocorticotrófico (ACTH). • LRF - Fator de Liberação das Gonadotrofinas – Estimula a secreção das gonadotrofinas (FSH e LH). • PRF – Fator de Liberação da Prolactina – Estimula a síntese e liberação da Prolactina. • PIF – Fator de Inibição da Prolactina (ou dopamina) – Inibe a secreção da Prolactina. Hipófise anterior ou adenohipófise • GH (somatotrofina) – Hormônio do Crescimento – promove um crescimento na maioria dos tecidos do nosso corpo. • TSH (tireotrofina) – Hormônio Estimulante da Tireóide – estimula as células foliculares tireoidianas a aumentarem a síntese e liberação dos hormônios tireoidianos. • ACTH (corticotrofina) – Hormônio Adrenocorticotrófico – estimula ocórtex da glândula supra-renal a aumentar a síntese e liberação de seus hormônios. • FSH (gonadotrofina) – Hormônio Folículo-Estimulante – estimula o crescimento e desenvolvimento dos folículos ovarianos (na mulher) e, no homem, a proliferação do epitélio germinativo e espermatogênese (nas células de Sertoli). • LH (gonadotrofina) – Hormônio Luteinizante – um dos grandes responsáveis pela ovulação, estimula a síntese de estrogênio e progesterona, mantém o corpo lúteo em atividade (na mulher) e estimula a produção de testosterona pelas células de Leydig (no homem). • PROLACTINA – estimula a produção de leite pelas glândulas mamárias. Hipófise posterior ou neuro-hipófise Armazena e libera hormônios produzidos pelo hipotálamo. • ADH – Hormônio Antidiurético – produzido pelos núcleos supra-ópticos do hipotálamo, age no túbulo contornado distal e no ducto coletor do néfron, aumentando a permeabilidade à água nestes segmentos. • OCITOCINA – produzido pelos núcleos paraventriculares do hipotálamo, promove contração da musculatura lisa uterina (muito importante durante o trabalho de parto) e contração das células mioepiteliais, nas mamas, contribuindo para a ejeção do leite (durante a fase de amamentação). Pineal Um dos principais papéis da glândula pineal, pela produção de melatonina, é sinalizar para o organismo se é dia ou noite e o sentido de mudança das estações do ano. Contudo, muitos outros processos biológicos no organismo são influenciados por este hormônio. Aqui estão listados alguns efeitos fisiológicos da melatonina: Regulação dos ritmos circadianos e sazonais Regulação do ciclo vigília-sono Regulação do sistema imunológico Regulação do sistema cardiovascular Ação antitumoral Regulação de processos antienvelhecimento Tireóide Hormônios tireoidianos T3 e T4 Sob estímulo destes hormônios, as células aumentam seu trabalho, sintetizam mais proteínas, consomem mais nutrientes e oxigênio e produzem mais gás carbônico. Hormônio tireoidiano Calcitonina Quando o nível plasmático de cálcio se torna acima do normal, as células parafoliculares da tireóide aumentam a secreção de calcitonina. Esta faz com que a calcemia (concentração de cálcio no sangue) se reduza, retornando ao normal. Paratireóides Paratormônio Quando o nível plasmático de cálcio se torna abaixo do normal, as paratireóides aumentam a secreção de paratormônio. Este faz com que a calcemia aumente, retornando ao normal. Supra-renal Hormônios do córtex da supra-renal • Mineralocorticóides: atuam no metabolismo de minerais, principalmente no controle dos íons sódio e potássio. O principal mineralocorticóide, responsável por pelo mentos 95% da função mineralocorticóide da supra-renal, é o hormônio aldosterona. Este hormônio exerce um papel crucial na regulação da pressão arterial e na homeostase eletrolítica, estimulando a reabsorção renal de sódio. • Glicocorticóides: atuam no metabolismo dos carboidratos (aumentam a glicemia), proteínas (proteólise) e gorduras (adipogênese). O principal hormônio deste grupo é o cortisol. • Androgênios: produzem efeitos masculinizantes, semelhantes àqueles produzidos pela testosterona, secretada em grande quantidade pelas gônadas masculinas. Hormônios da medula da supra-renal As catecolaminas (adrenalina ou epinefrina, e noradrenalina ou norepinefrina) promovem taquicardia (batimento cardíaco acelerado), aumento da pressão arterial e da freqüência respiratória, aumento da secreção do suor, da glicose sangüínea, da atividade mental e constrição dos vasos sangüíneos da pele. Pâncreas endócrino A secreção endócrina do pâncreas é feita através de milhares de grupamentos celulares denominados Ilhotas de Langerhans, distribuídas por todo o tecido pancreático. Cada Ilhota de Langerhans é constituída por diversos tipos de células. Destacam-se as células alfa, que produzem o hormônio glucagon; as células beta, produtoras de insulina; e as células delta, que secretam a somatostatina. Insulina • Aumenta a captação de glicose pelas células • Aumenta a formação de glicogênio • Aumenta a síntese de proteínas • Diminui a glicogenólise • Diminui a gliconeogênese • Diminui a lipólise Glucagon • Aumenta a glicogenólise • Aumenta a gliconeogênese • Aumenta a lipólise Somatostatina • Inibe a secreção do hormônio do crescimento • Forte ação inibidora da secreção de insulina e glucagon (importante ação parácrina reguladora do metabolismo dos carboidratos) • Também inibe a secreção de gastrina, secretina e do peptídeo inibidor gástrico (GIP) • Inibe diversas atividades do trato gastrointestinal (diminui motilidade, reduz secreções gastrointestinais como ácido clorídrico, bicarbonato, enzimas) Fígado O fígado produz fatores de crescimento (como o fator de crescimento semelhante à insulina), interleucinas e o angiotensinogênio. Estômago A gastrina é um hormônio produzido pelas células G das glândulas gástricas. Este hormônio estimula a produção de HCl pelas células parietais. A somatostatina é um hormônio produzido pelas células D (na base das glândulas gástricas) que inibe a produção de HCl. Intestinos A colecistocinina (CCK) é produzida pelas células I do duodeno e jejuno. Seus principais efeitos são: Aumento da secreção pancreática e biliar Contração da vesícula biliar Saciedade Diminui o esvaziamento gástrico A secretina é produzida pelas células S do duodeno e realiza as seguintes ações: Aumento da secreção pancreática e biliar Diminui a secreção gástrica de H+ Coração O peptídeo natriurético atrial (ANP) apresenta as seguintes características: • É secretado pelos átrios (estímulos para sua liberação – aumento da pressão arterial e aumento do volume do LEC, líquido extracelular) • Causa vasodilatação (diminuição da RVP, resistência vascular periférica) • Estimula excreção de Na+ e água (rim) Rim O rim atua na produção da eritropoetina (produzida por células renais peritubulares), hormônio que age diretamente nos precursores dos glóbulos vermelhos da medula óssea, estimulando a proliferação de tais células. Além disso, uma importante função do rim é o metabolismo da vitamina D, pois converte a 25-hidroxicolecalciferol circulante em 1,25-diidroxicolecalciferol, a forma mais ativa da vitamina D. Outro hormônio é a renina, produzida pelas células justaglomerulares da arteríola aferente renal. A renina liberada na circulação age sobre o angiotensinogênio, clivando-o e formando a angiotensina I, parte integrante do sistema renina-angiotensina-aldosterona. Pele Na síntese epidérmica da vitamina D3 (colecalciferol), a irradiação ultravioleta penetra na pele e atua sobre o precursor (pré-vitamina D3), transformando-o em sua forma ativa. A vitamina D é fundamental para o crescimento e a mineralização óssea. Tecido adiposo A leptina é secretada pelas células do tecido adiposo (adipócitos) na corrente sangüínea. Este hormônio participa da regulação do apetite e do gasto energético, além de estar envolvido na regulação direta do metabolismo do tecido adiposo. Testículos Testosterona e Diidrotestosterona (DHT) Diferenciação sexual durante a vida intra-uterina Desenvolvimento das características sexuais secundárias masculinas na puberdade Crescimento testicular e do pênis Crescimento linear Massa muscular aumentada Engrossamento da voz Desenvolvimento das glândulas sebáceas Padrão de pêlo masculino (pubiano, axila, barba, tronco) Espermatogênese Libido Efeitos no metabolismo lipídico (aumento do LDL) Estimulação da hematopoese Estimulação do comportamento agressivo Ovários Estrógeno Maturação e manutenção do útero, das trompas, da cérvice uterina e da vagina Desenvolvimento das características sexuais secundárias femininas na puberdade Crescimento dos ductos mamários e desenvolvimento das mamas Responsável pela proliferação e pelo desenvolvimento das células granulosas nos ovários Sensibilização dos receptores de estrógeno, progesterona e LH nos tecidos-alvo Importante na implantação do ovo Diminui o limiar uterino para o estímulo contrátil Diminui os níveis de colesterol plasmático Ativa a deposição de cálcio nos ossos Fechamento das epífises e distribuição da gordura subcutânea Ovários e placenta Progesterona Desenvolvimento lóbulo-alveolar dos ductos mamários (causando edema e dor) Bastante secretada durante a fase lútea (última fase do ciclo menstrual – do 15º ao 28º dia) Manutenção da gravidez Feedback negativo sobre a secreção de FSH e LH Aumento do limiar uterino ao estímulo contrátil durante a gravidez
Compartilhar