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TEMA: FISIOLOGIA ENDÓCRINA E EXERCICIO/BIOENERGÉTICA 1. INTRODUÇÃO A vida de cada um de nós acompanha o ritmo imposto pela sociedade, mas é imperioso ressaltar que cada organismo tem seu próprio ritmo diário, de modo que seu respectivo funcionamento varia conforme os diferentes afazeres e horários. Por conta disso, pode-se dizer que dentro do organismo humano existe um sofisticado laboratório com um exército de mensageiros químicos que influencia as nossas vidas de centenas de maneiras diferentes. Esse “relógio biológico” funciona silenciosamente, governando a rotina do dia-a-dia e podendo se atrapalhar numa situação de mudança repentina de hábito, como por exemplo: a realização de exercício físico ou uma viagem ao exterior, quando o fuso horário é modificado. Frente às mudanças repentinas de hábitos, nós podemos ajustar rapidamente o nosso relógio de pulso, porém o nosso relógio biológico não se reajusta com a mesma facilidade. Algumas glândulas levam certo tempo para mudar o seu ritmo de funcionamento, de modo que toda vez que uma nova rotina se insere no ritmo diário de uma pessoa, os ciclos internos fazem com que ela se sinta cansada e desorientada durante alguns dias, expondo seu organismo a uma espécie de guerra química que, em verdade, se traduz numa adaptação do sistema endócrino a esta nova realidade. Além disso, a mudança repentina de hábito não seria problema nenhum se em nosso organismo houvesse somente um único relógio biológico, mas o corpo humano tem muitos relógios internos e diferentes glândulas que seguem horários independentes para secretar suas substâncias (hormônios). Assim, todos os sistemas do corpo trabalham em conjunto e é por isso que, geralmente, ao meio-dia nós sentimos fome e à meia-noite temos sono. Os hormônios correm pelo corpo humano 24 horas por dia. Eles controlam os mecanismos básicos – como a fome, a sede, o sono e a disposição física. São eles que nos auxiliam em momentos de tensão ou de perigo. Eles controlam cada segundo da nossa rotina, disparando mensagens que regulam nosso ritmo. Eles influenciam tudo. Até o desejo sexual! A partir de agora, você vai começar a entender como funciona o relógio químico do nosso organismo, conhecido como sistema endócrino. 2. SISTEMA ENDÓCRINO: CARACTERÍSTICAS E ORGANIZAÇÂO O sistema endócrino integra e controla diversas funções do organismo, regulando e mantendo a homeostase, de modo que qualquer fator que desestabilize o organismo deflagra, consequentemente, uma resposta endócrina. Ele é formado por um conjunto órgãos hospedeiros (glândulas), por mensageiros químicos (hormônios) e por diversos órgãos-alvo ou receptores. 2.1. As glândulas As glândulas são órgãos que têm por função produzir e secretar substâncias com funções pré-definidas. Elas podem ser classificadas em três tipos: exócrinas, endócrinas ou anfícrinas. Do ponto de vista conceitual, são reconhecidas como glândulas exócrinas aquelas que produzem secreções ou substâncias que não são despejadas nos espaços extracelulares e que, portanto, conduzem suas substâncias diretamente para uma superfície ou cavidade corporal por canais ou ductos, sendo as glândulas sudoríparas (secretam suor), sebáceas (secretam gordura), salivares (secretam saliva), biliares (secretam bile) e mamárias (secretam leite) bons exemplos de glândulas exócrinas. As glândulas endócrinas, em contrapartida, não possuem ductos e secretam substâncias (hormônios) que são lançadas diretamente nos espaços extracelulares, sobretudo no sangue, a fim de desempenharem suas funções na comunicação intracelular. As principais glândulas endócrinas são: hipófise anterior, hipófise posterior, córtex suprarrenal, medula suprarrenal, tireoide, pâncreas, paratireoides, ovários, testículos e rins. Mais recentemente, outros tecidos corporais têm sido apontados como glândulas endócrinas, como é o caso do tecido adiposo, o qual, atualmente, é reconhecido por ser a maior glândula endócrina do nosso organismo. Na Figura 1 há uma representação esquemática das principais glândulas endócrinas. Figura 1 – Representação esquemática do sistema endócrino na mulher (esquerda) e no homem (direita). Como explicitado anteriormente, há glândulas que são denominadas glândulas anfícrinas. Essas glândulas são assim reconhecidas por manifestarem os dois tipos de função simultaneamente, ou seja, elas são ao mesmo tempo exócrinas e endócrinas. Um bom exemplo disso é o pâncreas. O pâncreas endócrino, através das ilhotas pancreáticas (chamadas antigamente de ilhotas de Langerhans), é responsável pela produção de glucagon (células alfa, 25% da ilhota), insulina (células beta, 60% da ilhota), somatostatina (células delta, 3-10% da ilhota) e polipeptídeo pancreático (células PP, 1% da ilhota). No entanto, o pâncreas também tem uma porção exócrina, que inclusive é maior do que a porção endócrina, sendo responsável pela produção de enzimas digestivas (lipase e amilase) que ajudam na digestão das proteínas. A seguir são discutidas com mais detalhes as principais glândulas endócrinas, bem como suas secreções, funções e regulações. 2.1.1 Hipotálamo Localizado na base do encéfalo, logo abaixo do tálamo, o hipotálamo desempenha um importante papel no controle endócrino, pois regula a secreção hormonal da hipófise, reconhecida por influenciar diversas funções do organismo – como, por exemplo, o metabolismo, a reprodução, as respostas aos estímulos estressores e a produção de urina. O controle hipotalâmico da hipófise é mediado graças à interligação do sistema nervoso ao sistema endócrino, a partir da síntese de neurotransmissores específicos que podem estimular ou inibir a liberação de gonadotrofinas. Esses hormônios são reconhecidos pela sigla GnRH (do inglês gonadotropin-releasing hormone). 2.1.2 Hipófise Também conhecida como glândula pituitária, a hipófise é dividida em três partes: anterior, posterior e intermediária. Apesar disso, seus dois lobos (anterior e posterior) são os mais importantes para a secreção hormonal. Pelo número de substâncias secretadas, pode-se dizer que a atividade da hipófise anterior é mais intensa quando comparada à sua parte posterior, pois enquanto a hipófise posterior secreta somente dois hormônios (ocitocina – que age na musculatura lisa da parede do útero, facilitando, assim, a expulsão do feto e da placenta; e o hormônio antidiurético (ADH) ou vasopressina – que é importante para a regulação do equilíbrio hídrico do organismo), a hipófise anterior propicia a secreção de vários hormônios, por exemplo: a somatotrofina (GH) – responsável pelo crescimento humano; o hormônio tireotrófico (TSH) – estimula a glândula tireoide; o hormônio adrenocorticotrófico (ACTH) – age sobre o córtex das glândulas suprarrenais; o hormônio folículo-estimulante (FSH) – atua sobre a maturação dos folículos ovarianos e dos espermatozoides; o hormônio luteinizante (LH) – estimulante das células intersticiais do ovário e do testículo, ele provoca a ovulação e a formação do corpo lúteo; e o hormônio lactogênico (LTH) ou prolactina (PRL) – interfere no desenvolvimento das mamas e promove a produção de leite. O exercício físico atua na hipófise anterior aumentando a secreção de GH, TSH, PRL e endorfina, a qual é responsável por bloquear a dor e promover estados de euforia. Nenhuma modificação é encontrada sobre os níveis de FSH e LH com o exercício físico. Ressalta-se, por fim, que os efeitos do exercício sobre a liberação de corticotropina (a qual estimula a liberação de cortisol, aldosterona e demais hormônios da suprarrenal) ainda são desconhecidos. Na hipófise posterior, o exercíciofísico estimula a liberação de vasopressina e não interfere na liberação de ocitocina. 2.1.3 Tireoide Localizada na porção anterior do pescoço, a tireoide possui os lobos direito, esquerdo e piramidal. Os lobos direito e esquerdo são unidos na linha mediana por uma porção estreitada, denominada istmo. Ela é responsável pela produção dos hormônios conhecidos como T3 (triiodotironina) e T4 (tiroxina), os quais, conjuntamente, regulam a taxa metabólica do organismo. Além disso, como explicitado anteriormente, sua regulação é mediada pelo hormônio tireotrófico (TSH) da hipófise anterior. Em especial, quando há uma elevação de T4 ocorre um marcante efeito termogênico, de modo que este hormônio é frequentemente rastreado quando se objetiva avaliar a taxa metabólica basal de um indivíduo. Outras informações importantes referem-se à condição em que a tireoide fica com atividades extremas para mais ou para menos. Assim, quando ela está muito ativa, pode ocorrer uma condição patológica conhecida como hipertireoidismo ou tireotoxicose, doença grave com resposta autoimune. Por outro lado, quando os níveis hormonais da tireoide são insuficientes, instala-se, então, o hipotireoidismo, que pode se manifestar na criança (cretinismo) e no adulto (mixedema) como uma condição autoimune (Tireoidite de Hashimoto), através de um bócio (glândula com tamanho aumentado) ou mesmo por uma condição neoplásica (tumores de tireoide). Em especial, o bócio é uma condição ocasionada frequentemente pela falta de iodo, de modo que para ambos os hormônios (T3 e T4) a presença do iodo é fundamental. Há dados históricos do início do século XX demonstrando que, nas regiões em que se verificava a carência de iodo na água e no solo, como no norte de Minas Gerais, o bócio ocorria com maior frequência, assumindo inclusive caráter endêmico. A tireoide também produz o hormônio hipocalcemiante, de origem tireoidiana, denominado como calcitocina. A calcitocina tem a propriedade de reduzir os níveis de cálcio e fosfatos circulantes ao favorecer a formação óssea e a reabsorção renal de cálcio. Assim, a calcitocina é encarada como um hormônio antagonista do paratormônio (secretado pela paratireoide), que será discutido a seguir. Durante o exercício físico, há aumento da liberação dos hormônios tiroidianos T3 e T4. 2.1.4 Paratireoides As paratireoides são pares de glândulas que apresentam o aspecto de discos ovais achatados. Situam-se na superfície posterior da tireoide. Elas produzem o paratormônio (PTH), que é o principal regulador da calcemia (concentração de cálcio no sangue). O PTH é responsável por estimular a proliferação e a atividade osteoclásica (retirada óssea de cálcio). Ele promove a reabsorção renal de cálcio, bem como a síntese de um derivado da vitamina D que aumenta a absorção do cálcio pelos enterócitos. Além disso, ele ainda reduz a reabsorção do fosfato nos tubos convolutos proximais do rim. Por todos esses motivos, as paratireoides são indispensáveis à vida, de modo que, numa suposta insuficiência aguda de PTH, o indivíduo pode cursar para a tetania e, inclusive, vir a falecer. Durante o exercício físico (somente o de longa duração), é possível verificar aumento do paratormônio. 2.1.5 Suprarrenais As glândulas suprarrenais, assim denominadas por estarem posicionadas sobre os rins, são vitais para o ser humano, já que possuem funções muito importantes, como a de regular o metabolismo de sódio e potássio e o aproveitamento da glicose, dos lipídios, dos sais minerais e da água, além de regular as reações do organismo frente ao estresse. Sua função básica está relacionada à manutenção do equilíbrio do meio interno, isto é, da homeostase do organismo, quando encontra situações desafiadoras do dia-a-dia (como tensão emocional, jejum, variação de temperatura, infecções, administração de drogas, exercício físico e hemorragias). De modo geral, elas apresentam duas porções (o córtex e a medula), cada uma com funções distintas. A medula produz os hormônios catecolaminérgicos, conhecidos como adrenalina ou epinefrina e noradrenalina ou norepinefrina. As moléculas desses dois hormônios estão sempre circulando no sangue por todo o tempo em que passamos acordados. Seus níveis sobem numa situação de estresse, de modo que diante de qualquer desafio súbito os níveis desses hormônios auxiliam- nos a lidar com os “agentes estressores”. Por outro lado, o córtex produz e secreta aldosterona, que tem como principal função a retenção de sódio; glicocorticoides (cortisol e corticosterona), muito ativos durante a exposição ao estresse; e hormônios sexuais. Quando há uma hipofunção adrenal, ou seja, quando a atividade secretora de corticosteroides a partir das glândulas suprarrenais passa a ser insuficiente, surge a doença de Addison, que afeta aproximadamente 4 em cada 100.000 indivíduos. Ela pode manifestar-se em qualquer idade e afeta igualmente ambos os sexos. Na maior parte das vezes (70% dos casos), a causa de seu surgimento não é conhecida. Essa condição produz uma sensibilidade extrema à insulina, de modo que a concentração circulante de glicose pode tornar-se perigosamente baixa. Os músculos enfraquecem; o coração pode cursar para um quadro compatível com insuficiência cardíaca. Para compensar a deficiência de corticosteroides, a hipófise produz mais corticotropina com o intuito de estimular as glândulas suprarrenais. Assim que a doença se estabelece, o indivíduo sente fraqueza, cansaço e tontura ao ficar em pé, após ter permanecido sentado ou deitado. A pele escurece e pode ocorrer a formação de sardas pretas na testa, na face e nos ombros e uma alteração da cor (para o negro-azulado) em torno dos mamilos, dos lábios, da boca, do reto, da bolsa escrotal ou da vagina. A maioria dos indivíduos apresenta perda de peso, desidratação, inapetência, dores musculares, náusea, vômito e diarreia. Quando a doença não é tratada, a morte poderá ocorrer rapidamente. Analogamente à hipofunção, nas condições em que ocorre uma hiperfunção adrenal, ou seja, quando as glândulas suprarrenais passam a produzir uma quantidade excessiva de um ou mais hormônios, diversas doenças podem surgir. Por exemplo, se houver hiperprodução de esteroides androgênicos (testosterona e hormônios similares), ocorre um distúrbio que causa virilização – o desenvolvimento de características masculinas exageradas em homens e inclusive em mulheres. A hiperprodução moderada de androgênios é comum, mas tem como único efeito o hirsutismo (aumento do crescimento de pelos). A verdadeira doença virilizante é rara, afetando apenas cerca de 1 ou 2 em cada 100.000 mulheres. No entanto, se houver exposição exagerada aos corticosteroides, seja pela hiperprodução das suprarrenais ou mesmo pelo uso de doses excessivas de corticosteroides, pode surgir uma disfunção denominada síndrome de Cushing, que altera a quantidade de distribuição da gordura corpórea e provoca irregularidades do ciclo menstrual. As crianças com síndrome de Cushing apresentam um crescimento lento e uma baixa estatura final. Por fim, uma outra condição referente à hiperfunção das glândulas suprarrenais é o hiperaldosteronismo (hiperprodução de aldosterona), que afeta as concentrações séricas de sódio, potássio, bicarbonato e cloreto, acarretando hipertensão arterial, fraqueza e, mais raramente, períodos de paralisia. O exercício físico vigoroso pode aumentar os níveis circulantes de cortisol e de corticosterona no córtex suprarrenal. Além disso, o exercício, mesmo em intensidades mais brandas, promove aumento dos níveis circulantes de aldosterona. Uma característica bastante marcantedo exercício na medula suprarrenal é a elevação dos níveis circulantes de catecolaminas (adrenalina e noradrenalina). 2.1.6 Pâncreas O pâncreas é um órgão que contém dois tipos básicos de tecido: os ácinos, que secretam enzimas digestivas, e as ilhotas, produtoras de hormônios. Como mencionado anteriormente, o pâncreas exócrino secreta enzimas digestivas ao duodeno que chegam ao ducto pancreático por vários canais. O ducto pancreático principal une-se ao ducto biliar comum e drena para o interior do duodeno. As enzimas secretadas pelo pâncreas digerem proteínas, carboidratos e gorduras. As enzimas proteolíticas, que quebram as proteínas em uma forma que o organismo possa utilizar, são secretadas em uma forma inativa. Elas são ativadas somente quando atingem o trato digestivo. O pâncreas também secreta grandes quantidades de bicarbonato de sódio, que protege o duodeno neutralizando o ácido oriundo do estômago. Do ponto de vista endócrino, o pâncreas secreta insulina, glucagon e somatostatina, reunidas em estruturas denominadas de ilhotas pancreáticas ou ilhotas de Langerhans. Os hormônios produzidos nas ilhotas pancreáticas fluem diretamente nos vasos sanguíneos pancreáticos. A insulina é responsável pela redução da glicemia. Quando a produção de insulina é insuficiente (ou mesmo quando a sua produção é suficiente, mas com ação defeituosa) ocorre um aumento no nível de glicose sanguínea e urinária. Se essa condição for mantida persistentemente, fica estabelecido o quadro do diabetes do tipo 1 (secreção insulínica insuficiente) ou tipo 2 (ação deficiente). As demais ações da insulina incluem: • Controle parcial da captação celular de glicose nos tecidos muscular e adiposo; • Controle do fornecimento de aminoácidos que irão aumentar a velocidade de replicação do DNA e da síntese de proteínas; • Modificação da atividade de enzimas celulares; • Aumento da síntese e do armazenamento de glicogênio hepático e muscular; • Aumenta da síntese de ácidos graxos; • Aumenta da esterificação de ácidos graxos, tornando essas partículas hidrofóbicas; • Redução da proteólise; • Redução da lipólise; • Impedimento da gliconeogênese; • Aumento da absorção de aminoácidos; • Aumento da absorção de potássio; • Aumento da biodisponibilidade de óxido nítrico. Durante o exercício físico, ocorre supressão da liberação de insulina na forma de dose-resposta, ou seja, quanto maior a intensidade do exercício, maior é a supressão da liberação da insulina. O outro hormônio secretado pela ilhotas pancreáticas é o glucagon. O glucagon é um hormônio muito importante para o metabolismo de carboidratos, pois apresenta como principal função a elevação da glicemia, contrapondo-se aos efeitos anabólicos da insulina. Por esse motivo, o glucagon, em conjunto com o hormônio do crescimento, o cortisol e as catecolaminas, passam a ser reconhecidos como hormônios contrarreguladores da insulina, de modo que a diminuição dos níveis circulantes de insulina é o principal estímulo para a elevação dos níveis circulantes desses hormônios contrarreguladores. Especificamente, o glucagon age na conversão do ATP (trifosfato de adenosina) em AMP cíclico, com o intuito de prover uma imediata produção e liberação de glicose hepática. Assim, ele auxilia na manutenção dos níveis de glicose circulante, sobretudo por facilitar um processo hepático denominado glicogenólise. Quando as reservas hepáticas atingem nível crítico, o glucagon tem a capacidade de iniciar um processo de síntese de glicose adicional denominado gliconeogênese. A glicose liberada por este processo é necessária e suficiente para evitar o estado crítico de redução de glicemia sanguínea, denominada hipoglicemia. Vale lembrar que, em condições normais – ou seja, euglicemia –, a ingestão de glicose suprime a secreção de glucagon, de modo que o seu principal aumento ocorre durante o jejum. Durante o exercício físico, ocorre aumento dos níveis circulantes do glucagon. Portanto, o exercício, sobretudo o vigoroso, é uma alternativa importante para prover aumento da glicemia quando há necessidade de elevação imediata. 2.1.7 Ovários Na puberdade, a hipófise anterior secreta quantidades cada vez maiores do hormônio folículo estimulante (FSH), de modo que, sob a ação do FSH, os folículos imaturos do ovário continuam seu desenvolvimento, o mesmo acontecendo com os óvulos neles contidos. Assim, o folículo em desenvolvimento passa a secretar hormônios denominados estrogênios, que são responsáveis pelo surgimento das características sexuais secundárias nas mulheres. Em paralelo à secreção do FSH, a hipófise anterior também secreta o hormônio luteinizante (LH), o qual age no ovário em favor do rompimento do folículo maduro, facilitando, desse modo, a ovulação. Ademais, o corpo lúteo continua a produzir estrogênios e inicia a produção de outro hormônio, denominado progesterona, que atuará no útero, preparando-o para receber o embrião caso ocorra, oportunamente, a fecundação. A secreção ovariana de estrogênio, portanto, promove o dimorfismo sexual. De fato, desde a adolescência, quando o estrogênio é responsável pelo aparecimento das características sexuais secundárias nas mulheres, sobretudo após a primeira menstruação (menarca) até a menopausa (última menstruação espontânea), a mulher apresenta possibilidade de reprodução (período conhecido como menacme). Embora os estrogênios tenham um vínculo muito estreito com a capacidade reprodutiva da mulher, sua ação transcende esse efeito. Por exemplo, nos ossos o estrogênio estimula o crescimento longitudinal e sobretudo transversal até por volta dos 30-35 anos de idade. Além disso, ele ainda tem outros efeitos importantes no endométrio (revestimento interno do útero), em especial no controle do ciclo menstrual. Com a chegada da menopausa, que na mulher brasileira ocorre por volta dos 49 anos, ocorre uma abrupta diminuição dos níveis circulantes de estrogênio; a mulher passa a sentir sérios desconfortos, como ondas de calor repentinas (conhecidas como fogachos), parestesia (dormência), insônia, nervosismo, depressão, fadiga, dores articulares e musculares, palpitação, formigamento, secura vaginal, zumbidos, entre outros. Vale ressaltar que aproximadamente 75 a 80% das mulheres que chegam na menopausa apresentam essas características, definidas como síndrome climatérica. Outra informação relevante é que o estrogênio induz células de muitos locais do organismo a se proliferar, de modo que sua reposição é vista com muita cautela, sobretudo pelo potencial que o estrogênio tem de induzir câncer de mama e de colo de útero. O exercício físico aumenta os níveis circulantes de estrogênio e progesterona. No entanto, esse efeito é dependente da fase menstrual. 2.1.8 Testículos No homem há, geralmente, dois testículos que se alojam na bolsa escrotal, estando envolvidos, cada um deles, numa hemibolsa. Primordialmente, a função endócrina testicular é produzir o hormônio sexual masculino, conhecido como testosterona. A testosterona é o principal hormônio ligado ao ganho de massa muscular e à diminuição da gordura corporal. Ela estimula o metabolismo; sua deficiência está associada à perda de massa muscular, perda de força, acúmulo de gordura corporal, sintomas de cansaço, indisposição e diminuição do desejo sexual. De fato, em homens o comportamento sexual é muito dependente da testosterona. Isso fica bastante claro com a eficácia da terapia de reposição de testosterona em circunstâncias onde há diminuição do interesse sexual e da capacidade erétil. Vale lembrar que as gônadas são influenciadaspela hipófise anterior. Assim, o hormônio folículo estimulante possibilita a produção dos espermatozoides, enquanto o hormônio luteinizante estimula a produção da testosterona, de modo a desenvolver os caracteres sexuais masculinos, promovendo o dimorfismo sexual. A regulação desse controle hipotalâmico/hipofisário ocorre numa espécie de retroalimentação negativa. Assim, quando os níveis de testosterona ficam suficientemente elevados, ocorre inibição do eixo hipotálamo-hipófise-gonadal. Isso é importante pois reflete, dentre outros aspectos, a capacidade limitada de aumento do nível de testosterona na circulação. Nesse sentido, o uso ilícito de drogas que aumentam o nível de testosterona de modo exacerbado pode, em última instância, concorrer para a inibição tônica deste eixo hormonal. Por ser um órgão endócrino, no testículo podem ocorrer várias doenças decorrentes de sua hipofunção, denominadas hipogonadismo primário ou secundário. No hipogonadismo primário, a função das células de Leydig fica deprimida. Quando isso ocorre, o indivíduo desenvolve uma disfunção conhecida como síndrome de Klinefelter, quando há testículos pequenos e com raras células de Sertoli, sendo comum esterilidade plena. O hipogonadismo secundário, chamado síndrome de Kallmann, também reconhecida como síndrome de hipogonadismo hipertrófico, é a mais comum. Ambas as condições influenciam o crescimento e o desenvolvimento humano. A síndrome de hipogonadismo hipertrófico também é acompanhada de várias anomalias físicas e mentais. O exercício físico aumenta os níveis sanguíneos de testosterona, sobretudo exercícios vigorosos. No entanto, esse efeito é rápido e não-cumulativo. 2.2 Os hormônios Os hormônios são substâncias químicas que transferem informações e instruções entre as células. Por serem despejados no espaço extracelular, sobretudo na corrente sanguínea, os hormônios têm suas funções parcialmente reguladas pela quantidade e pela velocidade de sangue que trafega em nosso corpo. Dentre as suas diversas importâncias, os hormônios são essenciais na regulação do crescimento e do desenvolvimento humano: controlam as funções de muitos tecidos, auxiliam nas funções reprodutivas e regulam o metabolismo. Como já mencionado, os hormônios são produzidos por glândulas ou tecidos especializados, que os secretam de acordo com a necessidade imposta pelo organismo. A maioria dos hormônios é produzida pelas glândulas do sistema endócrino, as quais produzem e secretam hormônios diretamente na corrente sanguínea. Porém, nem todos os hormônios são produzidos pelas glândulas endócrinas – por exemplo, as mucosas do intestino delgado produzem hormônios que estimulam a secreção de sucos digestivos do pâncreas, estimulando assim a função exócrina pancreática. Além disso, outros hormônios, como aqueles produzidos pela placenta (órgão formado durante a gestação), tem a finalidade de regular alguns aspectos do desenvolvimento do feto. Em geral, os hormônios, de acordo com sua composição química, podem ser classificados em dois tipos principais: os esteroides e os não-esteroides. Os hormônios esteroides, também conhecidos como hormônios sexuais, são sintetizados a partir do colesterol circulante pelo córtex das glândulas suprarrenais e das gônadas (ovários e testículos). Em contrapartida, os hormônios não-esteroides compreendem basicamente quatro grupos (amina, peptídeos, proteicos e glicoproteicos). Neste grupo se inserem os hormônios produzidos pela parte anterior da hipófise, pela tireoide, paratireoides, placenta e pâncreas. Se fosse possível atribuir aos hormônios uma função principal, certamente esta função seria a de alterar as velocidades com que as reações celulares específicas das células-alvo se desenvolvem. Essa função é conhecida como especificidade hormônio- célula alvo. Isto ocorre porque os hormônios têm a capacidade de alterar a velocidade da síntese proteica intracelular; modificar o ritmo da atividade enzimática e o transporte da membrana plasmática; e, por fim, induzir a atividade secretória das próprias células. 2.3 Ligação hormônio-célula alvo A ligação hormônio-receptor é o primeiro passo para que a ação hormonal seja iniciada. No entanto, vale ressaltar que a ativação da célula-alvo depende de um fluxo sanguíneo minimamente suficiente e de uma concentração hormonal apropriada. Além disso, o número relativo de receptores na célula-alvo, assim como a sua sensibilidade com o hormônio, também se configuram como fatores intervenientes que determinam o grau de ativação da célula-alvo. É interessante observar ainda que os receptores hormonais são capazes de se adaptar às demandas fisiológicas impostas, demonstrando uma regulação ascendente (up-regulation), ou seja, a célula-alvo forma um maior número de receptores em resposta ao aumento dos níveis hormonais circulantes. Entretanto, numa situação em que os níveis hormonais permanecem elevados por muito tempo, como ocorre nos indivíduos com maior resistência à insulina (como obesos, hipertensos, dislipidêmicos, diabéticos do tipo 2 e cardiopatas), os quais frequentemente apresentam hiperinsulinemia mantida, há dessensibilização da célula-alvo, que passa a responder com menor efetividade aos níveis hormonais persistentemente elevados, configurando, desse forma, uma regulação descendente (down-regulation) dos receptores hormonais (Figura 2). RESISTÊNCIA (down-regulation) SENSIBILIZAÇÂO (up-regulation) Ef ei to re la tiv o TEMPO DE EXPOSIÇÃO Figura 2 – Regulação da ligação hormônio-receptor em função do tempo de exposição aos níveis hormonais elevados Outro aspecto a ser considerado, capaz de nortear a ligação do hormônio com seu receptor específico na membrana plasmática, é a permeabilidade com que a célula-alvo responde a uma determinada substância química – podendo, inclusive, alterar a capacidade da célula de produzir substâncias intracelulares, principalmente proteínas. Assim, os hormônios não-esteroides, quando se ligam aos seus respectivos receptores, atuam como primeiro mensageiro, para então reagir com as enzimas adenilato ciclase, presentes na membrana plasmática, sendo responsáveis pela formação do composto 3,5-adenosina monofostato cíclico (AMP-cíclico) a partir de uma molécula de ATP. Assim, o AMP-cíclico, enquanto presente no interior da célula, ativa a proteína quinase dependente de AMP-cíclico, que fosforila uma série de outras proteínas, ativando-as ou inibindo-as – por isso, é reconhecido como segundo mensageiro. Portanto, o AMP-cíclico, direta ou indiretamente, executa na célula uma série de alterações fisiológicas, como: ativação de enzimas; alterações da permeabilidade da membrana celular; modificações do grau de contração de músculo liso; ativação de síntese proteica; aumento na secreção celular. A ligação do hormônio ao receptor associado à proteína G induz a ativação da adenilato-ciclase e o aumento no AMP cíclico. O AMP cíclico ativa a proteína quinase- A no citosol, a qual move-se até o núcleo da célula e fosforila a proteína regulatória de gene. Uma vez fosforilada, a proteína regulatória de gene passa a ser capaz de estimular a transcrição de um conjunto inteiro de genes-alvo. Essa rota controla muitos processos nas células, sobretudo a síntese de hormônios (Figura 3). DNA mRNA RE Golgi Ca++ cAMP Estímulo Transcrição Tradução Síntese Acondicionamento Armazenamento Secreção Figura 3 – Via de síntese hormonal induzida por ativação do AMP cíclico 2.3 Determinantes dos níveis hormonais As características de secreção dos hormônios proteicos são de naturezapulsátil. Podem, basicamente, ser influenciados por três fatores determinantes, sendo eles: a) quantidade de hormônio sintetizada pela glândula; b) quantidade de hormônio liberada na circulação; e c) velocidade de captação pelas células-alvo, bem como remoção hepática e renal dos hormônios. Evidentemente, embora os fatores supracitados influenciem de modo determinante, outros fatores, como a estimulação hormonal, humoral e neural também são capazes de controlar as glândulas endócrinas (Figura 4). Vejamos como: a) A liberação hormonal pode ser influenciada por fatores hormonais - A liberação de vários hormônios da hipófise anterior é regulada pelos hormônios inibidores de liberação produzidos pelo hipotálamo, assim como os próprios hormônios da hipófise anterior são capazes de estimular outros órgãos. Logo, à medida que os níveis sanguíneos produzidos pelas glândulas se elevam, ocorre um mecanismo conhecido como retroalimentação negativa (feedback negativo) que inibe a continuidade da secreção hormonal. Daí a história de que o uso ilícito de hormônios anabolizantes, sobretudo a testosterona, pode levar à produção endógena deste hormônio reduzida. b) A liberação hormonal pode ser influenciada por fatores humorais – Após uma refeição rica em carboidratos, há certamente uma elevação dramática da concentração de glicose sanguínea. Vale lembrar que a glicose sanguínea (agente humoral) é o principal estimulador da liberação de insulina pelo pâncreas, de modo que a insulina atua como intermediária no processo de captação de glicose. Assim, somente quando os níveis de glicose declinam é que há diminuição do estímulo para a liberação de insulina. No diabético do tipo 2, quando a insulina que o indivíduo produz não exerce suas ações de forma efetiva, o nível sanguíneo de glicose permanece elevado e estimula o pâncreas a secretar mais insulina até entrar numa situação de esgotamento. Por isso que, em estágios iniciais, o diabético do tipo 2 apresenta níveis elevados de glicose associados à hiperinsulinemia. c) A liberação hormonal pode ser influenciada por fatores neurais. Em qualquer situação de alerta (estresse), ocorre maior ativação do sistema nervoso simpático e supressão do sistema nervoso parassimpático. Esse ajuste autonômico faz com que a medula suprarrenal libere maior concentração de adrenalina e noradrenalina (catecolaminas). Assim, a ativação do sistema nervoso simpático aumentado de modo direto ou indireto (catecolamina) promove a inibição da secreção pancreática de insulina e favorece o catabolismo proteico, a lipólise e a glicólise. Todos esses fatores favorecem o quadro de cetoacidose; sendo mantido de modo muito persistente, em última instância ele pode prejudicar a saúde do indivíduo – predispondo-o, inclusive, à morte. Figura 4 – Glândulas endócrinas estimuladas por via hormonal (quadro A), humoral (quadro B) e neural (quadro C) 3. CONSIDERAÇÕES FINAIS Como visto nesta apostila, o sistema endócrino é formado por um órgão hospedeiro (glândulas), uma substância transmissora (hormônios) e um órgão receptor (células-alvo). Ele tem a função primordial de integrar nosso organismo através de uma eficiente comunicação química. Além disso, sofre a influência das mudanças repentinas de hábitos. Cada uma de suas glândulas apresenta características singulares: elas secretam hormônios com ações bem definidas. Um pequeno desajuste hormonal pode resultar num enorme distúrbio orgânico. Assim, é imperioso assegurar a saúde desse sistema. O exercício físico, entendido aqui como uma manobra em favor de um estresse (no caso, estresse físico), influencia o sistema endócrino, que por vezes potencializa a secreção de alguns hormônios e outras vezes age inibindo-as. Conhecer estas características hormonais é fundamental para o planejamento de hábitos de vida saudáveis. Assim, o profissional da saúde que trabalha com o exercício deve considerar os ajustes hormonais, tanto em repouso quanto durante o exercício, para exercer com eficiência e plenitude a capacidade de prescrever exercícios. 7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1 -Williams Textbook of Endocrinology 10th edition by P. Red Larsen, henry M. Kronenberg, Shlomo Melmed, Kenneth S. Polonsky, Jean D. Wilson, Daniel W. Foster 2-ENDOTEXT: http://www.endotext.org 3-UP-TO-DATE: http://www.uptodate.com/ 4-Thyroid (Mary Ann Liebert, Inc) The Thyroid. A Fundamental and Clinical Text. Braverman, L.E. and Utiger, R.D 5-Saad MJ, Maciel RM, Mendonca BB. In: Endocrinologia. 1a edição Editora Atheneu, 2007. 5-Stroud ML, Stilgoe S, Stott VE, Alhabian O, Salman K. Vitamin D - a review. Aust Fam Physician. 2008 Dec;37(12):1002-5. 6: Jorge AA, Nishi MY, Funari MF, Souza SC, Arnhold IJ, Mendonça BB.Short stature caused by SHOX gene haploinsufficiency: from diagnosis to treatment] Arq Bras Endocrinol Metabol. 2008 Jul;52(5):765-73. 7- Rocha MG, Marchisotti FG, Osório MG, Marui S, Carvalho LR, Jorge AA, Mendonca BB, Arnhold IJ. High prevalence of pituitary magnetic resonance abnormalities and gene mutations in a cohort of Brazilian children with growth hormone deficiency and response to treatment. J Pediatr Endocrinol Metab. 2008 Jul;21(7):673-80. 8-Medeiros-Neto G, Marui S, Knobel M. An outline concerning the potential use of recombinant human thyrotropin for improving radioiodine therapy of multinodular goiter.Endocrine. 2008 Apr;33(2):109-17. Epub 2008 May 20. Review. 9- Parisi MC, Zantut-Wittmann DE, Pavin EJ, Machado H, Nery M, Jeffcoate WJ Comparison of three systems of classification in predicting the outcome of diabetic foot ulcers in a Brazilian population. Eur J Endocrinol. 2008 Oct;159(4):417-22. Epub 2008 Jul 4. 10-Nery M. Hypoglycemia as a limiting factor in the management of type 1 diabetes. Arq Bras Endocrinol Metabol. 2008 Mar;52(2):288-98. 11- Deram S, Nicolau CY, Perez-Martinez P, Guazzelli I, Halpern A, Wajchenberg BL, Ordovas JM, Villares SM.mEffects of perilipin (PLIN) gene variation on metabolic syndrome risk and weight loss in obese children and adolescents. J Clin Endocrinol Metab. 2008 Dec;93(12):4933-40. Epub 2008 Sep 23. 12-Lourenço BH, Arthur T, Rodrigues MD, Guazzelli I, Frazzatto E, Deram S, Nicolau CY, Halpern A, Villares SM. Binge eating symptoms, diet composition and metabolic characteristics of obese children and adolescents. Appetite. 2008 Mar-May;50(2- 3):223-30. Epub 2007 Jul 25. TEMA: FISIOLOGIA ENDÓCRINA E EXERCÍCIO/BIOENERGÉTICA EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO 1) Como o sistema endócrino integra os demais sistemas do organismo? A) Através de mensagens químicas B) Através das glândulas C) Através do AMP cíclico D) Através de receptores de insulina 2) Qual das síndromes abaixo não tem relação com as gônadas? A) Síndrome de Kallmann B) Síndrome de Cushing C) Síndrome de Klinefelter D) Todas as anteriores 3) Em relação ao efeito agudo do exercício na secreção hormonal, é incorreto afirmar que ele: A) Aumenta a secreção de GH B) Diminui a secreção dos hormônios tiroideanos C) Diminui a liberação da insulina D) Aumenta a secreção de testosterona 4) No que diz respeito à regulação dos receptores de insulina, o que deve ser esperado com relação a uma situação em que os níveis hormonais de insulina permanecem elevados por muito tempo? A) Ocorre regulação ascendente B) A regulação não se modifica C) Ocorre regulação descendente D) Nenhuma das anteriores 5) É correto afirmar que os níveis hormonais são influenciados por fatores: A) Hormonais, humorais e neurais B) Síntese e liberação hormonal C)Remoção hormonal hepática e renal D) Todas as anteriores RESPOSTAS 1 – A 2 – B 3 – B 4 – C 5 – D
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