Buscar

CONTROLE HORMONAL DO METABOLISMO ENERGÉTICO

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você viu 3, do total de 12 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você viu 6, do total de 12 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você viu 9, do total de 12 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Prévia do material em texto

1 
 
UNIVERSIDADE ESTADUAL DO RIO GRANDE DO SUL 
Unidade de Novo Hamburgo 
Curso de Engenharia de Bioprocessos e Biotecnologia 
 
 
 
 
 
 
 
Fernanda Ceciliano Costa Raye 
Guilherme Igor Dias 
 
 
 
 
 
 
Controle Hormonal do Metabolismo Energético: 
 Insulina, Glucagon, Adrenalina e Cortisol 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Novo Hamburgo 
2014 
 
2 
 
Fernanda Ceciliano Costa Raye 
Guilherme Igor Dias 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Controle Hormonal do Metabolismo Energético: 
 Insulina, Glucagon, Adrenalina e Cortisol 
 
 
 
Revisão bibliográfica apresentada como pré-requisito parcial 
para aprovação na disciplina Bioquímica II, do Curso de 
Engenharia de Bioprocessos e Biotecnologia da 
Universidade Estadual do Rio Grande do Sul. 
 
Professora: Jane Marlei Boeira 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Novo Hamburgo 
2014 
3 
 
SUMÁRIO 
 
1 INTRODUÇÃO 4 
2 OBJETIVOS 5 
3 INSULINA 5 
4 GLUCAGON 7 
5 ADRENALINA 8 
6 CORTISOL 10 
7 CONCLUSÃO 12 
8 REFERÊNCIAS 12 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4 
 
1 INTRODUÇÃO 
Como descrito em Voet el al (2008, pg. 752), é por meio de complexos sistemas de 
sinalização que organismos multicelulares coordenam suas atividades em cada um dos 
níveis de organização. A maior parte das células de um organismo multicelular precisa 
primeiro receber um estimulo para que consiga captar energia necessária para seu 
metabolismo e crescimento. Nos seres multicelulares, os estímulos são propiciados por 
hormônios, neurotransmissores e fatores de crescimento. 
 Assim, a coordenação metabólica das funções intracelulares é delimitada, em certo 
grau, por mensageiros químicos denominados hormônios. Tanto a síntese quanto a 
secreção desses compostos químicos passam por um mecanismo de cascata e são 
controlados, em última perspectiva, pelo sistema nervoso central (SNC), como evidenciado 
pela figura 1. 
 
Figura 1 - Controle do SNC sobre a síntese e secreção de hormônios pelo sistema 
endócrino. 
 
 
 A produção de tais hormônios dá-se em células especializadas, que constituem o 
sistema endócrino, e seu transporte é feito pela corrente sanguínea. Sendo que os principais 
5 
 
hormônios integrantes do metabolismo energético são os hormônios polipeptídicos, os 
derivados de aminoácidos e os hormônios esteroides. 
Como evidenciado em Motta (2010), Hormônios polipeptídicos e parte dos oriundos 
de aminoácidos possuem grupos químicos polares que lhes tornam solúveis em água e 
insolúveis em lipídeos, o que torna o transporte de tais compostos por entre a membrana 
plasmática inviável. Assim, esses hormônios não penetram nas células-alvo, mas interagem 
com receptores situados na superfície das células, promovendo uma cascata química que 
resulta nas respostas intracelulares. 
Já os hormônios esteroides agem de forma diferente. Após entrarem nas células-alvo 
(o que é permitido devido a estrutura de tais compostos), eles ligam-se a proteínas 
receptoras no citoplasma e alocam-se para o interior do núcleo onde interagem com regiões 
específicas do DNA, alterando a transcrição gênica e, portanto, a síntese de proteínas. 
Esses hormônios são responsáveis pelo controle da homeostasia corporal (a insulina 
e o glucagon, por exemplo, mantêm o nível de glicose dentro dos limites em situações de 
fartura e escassez). Também são responsáveis pelas respostas aos inúmeros estímulos 
externos, assim como pela realização de programas cíclicos e de desenvolvimento. 
 
2 OBJETIVOS 
 Os principais objetivos desta revisão bibliográfica são: 
a) Descrever a conformação, função e sítios de síntese da insulina, glucagon, adrenalina 
e cortisol, a fim de agrupar o conhecimento acerca do controle hormonal do 
metabolismo energético efetuado por tais hormônios. 
b) Realizar uma análise sobre os receptores desses hormônios, principalmente sobre 
sua composição físico-química. 
 
3 INSULINA 
Após uma refeição rica em carboidratos, a concentração de glicose no sangue é elevada e 
o pâncreas responde secretando insulina, que é um hormônio polipeptídico estruturado por 
51 aminoácidos, como ilustrado na figura 2. Esta ação, como analisada em Voet el al (2008, 
6 
 
pg. 754), é entendida como um sinal para o metabolismo energético absoluto. As funções já 
elucidadas desse hormônio compreendem os seguintes tópicos: 
a) Nos músculos e demais tecidos: promove o transporte da glicose para dentro das 
células, estimulando a síntese do glicogênio e suprimindo a quebra do mesmo; 
 
b) Nos adipócitos: promove a lipase lipoprotéica extracelular, aumentando o índice de 
acetil-CoA-carboxilase e estimulando a quebra de triacilgliceróis. 
 
Figura 2 – Estrutura molecular da insulina 
 
 
 Assim, pode-se afirmar que a glicose estimula a liberação de insulina, sendo o 
pâncreas responsável pela secreção de tal hormônio. E a insulina, por sua vez, desencadeia 
o armazenamento de energia no músculo e no tecido adiposo, sendo, portanto, o principal 
regulador da concentração sanguínea de glicose pois promove a captação da glicose pelos 
músculos e tecido adiposo e inibindo a sua sintetização pelo fígado. Ela também favorece o 
crescimento e diferenciação celular, por estimular a síntese de glicogênio, proteínas e 
triacilgliceróis. 
 A figura 3 demonstra, de forma generalizada, como a insulina promove o controle 
hormonal do metabolismo energético. 
 
 
 
7 
 
Figura 3 – Controle hormonal efetuado pela insulina. 
 
 
 
 
 
 
 A interação da insulina com seu receptor nos hepatócitos ocasiona várias ocorrências, 
como a inativação da fosforilase-quinase, que desestimula a glicogenólise, e a ativação da 
glicogênio-sintase, que acarreta na produção de glicogênio. 
Ao ser liberada no sangue, a insulina interage com os receptores de insulina no corpo 
das células musculares e de células que compõem outros tecidos. Sendo que o receptor de 
insulina integra um grupo de receptores de superfície celular que unem-se a vários 
polipeptídeos. Mesmo sendo evidente a existência de divergências estruturais entre 
membros desse grupo de receptores, observa-se determinadas características em comum, 
como: 
a) Uma região externa onde ocorrem interações com ligantes extracelulares 
específicos; 
b) Um segmento transmembrana; e 
c) Um sítio catalítico citoplasmático que promove atividade tirosina-quinase. 
 
4 GLUCAGON 
Após a ingestão de glicose, a mesma pode ser captada pelas células, consumida, 
armazenada na forma de glicogênio ou convertida em ácidos graxos (AG). Como analisado 
em Motta (2010), após transpassados esses eventos, o fígado começa a mobilização da 
glicose para manter a concentração da glicose sanguínea constante e, nessa fase, o 
metabolismo não é regulado pela insulina e sim por outros hormônios, sendo o principal 
destes o glucagon e as catecolaminas (adrenalina e noradrenalina). Nestetópico será feita 
uma análise do glucagon e, no seguinte, sobre uma catecolamina específica, a adrenalina. 
8 
 
 O glucagon, cuja estrutura está ilustrada na figura 4, é produzido e liberado por meio 
das células α presentes nas ilhotas pancreáticas apenas quando a concentração da glicose 
existente no sangue situa-se abaixo de 5 mM. Antagonicamente à insulina, o glucagon 
estimula o fígado para esvair a glicose sintetizada via glicogenólise e gliconeogênese, 
estimulando também a lipólise no tecido adiposo para liberar os ácidos graxos para a 
circulação (para que sejam oxidados, disponibilizando a energia presente por entre as 
ligações covalentes que constituem o ácido graxo para o metabolismo). Células musculares 
não disponibilizam receptores para glucagon e, assim, não estabelecem nenhuma resposta 
a esse hormônio. 
 Constituem-se como receptores do glucagon glicoproteínas transmembranas que 
possuem sete α-hélices transmembranas (o que lhes caracteriza como receptores 
serpenteantes). Tais receptores possuem uma extremidade N-terminal extracelular onde 
situa-se o local de interação do hormônio (constituída por sete sequências de 20-25 resíduos 
hidrofóbicos cada) que originam três alças extracelulares e três alças intracelulares e, 
também, uma parte na região citosólica da membrana plasmática. É importante ressaltar 
que a ligação desse hormônio projeta alterações conformacionais que alteram a porção 
intracelular da proteína. Analisa-se que tais receptores agem como proteínas alostéricas que 
alternam entre duas conformações, em decorrência do ligante em que estabelece-se a 
interação. 
 
Figura 4 – Estrutura molecular do hormônio Glucagon. 
 
 
 
 
 
 
 
5 ADRENALINA 
9 
 
A adrenalina (também denominada epinefrina), por sua vez, é um hormônio oriundo da 
tirosina que pode ser sintetizado pelo SNC como neurotransmissor ou pela medula adrenal 
como hormônio, cuja estrutura está representada pela figura 5. 
Secretado pelas glândulas supra-renais, é responsável por estímulos que predispõem 
o organismo a enfrentar situações de grande desgaste físico, estimulando a circulação ao 
passo que promove o relaxamento de certos músculos e a contração de outros. 
 Tal hormônio é compreendido no grupo das catecolaminas. E, apesar da transdução 
de sinal apresentar divergência em relação ao glucagon, pode-se afirmar que os efeitos 
gerais são muito semelhantes a tal hormônio. Exemplificando: ao serem estimuladas pela 
adrenalina, as células musculares ativam a glicogenólise, que dispõem mais glicose para a 
ocorrência da contração muscular. Quando a energia presente nos alimentos que compõem 
a dieta não está disponível (numa situação de jejum, por exemplo), o glucagon promove a 
liberação de ácidos graxos pelo fígado e pelo tecido adiposo e, durante situações de 
estresse, a adrenalina promove uma resposta muito parecida, bioquimicamente falando. 
 A figura 5 demonstra generalizadamente a atuação do glucagon e da adrenalina 
dentro do metabolismo energético, evidenciando a analogia funcional entre esses dois 
compostos. 
 
Figura 5 – Controle hormonal efetuado pelo Glucagon e Adrenalina. 
 
 
 Os receptores da adrenalina (assim como das demais catecolaminas) são 
compostos por dois grupos de receptores de superfície celular: os receptores α-
10 
 
adrenérgicos e os β-adrenérgicos, sendo as funções de cada grupo de receptores 
dispostas na tabela 1. 
 
Tabela 1– Funções de cada grupo de receptores das catecolaminas 
Recetores α Receptores β 
Vasoconstricção Vasodilatação 
Contração da cápsula esplênica Cardioaceleração 
Contração do miométrio Relaxamento do miométrio 
Contração do dilatador da íris Aumento da força de contração do 
miocárdio 
Contração da membrana nictitante Relaxamento bronquial 
Relaxamento intestinal Relaxamento intestinal 
Contração pilomotora Glicogenólise 
Lipólise Calorigênese 
Fonte: Voet el al (2008). 
 
 
6 CORTISOL 
O hormônio cortisol, como explicitado em Lehninger et al (2002, pg. 692), tem sua liberação 
estimulada por inúmeras situações de estresse, como ansiedade, medo, hemorragia, jejum, 
infecções, etc. Tal hormônio age no músculo, tecido adiposo e fígado a fim de suprir o 
organismo com combustíveis para uma eventual atividade desgastante. 
 O cortisol, cuja estrutura molecular está disposta na figura 6, age lentamente, 
alterando o metabolismo mudando a quantidade (assim como os tipos) de enzimas que são 
produzidas nas células-alvo. No tecido adiposo, por exemplo, ele estimula a liberação dos 
ácidos graxos por meio dos triacilgliceróis depositados em tal tecido. Os AG são 
encaminhados para a corrente sanguínea a fim de serem utilizados como fonte energética 
para inúmeros tecidos. Já o glicerol é aplicado na neoglicogênese no fígado. 
 
 
11 
 
 
Figura 6 – Estrutura molecular do cortisol. 
 
 
 
 O cortisol também favorece a quebra de proteínas musculares não-essenciais e o 
transporte de aminoácidos para o fígado, onde são integrados à gliconeogênese. Tal 
hormônio também estimula a síntese da enzima PEP carcoxiquinase, que acarreta por 
promover a gliconeogênese. Sendo que tais alterações metabólicas acabam por aumentar 
o nível de glicose sanguínea até o nível normal e promover o armazenamento de glicogênio. 
 
 7 CONCLUSÃO 
Os ajustes que mantem o nível da glicose sanguínea satisfatório envolvem as ações da 
insulina, glucagon e adrenalina, principalmente no fígado, músculos e tecido adiposo. A 
insulina indica a esses tecidos que a glicose sanguínea está em uma concentração mais 
elevada que a necessária, já o glucagon sinaliza que a concentração de glicose sanguínea 
está muito baixa. 
 A adrenalina prepara os músculos, pulmões e coração, quando liberada na corrente 
sanguínea, para um surto de atividade, e o cortisol além de sinalizar baixos níveis de glicose, 
sinaliza o estresse já que é liberado quando o corpo é exposto a diversas situações 
estressantes. O sistema endócrino, ao secretar uma variedade de hormônios, responde às 
necessidades do organismo fazendo com que o corpo mantenha a homeostase metabólica 
(equilíbrio entre o ganho e o gasto de energia). 
Assim, a figura 7 faz um apanhado geral dos principais pontos referentes às funções 
dos hormônios insulina, glucagon, adrenalina e cortisol em relação ao metabolismo 
energético. 
 
12 
 
Figura 7 – Funções dos hormônios Insulina, Glucagon, Adrenalina e Cortisol no 
metabolismo energético. 
 
 
 
8 REFERÊNCIAS 
LEHNINGER, A. L. Princípios de bioquímica. 3 ed. São Paulo: Sarvier, 2002. Pg. 982-692. 
MOTTA, V. T. Bioquímica básica. 2010. Disponível em :< 
http://www.valdata.com.br/html/bioquimica/BIOQUIMICA%2010.pdf> Acesso em: 
15/11/2014. 
VOET, D., VOET, J.G., PRATT, C.W. Fundamentos de bioquímica. Porto Alegre: Artmed, 
2000. pg. 752-757.

Outros materiais

Materiais relacionados

Perguntas relacionadas

Materiais recentes

Perguntas Recentes