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Universidade de Aveiro Departamento de Ciências Médicas Resumo da Sessão Tutorial 2017/2018 Problema 11 – “André, the giant” 1ª sessão Data: 19-02-2018 Tutor: Raquel Silva Faltas: - Atrasos: - Glossário • Acromegalia; • Cirurgia transesfenoidal. Questões de Aprendizagem 1. Como se caracteriza anatomicamente a hipófise e que tipos de células a constituem? 2. Quais são os mecanismos de produção e secreção de hormonas na hipófise e como funcionam? 3. Quais as hormonas libertadas pela hipófise e quais as suas funções? 4. De que modo é regulada a hipófise? 5. Como variam a produção e secreção de GH ao longo da vida? 6. De que forma um adenoma na hipófise pode levar à secreção excessiva de GH e como conduz esta à acromegalia? 7. O que é o IGF-1, qual a sua função e quais as consequências da sua produção excessiva? Objectivos de Aprendizagem • Caracterizar anatómica e fisiologicamente a hipófise. • Descrever os mecanismos de regulação da hipófise. • Relacionar a secreção de GH e IGF-1 com o crescimento. Bibliografia proposta [formatada] • Drake, Richard L; Vogl, Wayne; Mitchell, A. W. M. (2005). Gray’s Anatomy for Students. (Elsevier, Ed.) (2nd ed.). Churchill Livingstone • Netter, F. H. (2014). Altas of Human Anatomy. (Elsevier, Ed.) (6th ed.). Philadelphia: Saunders. • Guyton, Arthur C; Hall, J. E. (2011). Guyton & Hall: Textbook of Medical Physiology. (Elsevier, Ed.) (12th ed.). Philadelphia: Saunders. • Boron WF, Boulpaep EL. Medical Physiology. Saunders. • Junqueira LC, Carneiro J. Histologia Básica. 11ª ed. 2008. Guamabara. • Moore K, Agur A, Dalley AF. Clinically Oriented Anatomy. LWW. Universidade de Aveiro Departamento de Ciências Médicas Resumo da Sessão Tutorial 2017/2018 1. Como se caracteriza anatomicamente a hipófise e que tipos de células a constituem?(gray’s, junqueira,guyton,teach me anatomy) A nível anatómico, a hipófise é uma estrutura ovoide (com a forma de uma ervilha achatada), com tonalidade vermelho-acinzentada, com cerca de 12mm de diâmetro transversal e 8 mm de diâmetro anteroposterior. Peso de 500mg. A hipófise é então contínua com o infundíbulo. Encontra-se dentro da fossa hipofisial do osso esfenoide, onde é coberto superiormente por um diafragma de sela, de forma circular, derivado da dura-máter. Há uma perfuração na dura-máter que separa a face anterossuperior da hipófise, do quiasma ótico. A nível inferior, a hipófise separa-se do ‘’fundo’’ da fossa hipofisial por um seio venoso que comunica com 2 seios circulares (intracavernosos anterior e posterior). Anteriormente: seio esfenoide; Posteriormente: seio intracavernoso posterior; Superiormente: Venda diafragmática e quiasma ótico; Inferiormente: seio esfenoide; Lateralmente: seio cavernoso. A hipófise divide-se ainda em 2 partes principais: neuro-hipófise e adeno-hipófise, que diferem na origem, estrutura e função. Neuro-hipófise é uma envaginação do assoalho do diencéfalo, conectada ao hipotálamo. A adeno-hipófise é um derivado ectodérmico do estomodeu (Invaginação do ectoderme do embrião de que se forma a boca e a parte superior da faringe.) Ambas incluem partes do infundíbulo, ao contrário dos termos ‘’lobo posterior’’ e ‘’lobo inferior’’. O infundíbulo tem uma haste infundibular central, que é contínua com a eminência mediana do túber cinéreo. Assim sendo, o termo de neuro-hipófise inclui a eminência mediana, a haste infundibular e o lobo neural ou parte posterior. Na adeno-hipófise, inclui-se uma massa (parte tuberal) que circunda a haste infundibular. A principal massa da adeno-hipófise pode ainda ser dividida em 2, na parte anterior (parte distal) e na parte intermédia, que são separadas durante o desenvolvimento do feto, pela fenda hipofisária, um vestígio da bolsa de Rathke, a partir da qual a adeno-hipófise desenvolve. A parte intermédia humana é rudimentar, pode ser parcialmente deslocada para dentro do lobo neural, sendo por isso muitas vezes incluída tanto na parte anterior como posterior, por diferentes observadores. Em suma: neuro-hipófise, inclui a parte posterior (pars nervosa, parte nervosa), haste infundibular e a eminência mediana. A adeno.hipófise inclui as parte anterior (pars distalis), a parte intermédia e a parte tuberal. Universidade de Aveiro Departamento de Ciências Médicas Resumo da Sessão Tutorial 2017/2018 Neuro-hipófise Na vida fetal, a neuro-hipófise mantém uma cavidade contínua com o terceiro ventrículo. Os axónios que se originam de grupos de neurónios hipotalâmicos terminam na neuro-hipófise. Os longos axônios magnocelulares passam para a massa principal da neurohipófise. Eles formam o trato neurosecretor hipotalamohipofísico e terminam perto dos sinusoides do lobo posterior. Alguns neurônios parvocelulares menores na região periventricular têm axônios mais curtos e terminam na eminência mediana e no tronco infundibular entre os leitos capilares superiores da circulação portal venosa. Esses pequenos neurônios produzem hormônios liberadores e inibitórios, que controlam as atividades secretoras da adenohipófise através do suprimento de sangue portal. As neurohormonas armazenadas na parte principal da neurohipófise são a vasopressina (hormônio antidiurético, ADH), que controla a reabsorção de água por túbulos renais (ver Ch. 74) e oxitocina, o que promove a contração do músculo liso uterino (ver Capítulo 77) no parto e na ejeção do leite da mama durante a lactação. Os grânulos de armazenamento que contêm os polipeptídeos hormonais ativos ligados a uma glicoproteína transportadora, a neurofisina, seguem ao longo dos axônios a partir do seu local de síntese nos corpos celulares dos neurônios. Os delgados axônios amielínicos da neuro-hipófise são embainhados por típicos astrócitos no infundíbulo (Fig. 21.12). Próximo ao lobo posterior, os astrócitos são substituídos pelos pituicitos, que constituem a maior parte do tecido não excitável na neuro-hipófise. Os pituicitos são células neurogliais dendríticas de aspecto variável, frequentemente com longos prolongamentos que seguem paralelamente aos axônios adjacentes. Tipicamente, seus prolongamentos citoplasmáticos terminam sobre as paredes de capilares fenestrados entre os terminais nervosos. Os axônios também terminam em espaços perivasculares; eles encontram- se próximos às paredes dos capilares fenestrados, porém permanecem separados deles por duas lâminas basais, uma ao redor das terminações nervosas e a outra sobre as células endoteliais fenestradas. Os espaços entre as lâminas basais são ocupados por delicadas fibrilas de colágeno. Adeno-hipófise A adeno-hipófise é altamente vascularizada. Ela consiste em células epiteliais de tamanho e formato variados, organizadas em cordões ou agregados irregulares, entre os quais se encontram capilares fenestrados de paredes delgadas, sustentados por uma delicada trama de fibras reticulares. A maioria dos hormônios sintetizados pela adenohipófise é trófica. Eles incluem o hormônio do crescimento (GH, um peptídeo), envolvido no controle do crescimento do corpo, e a prolactina (também um peptídeo), que estimula o crescimento do tecido da mama e a secreção do leite. Os hormônios tróficos glicoproteicos incluem a pró-opimelanocortina, o do corpo, e a prolactina (também um peptídeo), que estimula o crescimento do tecido da mama e a secreção do leite. Os hormônios tróficos glicoproteicos incluem a pró-opimelanocortina, o grande precursor da adrenocorticotrofina (ACTH), que controla a secreção de certos hormônios do córtex da suprarrenal; o hormônio estimulador da tireoide (TSH); o hormônio folículo-estimulante (FSH), que estimula o crescimento de folículos ovarianos e a secreção de estrógenos pelo ovário, e a espermatogênese (atuando sobre as células testiculares de Sertoli); e o hormônio luteinizante (LH), que induz a secreção de progesterona pelo corpo lúteo e a síntese Universidade de Aveiro Departamento de Ciências Médicas Resumo da Sessão Tutorial 2017/2018 de testosterona pelas células de Leydig no testículo. A pró-opimelanocortina é clivada em um número de diferentes moléculas, incluindo o ACTH. A β-lipotrofina é liberada pela hipófise, mas sua função lipolítica em seres humanos é incerta. A β-endorfina é um outro produto da clivagem liberado pela glândula hipófise. As células epiteliais endócrinas, que secretam os diferentes hormônios da adeno-hipófise, são distinguidas em parte pelas suas diferentes afinidades por corantes ácidos e básicos. As células que se coram intensamente são descritas como células cromófilas e aquelas com baixa afinidade pelos corantes são as células cromófobas. As células cromófilas que se coram intensamente com corantes ácidos são classificadas como acidófilas, enquanto as basófilas se coram intensamente com corantes básicos. As basófilas são mais prevalentes na parte central da glândula. A classificação de acordo com os hormônios sintetizados divide as células em somatotrofos (células cromófilas acidófilas secretoras de GH, o tipo de célula cromófila mais numeroso); lactotrofos (células cromófilas acidófilas secretoras de prolactina, que são dominantes na gravidez e sofrem hipertrofia durante a lactação); gonadotrofos (células cromófilas basófilas secretoras de FSH e de LH); tireotrofos (células cromófilas basófilas secretoras de TSH); e corticotrofos (células cromófilas basófilas secretoras de ACTH). As células cromófobas são consideradas células cromófilas quiescentes ou degranuladas, ou células precursoras imaturas; elas constituem até a metade das células da adeno-hipófise. Universidade de Aveiro Departamento de Ciências Médicas Resumo da Sessão Tutorial 2017/2018 Irrigação: As artérias da glândula hipófise originam-se a partir das artérias carótidas internas através de uma única artéria hipofisária inferior e de vários ramos das artérias hipofisárias superiores a cada lado. A primeira advém da parte cavernosa da artéria carótida interna e os últimos ramos advêm de sua parte supraclinoide e das artérias cerebrais anterior e posterior. A artéria hipofisária inferior divide-se em ramos medial e lateral, que se anastomosam na linha média e formam um anel arterial ao redor do infundíbulo. Delicados ramos advindos desta anastomose circular entram na neuro-hipófise para suprir seu leito capilar. As artérias hipofisárias superiores suprem a eminência mediana, a parte superior do infundíbulo e, através das artérias das trabéculas, a parte inferior do infundíbulo. Uma rede capilar confluente, que se estende através da neuro-hipófise, é suprida por ambos os conjuntos de vasos hipofisários. A inversão do fluxo pode ocorrer nos leitos capilares cerebrais que se encontram entre os dois suprimentos vasculares. As artérias da eminência mediana e do infundíbulo terminam em ramificações características de capilares, que são mais complexos na parte superior do infundíbulo. Na eminência mediana, eles formam um plexo externo, ou plexo do “manto”, e um plexo interno, ou “profundo”. O plexo externo, abastecido pelas artérias hipofisárias superiores, é contínuo com o plexo infundibular e é drenado pelos vasos porta-hipofisários longos, que descem para a parte distal. O plexo interno encontra-se em meio ao plexo externo e é suprido por este. Ele é contínuo posteriormente com o leito capilar infundibular e, como o plexo externo, é drenado pelos vasos porta-hipofisários longos. Vasos porta-hipofisários curtos seguem da parte inferior do infundíbulo até a parte distal. Ambos os tipos de vasos porta-hipofisários abrem-se em Universidade de Aveiro Departamento de Ciências Médicas Resumo da Sessão Tutorial 2017/2018 capilares fenestrados, que se encontram em meio aos cordões secretores na parte distal da adeno-hipófise e fornecem a maior parte de seu sangue. Não existe um suprimento arterial direto. O sistema porta-hipofisário carreia os fatores libertadores de hormônios, provavelmente elaborados nos grupos parvocelulares de neurônios hipotalâmicos, que controlam os ciclos de secreção de células na parte distal. A parte intermediária parece ser avascular. Existem três possíveis vias para a drenagem venosa da neuro-hipófise: • para a adeno-hipófise, através de vasos porta-hipofisários curtos e longos; • para os seios venosos da dura-máter, através das grandes veias hipofisárias inferiores; • e para o hipotálamo, através de capilares que seguem para a eminência mediana. A drenagem venosa transporta os hormônios hipofisários da glândula para seus alvos e também facilita o controlo da secreção por feedback. Entretanto, a drenagem venosa da adeno-hipófise parece restrita: poucos vasos conectam-na diretamente com as veias sistêmicas, de modo que as vias pelas quais o sangue sai permanecem obscuras. A zona incerta recebe fibras do córtex sensório-motor, do núcleo pré-geniculado, dos núcleos cerebelares profundos, do complexo nuclear trigeminal e da medula espinal. Ela projeta para a medula espinal e para a região pré-tetal. Suas funções são desconhecidas. Os neurônios do campo H de Forel recebem aferências da medula espinal, da formação reticular do tronco encefálico e possivelmente do segmento interno do globo pálido. Eles podem projetar para a medula espinal. Como a zona incerta, suas funções são desconhecidas. Além das partes terminais dos tratos lemniscais, denteado-talâmico e rubrotalâmico, o subtálamo contém massivos tratos de fibras derivados do globo pálido. O fascículo lenticular é o componente dorsal de fibras palidofugais que atravessam a cápsula interna. Ele volta-se medialmente, próximo à face medial da cápsula, parcialmente entremeado com a zona dorsal do núcleo subtalâmico e a parte ventral da zona incerta, onde o fascículo atravessa o campo H2 de Forel. Atingindo a margem medial da zona incerta, o fascículo mistura-se com fibras da alça lenticular, com elementos disseminados do núcleo pré-rubral e com fibras denteadotalâmicas e rubrotalâmicas. Esta mistura de diversas vias e grupos celulares associados é variavelmente chamada de campo pré-rubral, tegmental ou campo H de Forel. A alça lenticular tem uma complexa origem a partir de ambas as partes do globo pálido e possivelmente de outras estruturas adjacentes. Ela curva-se medialmente ao redor da margem ventral da cápsula interna e continua dorsomedialmente para se misturar a outras fibras no campo pré-rubral. Algumas fibras no fascículo lenticular e na alça lenticular fazem sinapses no núcleo subtalâmico, no campo pré-rubral e na zona incerta. O restante continua lateralmente, com outros fascículos, para os núcleos talâmicos, particularmente os núcleos ventral anterior, ventral lateral e centromediano. O fascículo talâmico estende-se do campo pré-rubral e seu território é denominado campo H1 de Forel. Ele encontra-se dorsal à zona incerta, também atravessando-a parcialmente, e está Universidade de Aveiro Departamento de Ciências Médicas Resumo da Sessão Tutorial 2017/2018 relacionado dorsalmente aos núcleos talâmicos ventrais. Ele contém continuações do fascículo lenticular e da alça lenticular, e de fibras denteadotalâmicas, rubrotalâmicas e talamoestriadas. O fascículo subtalâmico conecta o núcleo subtalâmico ao globo pálido. Ele contém um abundante arranjode fibras em mão dupla, que atravessam a cápsula interna, entremeando- se com ela em ângulos retos. Desenvolvimento: Histologia: Neuro-hipófise Diferentemente da adeno-hipófise ela não contém células secretoras, sendo é formada basicamente por axônios hipotalâmicos amielínicos e células gliais, os pituícitos. Os corpos celulares dos neurônios secretores de Oxitocina (núcleo paraventricular) e vasopressina ou ADH (núcleo supra-ótico) estão situados no hipotálamo. Estas neurosecreções são armazenadas em grânulos conhecidas como Corpos de Hering. Adeno-hipófise -Parte Distal Cordões celulares interpostos em uma rica rede de capilares sanguíneos. Células Cromófobas: muito pequenas Células Cromófilas: acidófilas ou basófilas. - Parte Tuberal Organizada em cordões celulares secretores de gonadotropinas (LH e FSH), circundados por capilares. - Parte Intermediária Em humanos é considerada uma região rudimentar por apresentar células contendo grânulos secretores de função não conhecida, dispostas tanto em cordões celulares quanto em folículos. Universidade de Aveiro Departamento de Ciências Médicas Resumo da Sessão Tutorial 2017/2018 2. Quais são os mecanismos de produção e secreção de hormonas na hipófise e como funcionam?(guyton) Introdução: As várias atividades do corpo, células, tecidos, órgãos, são coordenadas por vários tipos de sistemas de mensageiros químicos. 1: Neurotransmissores, libertados pelos terminais dos axónios de neurónios, atuando localmente para controlar as funções das células nervosas. 2: Hormonas endócrinas, libertados por glândulas ou células especializadas no sangue circulante e influenciam células alvo noutro local do corpo. 3: Hormonas neuroendócinas, secretadas por neurónios no sangue circulante influenciando células alvo noutro local do corpo. 4:parácrinos, secretados por células no líquido extracelular afetando células alvo vizinhas, de tipo diferente. 5: autócrinos, secretados por células no líquido extracelular e afetam a função das próprias células. 6:citocinas, péptidos secretados por células no liquido extracelular e podem funcionar como hormonas autócrinas parácrinas e endócrinas. A hipófise é uma glândula endócrina pelo que temos de nos focar nessas, no entanto divide-se em 2 com funções diferentes. Ambas são constituídas por diferentes tipos de células e assim sendo, enquanto as células que constituem as adeno-hipófise são capazes de produzir e secretar hormonas, a neuro-hipófise como é mais como um ‘’prolongamento’’ do hipotálamo, não produz hormonas, mas sim armazenas as produzidas no hipotálamo e consequentemente secretas. Importante referir que a hipófise secreta a maioria das sua hormonas em resposta a estímulos neurais. estes estímulos neurais variam, mas por exemplo, as células neuro-endócrinas que se encontram no hipotálamo, têm axónios que terminam na neuro-hipófise e eminência mediana, secretando neuro-hormonas, que vão controlar a secreção de hormonas da adeno-hipófise. Demonstrado assim a interação entre o sistema hormonal endócrino e neuro-endócrino. As hormonas libertadas pela hipófise vão então para o sistema circulatório e chegam a vários tipos de células e órgão, inclusive, o sistema nervoso, e as diferentes hormonas associam-se a diferentes células, produzindo efeitos muito diferentes no corpo, consoante a hormona e célula alvo. A nível de hormonas há 3 classes gerais das mesmas: 1. Proteínas e polipéptidos, incluindo hormonas secretadas pela hipófise anterior e posterio, pâncreas, paratiroide… 2. Esteroídes, secretados pelo córtex adrenal, ovários, testículos, placenta. 3. Derivados de aminoácidos tirosina, secretados pela tiróide e medula adrenal. Universidade de Aveiro Departamento de Ciências Médicas Resumo da Sessão Tutorial 2017/2018 Assim sendo, as hormonas libertadas por toda a hipófise incluem-se dentro da classe das proteínas e polipéptidos tendo todas estrutura química de peptídeo. Também se pode comprar com a tiroide no sentido em que são muito diferentes, mudando a classe em que se encontram assim como a sua estrutura química, uma vez que na hipófise já temos aminas, podendo ter no entanto também péptideos, como é o caso da calcitonina. A PTH, falada na sessão anterior não se denota de grande relevância, visto que vem da paratiroide e não da tiroide. Assim sendo, as hormonas libertadas pela hipófise são péptidos e seguem a sequencia de produção/síntese das mesmas. Relativamente ás hormonas da hipófise, estas são armazenadas em vesículas secretoras ate que sejam necessárias, pelo contrário os esteroides em geral são sintetizados partindo do colesterol sem serem armazenados, e os derivados de tirosina são formados pela ação de enzimas nos compartimentos do citoplasma. A maioria das hormonas do corpo são polipéptideos e proteínas, assim como todas as hormonas produzidas e secretadas pela hipófise. estas hormonas variam entre si em tamanho, de pequenos péptidos (3aa) até proteínas como a GH(200aa). Relativamente à produção destas hormonas, estes são sintetizados na extremidade rugosa do retículo endoplasmático da hipófise, da mesma maneira que a maioria das outras proteínas. Geralmente são sintetizadas primeiro, como proteínas maiores que não são biologicamente ativas, em pré-pró-hormonas, e clivadas para formar pró-hormonas menores, no reticulo endoplasmático. São depois transferidos para o complexo de Golgi, para serem acondicionadas em vesículas secretoras. Durante este processo, as enzimas nas vesículas clivam as pró-hormonas para formar as hormonas menores biologicamente ativas e fragmentos inativos. As vesículas são posteriormente armazenadas no citoplasma e muitas fixam ligadas à membrana celular até que o produto da sua secreção seja necessário. A secreção das hormonas, assim como dos fragmentos inativos, ocorre quando as vesículas secretoras se fundem com a membrana celular e consequentemente o seu conteúdo se esvazia para o sangue ou liquido intersticial, por exocitose. Para que ocorra a exocitose das hormonas na hipófise é sempre necessário estímulo, na maioria dos casos este estímulo é o aumento da concentração citosólica de Ca2+, causado por despolarização da membrana plasmática. Noutros casos, a estimulação do recetor endócrino na superfície celular causa aumento do AMPc e, consequentemente, ativação de proteinocinases que iniciam a secreção da hormona. Relativamente ainda às hormonas libertadas pela hipófise, é importante referir que são hidrossolúveis, o que permite que entrem facilmente no sistema circulatório, de forma a atingirem assim a célula-alvo. Universidade de Aveiro Departamento de Ciências Médicas Resumo da Sessão Tutorial 2017/2018 Depois da secreção de hormonas, estas dirigem se para a célula alvo, e no caso da GH, pode exigir meses até ter o seu efeito completo. Várias são as características das diferentes hormonas, e diferem muito em início e duração da ação. Relativamente à secreção, esta é muito pouca, visto que depois desta, as concentroções hormonais são sempre muito pequenas, variando entre 1 picograma/ml, até algumas microgramas/ml. Há posteriormente vários mecanismos de controlo que controlam a secreção hormonal, como o feedback negativo, que controla muito os níveis hormonais, visto que depois do estímulo que provoca a libertação hormonal, este feedback tende a suprir a sua libertação adicional; ou seja, quando há libertação de uma hormona, a mesma impede com que seja secretada mais. Por contrário, também temos o feedback positivo fazendo com que hormonas em certa quantidade, provoquem um estímulonuma glândula endócrina, e assim que seja libertada outra hormona. Depois há ainda vários factores que vão além dos feedbacks, como por exemplo a idade e a GH, uma vez que a sua libertação aumenta acentuadamente durante o período inicial de sono, mas que se reduz durante os estágios posteriores. A secreção hormonal na hipófise é também muito controlada pelo hipotálamo. Na hormona de crescimento, há ta,bém vários estímulos que promovem a sua secreção, assim como: sejum com deficiência grave de proteínas, hipoglicemia ou baixos ácidos gordos no sangue, exercício, excitação, trauma e grelina (hormona libertada no estômago depois de uma refeição). Universidade de Aveiro Departamento de Ciências Médicas Resumo da Sessão Tutorial 2017/2018 3. Quais as hormonas libertadas pela hipófise e quais as suas funções?(guyton,vander,medscape) Universidade de Aveiro Departamento de Ciências Médicas Resumo da Sessão Tutorial 2017/2018 Funções mais específicas GH: É importante para o crescimento desde os primeiros anos de vida até o fechamento das cartilagens de crescimento dos ossos (epífises), o que ocorre no final da puberdade, em geral, entre os 15 e os 20 anos de idade. Possui também importantes funções no metabolismo, principalmente: aumento da síntese de proteínas (principalmente nos ossos e músculos) diminui a deposição de gorduras em algumas regiões do organismo como o abdômen e o tronco aumento das necessidades de insulina pelo organismo retém sódio e eletrólitos aumento da absorção intestinal e eliminação renal de cálcio Promove o crescimento de diversos tecidos do organismo que são capazes de crescer; Tem diversos efeitos metabólicos como: aumento da síntese de proteínas, mobilização de ácidos gordos do tecido adiposo, aumentando o seu nível no sangue e utilização dos mesmos como fonte de energia, e redução da utilização de glicose pelo organismo; Promove a deposição de proteínas nos tecidos; Reduz o catabolismo de Protéinas e aminoácidos (GH aumenta quase todos os aspetos da captação de aa e da síntese proteica pelas células, reduzindo tb a destruição das mesmas); Aumenta a utilização de gorduras como fonte de energia; Reduz utilização de carbohidratos, incluindo a diminuição da captação da glicose pelos tecidos, aumento da produção de glicose pelo fígado e aumento da secreção de insulina, resultando estes da resistência à insulina, induzida pelo GH; Estimula o crescimento das cartilagens e ossos. Universidade de Aveiro Departamento de Ciências Médicas Resumo da Sessão Tutorial 2017/2018 4. De que modo é regulada a hipófise?(Guyton,seeley,vander) PAPEL DO HIPOTÁLAMO NO CONTROLO DA HIPÓFISE Importante: O hipotálamo é centro coletor de informações relativas ao bem-estar interno do organismo, e grande parte dessa informação é utilizada para controlar as secreções das várias hormonas hipofisárias, globalmente importantes. Quase toda a secreção da hipófise é controlada por meio de sinais hormonais ou nervosos do hipotálamo embora alguma parte se deva ao input periférico. ▪ As secreções da neuro-hipófise são controladas por sinais nervosos que se originam no hipotálamo e terminam nesta. ▪ As secreções da adeno-hipófise são controladas por hormonas chamadas hormonas hipotalâmicas libertadoras e hormonas hipotalâmicas inibidoras, conduzidas até à hipófise através do seu sistema de circulação porta hipotalâmico-hipofisário (horm. hipofisiotróficas). Universidade de Aveiro Departamento de Ciências Médicas Resumo da Sessão Tutorial 2017/2018 REGULAÇÃO DA ADENO-HIPÓFISE O hipotálamo “sabe” quando e como atuar no controla da hipófise, porque ele é um centro de recolha de informações relativas ao bem-estar interno do corpo (dor, sentidos, pensamentos e emoções, nutrição e hidratação, etc.). Muitas dessas informações são usadas para controlar as secreções das hormonas hipofisárias no sentido de manter o equilíbrio do organismo. 1- As hormonas inibidoras e libertadoras do hipotálamo são secretadas por um tipo especial de neurónios que têm origem em várias zonas do hipotálamo enviam as suas fibras nervosas para a eminência mediana e para o tuber cinerum. 2- As hormonas são libertadas pelos neurónios nessa área nos fluidos do tecido. 3- As hormonas entram na circulação sanguínea e seguem em direção à hipófise, onde atuam no sentido de regular a libertação das suas hormonas. Universidade de Aveiro Departamento de Ciências Médicas Resumo da Sessão Tutorial 2017/2018 - Cada hormona libertadora estimula e cada hormona inibidora inibe a produção e secreção, pela adeno-hipófise, de uma hormona específica. - A secreção de cada uma das hormonas da adeno-hipófise segue um padrão diurno influenciado pela atividade, pelo sono, ou ciclos de luz-escuro. - Esta secreção ocorre de uma maneira pulsátil, provavelmente refletindo impulsos sincronizados de liberação neuro-hormonas hipotalâmicas no sistema de circulação porta na hipófise. . A frequência do pulso é variável (cerca de 2 pulsos/hora para ACTH; 1 pulso/3a4h para TSH, GH e PRL) . A modulação da secreção em resposta a alterações no ambiente interno ou externo pode ser refletida como alterações na amplitude ou frequência de pulsos secretores, ou secreções episódicas. - Os neurónios hipofisiotrópicos ou neurónios que liberam peptídeos hipofisiotrópicos como seus neurotransmissores comunicam com outros neurónios dispersos por todo o sistema nervoso central para produzir respostas que, presumivelmente, são relevantes para as circunstâncias fisiológicas que requerem a secreção de- hormonas hipofisárias. Hormonas libertadoras/inibidoras Para a maioria das hormonas da adeno-hipófise, são as hormonas libertadoras que têm principal efeito, mas para a prolactina, uma hormona inibidora exerce mais controlo. 1. Hormona libertadora de tirotrofina (TRH), que provoca a liberação da hormona estimulante da tiroide (1ª hormona hipotalâmica a ser caraterizada, tendo permitido um Nóbel a Roger Guillemin e Andrew Schally). . TRH é sintetizada principalmente em neurónios parvocelulares (pequenos) no núcleo paraventricular do hipotálamo, e é armazenada nos terminais nervosos na eminência mediana. Universidade de Aveiro Departamento de Ciências Médicas Resumo da Sessão Tutorial 2017/2018 . TRH também é expressa em neurónios amplamente dispersos por todo o sistema nervoso central e, provavelmente, atua como um neurotransmissor que medeia uma variedade de outras respostas. 2. Hormona libertadora de corticotrofina (CRH), que provoca a liberação de ACTH. . CRH está presente em maior abundância nos neurónios parvocelulares no núcleo paraventriculare, cujos axónios se projetam para a eminência mediana. . A ampla distribuição de CRH contendo os neurónios no sistema nervoso central sugere que CRH possui outras acções Além da regulação da secreção de ACTH. 3. Hormona de libertação da hormona do crescimento (GHRH), que causa a libertação da hormona do crescimento, e da hormona inibidora da hormona do crescimento (GnRH), também chamado somatostatina, que inibe a libertação de hormona do crescimento. 4. Hormona libertadora de gonadotrofina (GnRH), que provoca a liberação das duas hormonas gonadotróficas, hormona luteinizante e hormona folículo-estimulante. . Apesar de as duas hormonas serem controladas pela mesma hormona, elas têm ações em tempos e locais distintos. Pensa-se que isto se deva a mecanismos alternativosque permitem a independência parcial destas hormonas. 1) A frequência de impulsos de libertação de GnRH determina a proporção de FSH e LH segregada. 2) As glândulas alvo segregam hormonas que inibem seletivamente a secreção de qualquer uma das FSH ou LH . A GnRH é sintetizada principalmente em neurónios do núcleo arqueado no hipotálamo anterior, mas os neurónios contendo GnRH também são encontrados na área pré-óptica e projetados para regiões extra-hipotalâmicas, onde a liberação de GnRH podem estar relacionada com vários aspetos do comportamento reprodutivo. 5. Hormona inibidora da prolactina (PIH), que provoca a inibição da secreção de prolactina. Existem algumas hormonas hipotalâmicas adicionais, incluindo uma que estimula a secreção de prolactina e talvez outras que inibem a libertação das hormonas da adeno-hipófise. Universidade de Aveiro Departamento de Ciências Médicas Resumo da Sessão Tutorial 2017/2018 MECANISMOS DE FEEDBACK DE CONTROLO DA ADENO-HIPÓFISE A secreção das hormonas hipofisárias é regulada por mecanismo de feedback negativo, o que se traduz por: - Na ausência das hormonas das suas glândulas alvo, a secreção de TSH, ACTH, e as gonadotrofinas aumenta e caso essas hormonas aumentem, a secreção das respetivas hormonas estimatórias é inibida. Os mecanismo de feedback dão-se ao nível de (1) o hipotálamo, para inibir a secreção de hormonas hipofisiotrópicas (2) a glândula hipófise, para diminuir a resposta à estimulação hipofisiotrópica Basicamente: As libertação de hormonas hipofisárias é influenciada por: (1) Fatores do ambiente externo (2) Fatores internos (input interno) como, por exemplo, emoções, concentração de nutrientes, outras hormonas em circulação, etc (3) Feedback negativo relativamente às hormonas produzidas pelas suas glândulas-alvo (ex. as hormonas suprarrenais exercem um efeito de feedback negativo sobre os corticotropos da hipófise, diminuindo a transcrição de POMC e a produção de ACTH. (4) Feedback negativo relativamente às suas próprias hormonas, diminuindo a sua libertação (5) Feedback negativo ao nível do hipotálamo que diminui a produção de hormonas estimulantes das hormonas hipofisárias. (6) Feedback positivo. Mesmo não sendo o mais comum, nalguns casos ocorre feedback positivo quando a ação biológica da hormona causa a sua secreção adicional. Um exemplo é o surto de secreção da LH, que ocorre em decorr(ência do efeito estimulatório do estrogénio sobre a adeno.hipófise, antes da ovulação. O LH vai atuar então sobre os ovários, estimulando ainda maior secreção de estrogénio, o que por sua vez causa mais secreção de LH. Só quando se atinge a concentração apropriada de LH, é que entra em ação o feedback negativo. Universidade de Aveiro Departamento de Ciências Médicas Resumo da Sessão Tutorial 2017/2018 - Os efeitos moduladores das hormonas das glândulas-alvo sobre a hipófise não estão limitados à inibição da secreção das hormonas estimulantes. - As hormonas das glândulas alvo podem modular a função hipofisária, aumentando a sensibilidade de outras células da hipófise aos seus fatores de libertação ou através do aumento da síntese de outras hormonas hipofisárias, como explicado no esquema abaixo. Universidade de Aveiro Departamento de Ciências Médicas Resumo da Sessão Tutorial 2017/2018 O controlo da hormona do crescimento é mais complexo, devido a fatores adicionais. REGULAÇÃO DA LIBERTAÇÃO DA HORMONA DO CRESCIMENTO A hormona do crescimento é regulada por: ▪ Mecanismo típico de feedback negativo descrito ( GHRH e somatostatina); ▪ Feedback negativo relativamente a produtos das suas ações nos tecidos periféricos; ▪ IGF - exerce efeitos inibidores poderosos da secreção de GH, diminuindo a sensibilidade dos somatotropos à GHRH. Também acuta sobre os neurónios que segregam somatostatina para aumentar a libertação de somatostatina e inibir a libertação de GHRH ▪ Hormonas hipotalâmicas libertadoras e inibidoras; ▪ Sinais do hipotlâmicos de emoções, stresse e trauma – catecolaminas (adrenalina, noradrenalina, etc), dopamina, e serotonina, cada um dos quais libertado por um sistema neuronal diferente no hipotálamo, podem aumentar a taxa de secreção de hormona do crescimento; Hormonas das glândulas-alvo Inibição da produção da hormona hipofisária que as estimula Aumento da sensibilidade da hipófise às suas hormonas libertadoras Aumento da síntese de outras hormonas hipofisárias Atuam na hipófise Universidade de Aveiro Departamento de Ciências Médicas Resumo da Sessão Tutorial 2017/2018 ▪ Produtos da sua atividade metabólica - aumento das concentrações de ácidos gordos livres no sangue e glicose pode inibir a sua secreção de GH; ▪ Diminuição da concentração de proteínas = GH. REGULAÇÃO DA NEURO-HIPÓFISE REGULAÇÃO DA ADH Osmolaridade A atividade secretora da ADH muda em resposta a alterações da osmolalidade e do volume sanguíneo. Quando a osmolalidade sanguínea aumenta, a frequência dos potenciais de ação nos osmorreceptores também aumenta pelo que aumenta a secreção de ADH. À medida que a osmolalidade sanguínea decresce, a frequência dos potenciais de ação nos osmorreceptores e nas células neuro-secretoras também diminui pelo que a secreção de ADH diminui e o volume de água eliminada sob a forma de urina aumenta. Pressão sanguínea A descida da pressão arterial provoca o aumento da frequência dos potenciais de ação nas células neuro-secretoras e eleva a secreção de ADH, o que vai promover a retenção de água Universidade de Aveiro Departamento de Ciências Médicas Resumo da Sessão Tutorial 2017/2018 pelos rins. Uma subida na pressão arterial diminui a frequência dos potenciais de ação nas células neuro-secretoras. Isto conduz à secreção de menos ADH pela neuro-hipófise. Como resultado, o volume de urina produzida pelos rins aumenta. REGULAÇÃO DA OXITOCINA 1- A distensão do útero, a estimulação mecânica do colo uterino e a estimulação dos mamilos pelo lactente durante a amamentação, ativam um reflexo nervoso que estimula a libertação de oxitocina. 2- No hipotálamo aumenta a geração de potenciais de ação nos neurónios de secreção da oxitocina. 3- Os potenciais de ação nos neurónios secretores de oxitocina seguem ao longo dos axónios do feixe hipotálamo-hipofisário até à neuro-hipófise, onde determinam a libertação de oxitocina pelas terminações dos axónios. Universidade de Aveiro Departamento de Ciências Médicas Resumo da Sessão Tutorial 2017/2018 5. Como variam a produção e secreção de GH ao longo da vida? (medscape,laboratório biomédico análises clinicas e patológicas) Random growth hormone (GH) levels in a healthy person range as follows: • Men: < 5 ng/mL or < 226 pmol/L • Women: < 10 ng/mL or < 452 pmol/L • Children: 0-20 ng/mL or 0-904 pmol/L • Newborns: 5-40 ng/mL or 226-1808 pmol/L ng/mL- nanograma por miligrama Universidade de Aveiro Departamento de Ciências Médicas Resumo da Sessão Tutorial 2017/2018 Interpretação: Uso: avaliação do crescimento; diagnóstico de gigantismo e acromegalia. O hormônio de crescimento (HGH) é um polipeptídio produzido na hipófise anterior, que estimula a produção de somatomedinas pelo fígado, atuando sobre o crescimento. A secreção do HGH é pulsátil, ocorrendo cerca de oito picos diários em jovens; nosadultos, esses picos são raros. Nos casos de suspeita de deficiência de HGH, podem ser realizados testes de estímulo (pós-exercício, atensina, clonidina, insulina, glucagon, L-Dopa). Pode ocorrer liberação de HGH em condições fisiológicas após stress, exercício físico e sono. Interferentes: stress +. Referência: Atenção novos valores de referência a partir de 14/07/2011, valores basais: Masculino: até 3,0 ng/mL Feminino: até 8,0 ng/mL Valor de referência anterior: Valor Basal: 0,06 a 7,0 ng/mL Ao contrario do que se pensava, a GH está sempre presente ao longo da vida e não só no crescimento. Isto deve-se tb às suas funções extra além de crescimento propriamente dito. Contudo, a sai concentração vai diminuindo lentamente após a adolescência com o passar dos anos, atingindo por fim cerca de 25% do nível encontrado na adolescência. O nível de produção e secreção da GH é pulsátil, aumentando e diminuindo. Não se sabe bem os mecanismos que controlam a secreção da GH, no entanto sabe-se que há diversos fatores que estimulam a secreção de GH: 1.jejum, em especial com deficiência gravde de proteínas; 2. Hipoglicémia com baixa concentração de ácidos gordos no sangue; 3. exercício; 4. excitação; 5. trauma; 6. Grelina, hormona secretada no estômago antes das refeições. O valor de GH aumenta também drasticamente durante as 2primeiras horas de sono profundo. A concentração normal no plasma do adulto é entre 1.6 e 3 mg/mL; na criança ou adolescente, de 6 ng/mL. No jejum prolongado, estes valores aumentam até 50 ng/mL, depois de reservas de proteínas e carboidratos terem sido destruídas. Universidade de Aveiro Departamento de Ciências Médicas Resumo da Sessão Tutorial 2017/2018 6. De que forma um adenoma na hipófise pode levar à secreção excessiva de GH e como conduz esta à acromegalia? (cuf,Robbins) Adenoma Os adenomas da hipófise são tumores benignos que têm origem nas células da porção anterior da hipófise. Estes podem ser funcionantes (produzir uma ou mais hormonas) ou não funcionantes. Os adenomas não funcionantes constituem 30% dos casos. Apesar de se tratarem de situações benignas e de não terem produção hormonal, podem provocar sintomas por compressão (cefaleias, alterações de visão) ou por perda da produção das hormonas normais da hipófise (sintomas específicos que podem ir da infertilidade ao cansaço, dependendo das hormonas em causa). Os adenomas funcionantes provocam quadros clínicos específicos dependendo da hormona que produzem aos quais, dependendo do tamanho e localização, se podem ou não associar sintomas por compressão. Os adenomas hipofisários são classificados com base no(s) hormônio(s) produzido(s) pelas células neoplásicas. Os adenomas hipofisários podem ser funcionantes (isto é, associados ao excesso de hormônios e às manifestações clínicas disso) ou não funcionantes (isto é, demonstração da produção de hormônios somente em nível tecidual, sem manifestações clínicas do excesso hormonal). Tanto os adenomas funcionantes quanto os não funcionantes geralmente são compostos por um único tipo celular e produzem um único hormônio predominante, mas há exceções. Como é um adenoma que produz mais GH, denomina-se de somatotrófico: As neoplasias produtoras de hormônio do crescimento (adenomas de células somatotróficas), incluindo aquelas que produzem uma mistura de hormônio do crescimento com outros hormônios (p. ex., prolactina), constituem o segundo tipo mais comum de adenoma hipofisário funcionante. Uma vez que as manifestações clínicas do excesso de hormônio do crescimento podem ser sutis, os adenomas das células somatotróficas podem estar bastante volumosos no momento em que chamam a atenção clínica. Ao exame microscópico, os adenomas produtores de hormônio do crescimento são compostos por células esparsamente granuladas, e a coloração imuno-histoquímica demonstra hormônio do crescimento no interior do citoplasma das células neoplásicas. Pequenas quantidades de prolactina imunorreativa muitas vezes também estão presentes. A hipersecreção persistente de hormônio do crescimento estimula a secreção hepática de fator de crescimento semelhante à insulina do tipo 1 (somatomedina C), que provoca muitas das manifestações clínicas. Se um adenoma secretor de hormônio do crescimento ocorrer antes que as epífises se fechem, como no caso da criança pré-puberal, os níveis de hormônio do crescimento resultam em gigantismo. Essa condição se caracteriza por aumento generalizado do tamanho corporal, com braços e pernas desproporcionalmente longos. Se os níveis elevados de hormônio do crescimento persistirem ou se desenvolverem após o fechamento das epífises, a pessoa afetada desenvolve acromegalia, na qual o crescimento é mais proeminente no tecido conjuntivo, pele e vísceras, assim como nos ossos da face, mãos e pés. O aumento da mandíbula resulta em protrusão (prognatismo), com alargamento da porção inferior da face e separação dos dentes, mãos e pés aumentados, com Universidade de Aveiro Departamento de Ciências Médicas Resumo da Sessão Tutorial 2017/2018 dedos largos, em salsicha. Na prática clínica, o gigantismo tipicamente é acompanhado por evidências de acromegalia. O excesso do hormônio do crescimento também está associado a uma série de outros distúrbios, incluindo tolerância anormal à glicose e diabetes melito, fraqueza muscular generalizada, hipotensão, artrite, osteoporose e insuficiência cardíaca congestiva. A prolactina é demonstrável em vários adenomas produtores de hormônio do crescimento e, em alguns casos, pode ser liberada em quantidade suficiente para produzir sinais e sintomas de hiperprolactinemia. Acromegalia A acromegalia resulta da produção excessiva de hormona do crescimento (GH) no adulto. Em 90% dos casos esse excesso de produção resulta de um adenoma (tumor) da hipófise funcionante. O tratamento é habitualmente cirúrgico complementado ou não por terapêutica farmacológica ou radioterapia. O adenoma pode ser funcionante ou não, no caso das células do tumor produzirem GH e aumentarem a secreção da mesma, é funcionante. Se for não funcionante não liberta GH extra, mas aumenta muito o tamanho e pode comprimir o quisma ótico e trazer diversas complicações. O André tem um funcionante. 7. O que é o IGF-1, qual a sua função e quais as consequências da sua produção excessiva? (Guyton, Insulin-like growth factor 1 (IGF-1): a growth hormone, artigo revisão: distúrbios cardiovasculares na acromegalia 2010) Descobriu-se que a hormona de crescimento leva o fígado a formar diversas proteínas pequenas, somatomedinas que apresentam um efeito potente de aumentar todos os aspetos de crescimento ósseo. Muitos dos efeitos das somatomedinas sobre o crescimento são semelhantes aos efeitos da insulina sobre o crescimento. Assim sendo, IGF, vem de fator de crescimento semelhante à insulina. Até hoje 4 somatomedinas foram isoladas, no entanto a mais importante é a somatomedina C ou IGF-1. Foi dito que a maioria dos efeitos da GH resulta da somatomedina C e das outras somatomedinas, em vez do efeito direto do GH sobre os tecidos. No entanto, foi testado que se se injetar GH diretamente nas cartilagens este promove sozinho o crescimento local das mesmas. Há ainda alguns aspetos na hipótese da somatomedina questionáveis por isto. Uma possibilidade +e que a GH provoca o aumento necessário de somatomedina C para induzir o crescimento do tecido alvo, outra é que o mecanismo da somatomedina seja mais alternativo. Universidade de Aveiro Departamento de Ciências Médicas Resumo da Sessão Tutorial 2017/2018 Basicamente: O IGF-1 é um hormônio de crescimento importante, mediando o efeito anabólico da proteína e o crescimento linear do crescimento daHG pituitária. Tem um efeito estimulante de crescimento independente de GH, que, no que diz respeito às células da cartilagem, é possivelmente otimizado pela ação sinérgica com GH. Tal proteína tem função de mediador primário dos efeitos do hormônio do crescimento. O GH tem sua produção na hipófise e é liberado na corrente sanguínea, aonde estimula o fígado a produzir IGF-1. O IGF-1 estimula o crescimento em quase todas as células do corpo, principalmente em células do músculo, cartilagens, ossos, rins, fígado e pulmão, além de regular o crescimento e desenvolvimento das células nervosas Importante ainda referir que a GH tem uma ligação fraca a proteínas plasmáticas pelo que apresenta uma meia vida no sangue inferior a 20min. em contraste, a IGF-1 tem uma ligação forte com as proteínas e é libertada lentamente com meia vida de 20 horas. prologando assim o efeito os efeitos promotores do crescimento dos surtos de secreção da GH. Tem ainda funções ainda de estimular o crescimento sistêmico do corpo e tem efeitos favoráveis ao crescimento em quase todas as células do corpo, especialmente músculo esquelético, cartilagem, osso, fígado, rim, nervos, pele, células hematopoiéticas e pulmões. Além dos efeitos semelhantes a insulina, o IGF-1 também pode regular o crescimento e desenvolvimento celular. Os níveis elevados trazem consequências porque se associam à GH e as consequências são as mesmas dos níveis elevados de GH. Como está elevada a par com a GH há diversos efeitos, mas cardiovascularmente também importantes, daí a morte. Complicações decorrentes do excesso crônico de GH e IGF-1. Entre elas, uma das que mais causam aumento do número de mortes é a doença cardiovascular. O espectro da doença cardiovascular no acromegálico compreende hipertrofia ventricular esquerda, disfunções diastólica e sistólica, fibrose miocárdica, valvulopatias, arritmias, hipertensão arterial, dislipidemia e alteração no metabolismo dos carboidratos. Exemplo das fibroses causadas por excesso crónico de IGF-1 e GH é a miocardiopatia acromegálica.
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