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Roteiro da aula sobre Suprarenal (Silverthorn, Costanzo e Berne) 1. Localização da Adrenal, zonas da camada cortical (três: glomerulosa, reticular e fasciculada) 1.1 Zonas glomerulosa (Mineralocorticóide - aldosterona), fasciculada (glicocorticoide – cortisol) e reticulada (androgênios). O córtex supra-renal produz esteróides, um grupo de hormônios produzidos a partir do colesterol, com semelhanças químicas com este composto, embora com funções diferentes. • A zona glomerulosa elabora mineralocorticóides, hormônios que intervêm no metabolismo do sódio e do potássio, minerais muito importantes no equilíbrio dos líquidos no organismo. O principal mineralocorticóide é a aldosterona, um hormônio que atua sobre os rins, estimulando a reabsorção de sódio, de modo que este não seja eliminado com a urina, o que origina uma maior retenção de líquidos no organismo. • A zona fasciculada produz glucocorticóides, um grupo de hormônios cuja função principal consiste em regular o metabolismo dos nutrientes energéticos, ou seja, os lípideos, glícideos e proteínas. O glucocorticóide mais importante é o cortisol. • A zona reticulada elabora androgénios, hormônios que estimulam o desenvolvimento das características sexuais masculinas e o crescimento do tecido muscular. Nas mulheres, estes hormônios apenas são produzidos pelas glândulas suprarrenais. Por outro lado, nos homens, os androgénios são elaborados pelos testículos. Esta diferença na produção de androgénios é determinante para a diferenciação das características sexuais masculinas e femininas. Entre os androgénios fabricados pelo córtex suprarrenal, o mais importante é a deidroepiandrosterona ou DHEA. 2. Transporte dos hormônios (variável, dependendo do tipo do hormônio) Transportadores: albumina, transcortina ou globulina fixadora de cortisol. 3. Síntese de hormônios da adrenal A biossíntese de hormônios esteroides é dependente de colesterol, precursor desses hormônios. Sendo que o colesterol é adquirido na dieta, mas também é produzido pelo organismo através de reações que ocorrem no RE e na mitocôndria e que envolvem o agrupamento de AcetilCoA derivado daoxidação do piruvato e de ácidos graxos na mitocôndria. O colesterol é clivado na mitocôndria para formar Δ5-pregnenolona (a clivagem da cadeia lateral se vale do conjunto enzimático SCC, o qual tem sua concentração aumentada pelo ACTH). Pregnenolona é então convertida em progesterona através da ação de duas enzimas: 3β-ol desidrogenase e Δ4,5-isomerase. Para se chegar aos hormônios corticosteroides são necessárias outras enzimas especificas para cada hormônio. Para se obter aldosterona são necessárias 21- hidroxilase do reticulo endoplasmático (RE) e 11β-hidroxilase e 18-hidroxilase mitocondriais. Já para a síntese de cortisol nas células da zona fasciculada da glândula suprarrenal se requer: 17-hidroxilase e 21-hidroxilase do reticulo e 11β-hidroxilase mitocondrial. Sendo importante ressaltar que as enzimas hidroxilases do RE são enzimas citocromos P450 (CYP). Após a síntese os hormônios esteroides se difundem através da membrana plasmática atingindo a circulação, onde se ligarão a proteínas transportadoras. Os hormônios esteroides tem metabolismo lento por se ligarem a proteínas presentes no plasma sanguíneo; o cortisol, por exemplo, se liga a transcortina sérica. Eles são metabolizados principalmente no fígado onde as reações levam tais compostos a terem sua atividade metabólica reduzida e sua solubilidade em água aumentada facilitando a excreção. São diversos os fatores que alteram o metabolismo dos esteroides no fígado. Ele é aumentado em pacientes com hipertireoidismo e diminuído em pacientes com hipotireoidismo (mau funcionamento da tireoide que está correlacionado a disfunção das adrenais, devido aos efeitos dos hormônios tireoideanos sobre as célular do cortex adrenal). Mas isso não ocorre a esmo, a produção é regulada por participante de uma cascata e por sinais. O sistema de cascata hormonal amplifica sinais específicos, pois a medida que os processos vão se correlacionando as quantidades de hormônios crescem em níveis sucessivos, também devido a tendência de a meia-vida dos hormônios crescer conforme se avança na cascata, assim o hormônio fica mais tempo na corrente sanguínea. Esse processo de sinalização se inicia no cérebro e tem seu fim nas células alvo. Observe um exemplo de cascata. Um estimulo ambiental resulta em um sinal para a estrutura hipocampal do sistema límbico e sinaliza liberação de um hormônio liberador hipotalâmico, hormônio liberador de corticotropina (CRH). Ao atingir a pituitária anterior e se ligar a membrana de células corticotrópicas ele gera uma resposta que leva a liberação de hormônio adrenocorticotropico (ACTH). O ACTH circula e então se liga a células do córtex adrenal, a glândula alvo. Após isso há a síntese de cortisol, hormônio que exercerá diversas atividades no organismo, mas que também irá retroalimentar negativamente a glândula pituitária e o hipotálamo. Sendo que dentro dessa cascata os tempos de meia-vida são crescentes na ordem: CRH, ACTH, cortisol. Além dos fatores já citados a produção de hormônios esteroides também é regulada pela concentração de cAMP (relacionado a mobilização de colesterol para a mitocôndria) e pela proteína StAR (proteína regulatória esteroidogênica aguda) que facilita a translocação de colesterol da membrana mitocondrial externa para a interna. Há ainda regulação pela concentração de Ca 2+ , cujo aumento da concentração leva a ativação de enzimas colesterol desmolase e assim estimula a produção de aldosterona. 4. Secreção de cortisol Ao longo do dia, ocorrem diversas variações no que diz respeito à secreção do cortisol, tendo um pico pouco antes do despertar. Os seus níveis também estão elevados em certas situações de estresse como cirurgias, queimaduras, infecções, hipoglicemia e exercício físico extenuante. Esse hormônio possui uma ação importantíssima no metabolismo dos macronutrientes, mantendo a produção de glicose a partir da proteína (gliconeogênese), além de realizar a lipólise e cetogênese, que é fundamental durante um período de jejum, a exemplo do sono. Também exerce funções em locais como: músculo, rim, osso, tecido conectivo, desenvolvimento do feto e no sistema imune. Em relação aos seus efeitos no músculo, o cortisol ajuda na manutenção da contratilidade, além de estimular a proteólise. No tecido ósseo, tal hormônio reduz a formação da matriz óssea e aumenta a sua reabsorção, sendo esse mecanismo acentuado através da inibição da absorção de cálcio no intestino. Além disso, inibe a síntese de colágeno no organismo, deixando a pele mais fina assim como a parede dos capilares, o que favorece uma ruptura e hemorragia intracutânea. No sistema renal, aumenta a taxa de filtração glomerular, elevando assim a diluição da urina e depuração de água livre. Dessa forma, possui um papel crucial em situações que há sobrecarga de água. Já no que se diz respeito ao desenvolvimento do feto, o cortisol auxilia na formação do sistema nervoso central, da retina, da pele, dos pulmões e do trato gastrointestinal. Esse último é de suma importância após o nascimento para que não se tenha nenhuma reação adversa ao leite materno. Por fim, o cortisol é um potente anti-inflamatório e limita a resposta inflamatória. Essa ação é crucial para que não haja uma destruição de estruturas e funções normais, a exemplo do que acontece nas doenças auto-imunes. 5. Efeitos do cortisol sobre diferentes tecidos e resposta ao estresse. Efeito Permissivo ao glucagon e adrenalina – glicogenólise Memória, aprendizadoe humor Gliconeogênese Catabolismo muscular esquelético e cardíaco Lipólise, balanço do cálcio reduzido Depressão do sistema Imune Redução da massa óssea e crescimento linear Aumenta a taxa de filtração glomerular, inibe o ADH eritropoetina 6. Efeito do cortisol sobre o metabolismo 1) Mobilização de reservas energéticas O cortisol apresenta ação oposta à da insulina e similar à do glucagon (com a importante diferença de que este age em receptores da membrana celular, enquanto o cortisol interfere na transcrição, dentro do núcleo celular). Ele afeta três tecidos relacionados com o suprimento de energia para o corpo: - Fígado: a gliconeogênese é estimulada, graças ao aumento na quantidade de enzimas da via e na atividade dessas enzimas, e à maior disponibilidade de substratos, vindos de outros tecidos, como os citados a seguir. Tudo isso é mediado pelo cortisol. - Músculos: neles, o cortisol induz a degradação de proteínas, além de frear a síntese proteica. Dessa forma, há uma maior disponibilização de aminoácidos para a gliconeogênese (ocorrendo no fígado). Além disso, o hormônio provoca a diminuição no consumo de glicose pelos músculos, a fim de combater a hipoglicemia (como o glucagon), e economizar glicose para o uso do cérebro (que aumenta sua demanda em condições de stress); para isso, também gera uma queda na sensibilidade dos miócitos à insulina. - Tecido Adiposo: nele, o cortisol induz a lipólise, aumentando a disponibilidade tanto de glicerol (para a gliconeogênese) quanto de ácidos graxos livres (para oxidação e obtenção de energia). Também há a queda no consumo de glicose e na sensibilidade dos adipócitos à insulina, a fim de preservar os níveis glicêmicos. 2) Ação imunossupressora e anti-inflamatória Processos inflamatórios muito prolongados acarretam certos prejuízos ao microambiente envolvido. Um exemplo notável é o fato de que as hidrolases lisossomais, liberadas durante o fenômeno da fagocitose, acabam afetando células próximas que estavam intactas. Outro exemplo marcante refere-se à vasodilatação no local inflamado, a qual acaba provocando um extravasamento de líquido, o que engrossa o sangue e prejudica seu fluxo normal. Por isso, é necessário haver um controle da intensidade da inflamação. Outra função do cortisol é justamente realizar esse controle. Nas regiões de inflamação, é observado que a concentração de cortisol livre é maior do que no resto do corpo. O cortisol atua de várias maneiras, com o objetivo de reprimir o sistema imune: - Inibe a ação de “mensageiros da inflamação”, como a IL-1, uma interleucina produzida pelos macrófagos; - Diminui a atividade dos linfócitos B, diminuindo a produção de anticorpos; - Provoca uma queda na quantidade de linfócitos e eosinófilos circulantes, seja levando- os à apoptose, seja induzindo um “sequestro” dessas células (por órgãos como o baço). Isso, inclusive, ocasiona um decréscimo no volume dos linfonodos e do timo. - Estabiliza a membrana dos lisossomos, dificultando a liberação de enzimas que atuariam na defesa do organismo contra corpos estranhos; - Dificulta a vasodilatação na região afetada, a qual permitiria um extravasamento de células de defesa e líquido (o causador dos inchaços característicos de inflamações). Devido a todas essas ações, que causam a supressão do sistema imune, os glicocorticoides são usados como fármacos para combater doenças autoimunes (como lúpus, vitiligo, hepatite autoimune...), que são causadas pelo combate do sistema de defesa ao próprio organismo. 3) Ação conjunta com a adrenalina Em situações de stress, o hipotálamo é estimulado a liberar CRH, que induz a produção de ACTH por parte da hipófise. O ACTH, então, estimula a síntese de cortisol. Este aumenta a sensibilidade das células-alvo à adrenalina (que também passa a concentrações maiores em condições de stress). O próprio cortisol também age (mas prioritariamente a longo prazo) em mecanismos que preparam o corpo para lidar com tais situações. 7. Controle da secreção do cortisol: alça de feedback. O cortisol é estimulado pelo ACTH, secretado pela adenohipófise. O ACTH, por sua vez, é controlado pelo CRH produzido nos núcleos paraventriculares do hipotálamo e secretado no sistema porta-hipofisário. O ACTH ativa a produção de esteróides pelas células do córtex suprarrenal através de um receptor de membrana específico acoplado à uma proteína G. A subunidade alfa da proteína G ativa a adenil-ciclase, responsável por converter ATP em AMPc. O AMPc atua como segundo mensageiro, responsável pela cascata de sinalização até a formação dos hormônios do córtex supra renal. A etapa mais importante de todas as etapas estimuladas pelo ACTH é a síntese de cortisol através da ativação da enzima desmolase, enzima essa responsável pela conversão inicial do colesterol em pregnenolona. Essa conversão inicial é a etapa que limita a velocidade para todos os hormônios do córtex suprarrenal, explicando assim, a razão pela qual o ACTH é normalmente necessário para a síntese de qualquer hormônio do córtex suprarrenal. A estimulação prolongada do córtex suprarrenal pelo ACTH não só aumenta a atividade secretora, como também provoca hipertrofia e proliferação dessas células, sobretudo na zona fasciculada e na zona reticular, onde são secretados o cortisol e os androgênios. O ACTH exerce pouco, ou nenhum efeito sobre a zona glomerulosa, dessa forma não tendo influência sobre a produção de mineralocorticóides. O estresse fisiológico exerce efeitos sobre a secreção de ACTH. Estímulos estressantes causados pela dor (trauma ou intervenção cirúrgica) são inicialmente transmitidos por meio do tronco cerebral até a área perifornical do hipotálamo e daí, até o núcleo paraventricular do hipotálamo e, em seguida, à eminência média, onde o CRH é secretado no sistema porta hipofisário. Em alguns minutos, é visto um aumento considerável de cortisol sérico. O estresse psicológico também pode ocasionar aumento igualmente rápido da secreção de ACTH. Acredita-se que tal efeito decorra da maior atividade do sistema límbico, em particular na região da amígdala e do hipocampo, que transmitem os sinais para o hipotálamo medial posterior. Com relação ao ritmo circadiano, durante o dia existem cerca de 10 pulsos de secreção hipofisária de ACTH (com consequentes pulsos de cortisol), sendo o pico das 6 às 8h da manhã. As velocidades de secreção do CRH, ACTH e cortisol estão todas elevadas pela manhã, e baixas à noite. Mudanças nos hábitos de sono levam a alteração do ciclo circadiano, com consequente mudança do horário de pico do cortisol. Por último, o cortisol exerce efeitos diretos por feedback negativo sobre o hipotálamo, diminuindo a formação de CRH, e sobre a adeno-hipófise, diminuindo a síntese de ACTH. Esses mecanismos de feedback ajudam a regular a concentração plasmática de cortisol, mantendo em níveis normais as concentrações séricas de CHR, ACTH e cortisol. 8. Hipercortisolimo: efeito no corpo do indivíduo (síndrome de Cushing) A causa mais frequente é a hiperplasia suprarrenal bilateral subsequente à produção excessiva de ACTH (Sindrome de Cushing). Os sinais clínicos resultantes da produção excessiva de glicocorticóides são a obesidade, com distribuição predominantemente facial, cervical e troncular; osteoporose; fragilidade capilar, com equimoses fáceis; pele fina (excessiva visualização dos leitos capilares subcutâneos) por perda de tecido conjuntivo; aumento do catabolismo proteico, com atrofia, fragilidade muscular, dificuldades de cicatrização e atrasos de crescimento (nos mais jovens); anomalias no metabolismo glicídico(podendo chegar ao extremo da diabetes); depressão imunitária; insónia, etc. A produção excessiva de androgênios suprarrenais pode detectar-se, no sexo feminino, por sinais de virilização: irregularidade de ciclos menstruais ou amenorreia, regressão do desenvolvimento mamário, hirsutismo, acne, voz de tom mais grave, hipertrofia clitoridiana, líbido acentuada e aumento da massa muscular. Pode verificar-se hiperfunção suprarrenal por “ativação” aparente do eixo hipotálamo- hipofisário-suprarrenal ou por mutações na proteína Gs como sucede na síndrome de McCune-Albright. O excesso de mineralocorticóides traduz-se em hipertensão, hipervolémia, hipocalémia, alcalose metabólica e hipernatremia ligeira; os níveis de renina plasmática estarão suprimidos se a produção de aldosterona for autônoma (Síndrome de Conn). Podem igualmente surgir manifestações de hiperaldosteronismo por deficiência da 11-b- hidroxi-esteróide desidrogenase tipo A, que converte a cortisona em cortisol e faz com que esta active os receptores MR reproduzindo o efeito do excesso de aldosterona. 9. Aldosterona: funções O principal estímulo para a secreção de ADH não é a hipovolemia (é também um estímulo, mas não é o mais potente). A hipovolemia é um potente estimulador do sistema renina-angiotensina-aldosterona: baixa de perfusão renal – liberação de renina – pouco sódio na mácula densa – estímulo à produção de renina, angiotensina e aldosterona, que tende a estimular no túbulo contornado distal à reabsorção de cloreto de sódio e água. A aldosterona estimula a reabsorção de cloreto de sódio e água, um volume líquido isosmótico. Portanto, o impacto dessa ação é óbvio sobre a volemia, mas não modifica a osmolaridade do organismo. Já o ADH permite a reabsorção de água livre, pois abre canais no ducto coletor, que permitem a osmose. A força que determina a osmose é a força osmótica, de um lado mais diluído para um lado mais concentrado. O lado mais diluído é o interior do canalículo e o mais concentrado é o interstício da medula. O ADH abre canais que permite a passagem de água do interior dos canalículos em direção ao interstício. A força física para a passagem de água é a hipertonicidade da medula renal. Portanto, o principal estímulo para secretar ADH é a hiperosmolaridade. Os osmorreceptores do hipotálamo aumentam a secreção de ADH em hipertonicidade. A volemia modifica a sensibilidade do sistema de secreção de ADH à osmolaridade, mas o estímulo para a sua secreção é a tonicidade do organismo. Existe uma relação direta entre osmolaridade e taxa de secreção de ADH: quanto maior a osmolaridade, maior a taxa de secreção de ADH, mas a inclinação da curva é dada pela volemia. Se o plasma encontra-se hipertônico, por perda de água livre, como no suor, há estímulo de ADH. Se há hipovolemia, a inclinação da curva aumenta, ou seja, para cada aumento de unidade de osmolaridade, há mais estímulo para secreção de ADH. O mecanismo de estímulo continua sendo a hiperosmolaridade, mas a sensibilidade desse mecanismo é dada pela volemia. Isso é dado pelos chamados receptores de baixa pressão, localizados nos átrios e veias cavas. São receptores de estiramento, que possuem terminações nervosas livres, na camada média das veias e átrios, e percebem o grau de estiramento: quando há hipervolemia, há estímulo das fibras e há aumento dos potenciais de ação em direção ao hipotálamo, fazendo inibição da secreção de ADH, ou seja, há diminuição da sensibilidade do hipotálamo. Em hipovolemia, há menos estiramentos das fibras e menos sinais inibitórios, logo há maior secreção de ADH para o aumento da tonicidade plasmática. O efeito básico na reabsorção de água livre é dado pelo ADH, aumentando a abertura das aquaporinas, particularmente no tubo coletor e parte final do túbulo contornado distal, enquanto que o sistema renina-angiotensina-aldosterona tem função mais direta com a volemia, em contraste com o ADH, que tem função mais direta no controle da tonicidade. 10. Regulação da secreção da aldosterona. Excesso e falência da zona glomerulosa: síndrome de Addison. A doença de Addison – falência completa do córtex suprarrenal,é letal. Normalmente progride lentamente, culminando com insuficiência de todos os corticóides suprarrenais, mas também há casos de falência abrupta, por exemplo, após a remoção cirúrgica das suprarrenais. Pela falta de glicocorticóides desenvolvem-se múltiplos sintomas/sinais: anorexia, mal- estar, astenia e letargia, fraqueza muscular, náuseas e vómitos, dor abdominal, perda ponderal, febre, intolerância a agentes ou situações estressoras, hipoglicemias em jejum, alterações na fórmula leucocitária plasmática. Pela falta de androgênios suprarrenais há anemia e, nas mulheres, perda da pilosidade púbica e axilar. A escassa produção de corticóides, por “feedback”, reforça a síntese de ACTH e de todos os derivados do transcrito POMC (incluindo o MSH), resultando numa estimulação da atividade dos melanócitos e na hiperpigmentação cutânea típica destes doentes. A deficiência de aldosterona associa-se a poliúria (por natriurese e diurese osmótica), desidratação, hipotensão, hipercalemia e acidose metabólica. Os níveis plasmáticos de renina e angiotensina elevam-se. Em alguns casos, a insuficiência suprarrenal deve-se a um déficit de ACTH (alteração hipotalâmico-pituitária); nesta circunstância, os níveis plasmáticos de aldosterona e potássio estão normais e não há hiperpigmentação, dada a ausência de co-peptídeos do ACTH. A terapêutica num caso de insuficiência aguda da suprarrenal (crise Addisoniana) passa pela administração de cortisol endovenoso e de soro fisiológico; numa terapêutica de manutenção, para além de glicocorticóides, é necessária a substituição com mineralocorticóides sintéticos. Embora a causa mais frequente de hipofunção suprarrenal seja primária – destruição do córtex suprarrenal por tuberculose, meningococcémia ou por fenómenos auto-imunes, pode igualmente ter lugar por déficit de enzimas da linha esteroidogénica, que, em geral, se associa a anomalias da síntese das hormonas sexuais. Podem também assinalar-se mutações dos receptores de glicocorticóides (N3C1) ou de mineralocorticóides (NR3C2) que se associam ao pseudohipoaldosteronismo. A insuficiência suprarrenal pode ser secundária – panhipopituitarismo, por falência eletiva da produção de ACTH (como sucede nos casos de mutação da convertase que cliva a POMC e a converte em ACTH) ou por mutação do receptor do ACTH (MC2R) Referências: https://www.medipedia.pt/home/home.php?module=artigoEnc&id=266 https://corticoides.wordpress.com/2012/06/09/sintese-e-regulacao-dos-hormonios- esteroides-um-pouco-sobre-o-metabolismo-dos-hormonios-esteroides/ http://sncsalvador.com.br/fisiologia-do-cortisol/ http://corticoidesebioquimica.blogspot.com.br/2013/02/efeitos-do-cortisol-no- organismo.html https://corticoidesunb12016.wordpress.com/2016/06/21/regulacao-do-cortisol/ http://www.uff.br/WebQuest/downloads/Suprarrenal.htm http://www.uff.br/fisio6/aulas/aula_13/topico_04.htm