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Módulo 4: FISIOLOGIA ENDÓCRINA Nathan Joseph - 157 Sistema Endócrino: Introdução Hormônios ● São moléculas mensageiras liberadas por um tecido que seguem pela corrente sanguínea e atuam em células-alvo (célula com receptor para o hormônio) ● Hormônios são importantes para a comunicação intercelular em um organismo pluricelular ● Ação endócrina se dá pelo transporte do hormônio pelo sangue ● Definição funcional de hormônio ○ Secreção regulada ○ Atuação em célula alvo ○ Secreção endócrina ■ Produto de secreção atua em células distantes via corrente sanguínea ■ Tem que ter ação endócrina ■ Pode haver outros tipos de ações (não obrigatórias) ● Secreção parácrina ○ Produto de secreção atua em células próximas, via interstício ● Secreção autócrina ○ Produto da secreção atua sobre a própria célula que o secretou ■ Se não houver ação endócrina, mas houver ação parácrina ou autócrina não é considerado hormônio e, sim, um fator/substância reguladora ■ Existem hormônios que dependendo do tecido atuam como neurotransmissores além da função endócrina (ex: noradrenalina) Glândulas endócrinas clássicas ● Hipófise ● Tireoide ● Paratireoide ● Ilhotas pancreáticas ● Adrenal ● Gônadas (testículos e ovários) ● Placenta Órgãos com funções endócrinas ● Qualquer tecido pode produzir hormônios endócrinos (até neurônios) ○ Cérebro ○ Coração ○ Fígado ○ Trato gastrointestinal ○ Rim ○ Tecido adiposo Efeitos dos hormônios ● Crescimento e desenvolvimento ● Balanço de água e íons ● Disponibilidade de energia ● Resposta ao estresse ● Manutenção do equilíbrio do meio interno (homeostasia) ● Reprodução Mecanismos celulares ● Receptores hormonais ○ Determinam ■ Especificidade ■ Tipo de resposta celular ● Receptores de membrana ○ 2º mensageiros (AMPc, GMPc, Ca2+) ○ Canais iônicos ○ Atividade enzimática ○ Amplificação do sinal hormonal ○ Regulação da atividade de enzimas ○ Resposta rápida ● Receptores intracelulares ○ Interação com o DNA ○ Transcrição gênica Hormônios protéicos e peptídicos ● Ex: insulina ● Síntese ○ Transcrição gênica ○ No retículo endoplasmático rugoso temos um pré-pró-hormônio (resultado da transcrição) que é maior que o hormônio ativo; depois ele vira pró-hormônio que a partir de clivagem de aminoácidos, aí vai para o aparato de Golgi e ficam em vesículas secretoras (onde ainda ocorrem clivagens ou alterações no pró-hormônio) que serão liberados pelo processo de extrusão das vesículas ○ Armazenamento em vesículas lipídicas de secreção ○ Alguns hormônios podem ser liberados como pró-hormônio ou como hormônio ● Hidrofílicos ○ Transportados livres na circulação ○ Não atravessam a barreira hematoencefálica por difusão simples, mas alguns penetram por meio de receptores e transportadores ○ Para entrar na célula dependem de receptores de membrana ○ Receptores na membrana celular ■ EX.: Receptores acoplado à proteína G, receptores ionotrópicos e receptores que alteram o citoesqueleto ■ Resposta por meio de segundos mensageiros: efeito cascata -> amplificação do sinal e regulação da atividade de enzimas ■ Efeito rápido Hormônios esteróides ● Ex: hormônios sexuais, cortisol, aldosterona, vitamina D ● Síntese ○ Derivados do colesterol ○ Não são derivados de transcrição gênica diretamente, mas sim de uma sequência de reações enzimáticas (transcrição gênica indireta) ○ Não são armazenados, sendo liberados conforme são produzidos, justamente por serem lipofílicos ○ Núcleo esteroide intacto: hormônios gonadais e adrenais ■ Aldosterona ■ Cortisol ■ Estradiol: um estrógeno ■ Testosterona: um andrógeno ○ Núcleo esteroide não intacto (secoesteroide): vitamina D (calciferol) ■ Vitamina D: calciferol ● Lipofílicos ○ Transporte no sangue ligado à proteínas plasmáticas ○ Atravessam a barreira hematoencefálica (por difusão simples) ○ Por ser lipofílico, eles difundem pela membrana plasmática das células alvo e se ligam a receptores que estão no citoplasma ou mesmo no núcleo – é mais complexo que isso, hoje se sabe que há alguns receptores de hormônios na membrana também ○ Receptores intracelulares ■ Sua ativação e desligamento das chaperonas ● Os receptores nucleares são geralmente protegidos por chaperonas ou conjunto de proteínas que impedem a ligação delas e assim há a “não possibilidade” do receptor sozinho atuar como fator de transcrição: pra ter ação, é preciso ligação do hormônio, desligar as chaperonas e aí sim ele irá atuar como fator de transcrição ■ A regulação é direta, pelo DNA. Ocorre alteração da expressão gênica ■ Interagem com o DNA estimulando a síntese proteica ■ Efeito lento (horas) Hormônios derivados de aminoácidos ● Ex: Catecolaminas (noradrenalina, adrenalina, dopamina, serotonina) ● Síntese ○ Tirosina (precursor das catecolaminas), triptofano (precursor da melatonina) ○ Sequência de reações enzimáticas ○ Síntese depende de disponibilidade de aminoácidos e atividade das enzimas-chave ● Hidrofílicos ○ Transportados livres na circulação ○ Não atravessam a barreira hematoencefálica por difusão simples, mas alguns penetram por meio de receptores e transportadores ○ Para entrar na célula dependem de receptores de membrana ○ Receptores na membrana celular ■ EX.: Receptores acoplado à proteína G, receptores ionotrópicos e receptores que alteram o citoesqueleto ■ Resposta por meio de segundos mensageiros: efeito cascata -> amplificação do sinal e regulação da atividade de enzimas ■ Efeito rápido Hormônios tireoidianos ● Síntese ○ 2 tirosinas (precursor) ○ Ganha iodo na estrutura (se torna lipossolúvel ○ Sequência de reações enzimáticas ● Lipofílicos ○ Transporte no sangue ligado à proteínas plasmáticas ○ Atravessam a barreira hematoencefálica (por difusão simples) ○ Por ser lipofílico, eles difundem pela membrana plasmática das células alvo e se ligam a receptores que estão no citoplasma ou mesmo no núcleo – é mais complexo que isso, hoje se sabe que há alguns receptores de hormônios na membrana também ○ Receptores intracelulares ■ Sua ativação e desligamento das chaperonas ● Os receptores nucleares são geralmente protegidos por chaperonas ou conjunto de proteínas que impedem a ligação delas e assim há a “não possibilidade” do receptor sozinho atuar como fator de transcrição: pra ter ação, é preciso ligação do hormônio, desligar as chaperonas e aí sim ele irá atuar como fator de transcrição ■ A regulação é direta, pelo DNA. Ocorre alteração da expressão gênica ■ Interagem com o DNA estimulando a síntese proteica ■ Efeito lento (horas) Regulação dos receptores hormonais ● Dessensibilização ○ Redução do número de receptores de membrana com o excesso de hormônio ● Sensibilização ○ Aumento do número de receptores de membrana com a falta de hormônio Mecanismo de controle da secreção hormonal ● Retroalimentação negativa ○ Células produtoras de hormônio respondem a um estímulo que irá induzir essa produção. A célula alvo irá inibir o estímulo após a atuação hormonal, causando uma retroalimentação negativa (feedback negativo), participando do controle de secreção ○ Resposta fisiológica. Ex. insulina ■ o feedback negativo se dá pela captação de glicose circulante pela célula alvo, diminuindo o estímulo ■ A resposta/efeito do hormônio inibe sua produção ○ Eixo endócrino. Ex. TRH, TSH ■ A presença do hormônio inibe os anteriores. Não necessita do efeito ● Retroalimentação positiva ○ Exceção ○ Existem mecanismos de retroalimentação positiva, uma vez que a célula alvo irá aumentaro estímulo após a atuação hormonal. Mecanismo de descontrole da secreção (busca a explosão hormonal) ○ Descontrole da secreção ○ EX.: Secreção de ocitocina durante o parto. A dilatação do cérvix uterino (estímulo), pela cabeça do feto durante o parto, manda sinais nervosos para a neurohipófise, induzindo a liberação de ocitocina (contrai a musculatura uterina, empurra ainda mais o feto em direção ao cérvix). O feedback positivo acaba com a finalização do parto ● Neural ○ Pensando em estímulo de estresse ■ A inflamação leva ao recrutamento de células imune que liberarão IL1-beta, essa irá estimular liberação de prostaglandina E2 pelo epitélio vascular cerebral que atua no núcleo do trato solitário e principalmente em neurônios que liberam noradrenalina, a noradrenalina faz sinapse em neurônios hipotalâmicos que liberam CRH, que atuam na hipófise anterior e liberam ACTH, atuando no córtex da adrenal que irá liberar cortisol Sistema Hipotálamo-Hipófise ● Hipófise ○ Apresenta inter-relação anatômica e funcional com o hipotálamo ○ Adenohipófise ou hipófise anterior ■ Assoalho do diencéfalo se aprofunda. Derivado do sistema nervoso. A adenohipófise tem origem ectodérmica (bolsa de Rathke). É uma glândula endócrina de origem epitelial ■ Células endócrinas ■ Acidófilas ● Somatotrofos (45%): GH ● Lactotrofos (15% ou 30% na gestação): prolactina ■ Basófilas ● Gonadotrofos: FSH e LH ● Corticotrofos (20%): ACTH ● Tireotrofos (5%): TSH ○ Neurohipófise ou hipófise posterior ■ Teto da cavidade bucal se projeta. A evaginação do assoalho do 3° ventrículo forma a ■ neurohipófise, sendo esta uma extensão do tecido neural ■ Não produz hormônios ■ É um centro de liberação de hormônios produzidos por neurônios hipotalâmicos ■ (magnocelulares) ● Liberados na neuro-hipófise por terminações neurais, sendo neuro-hormônios de 9 resíduos de aminoácidos, se diferindo em apenas dois aminoácidos ● Os hormônios liberados na neuro-hipófise são sintetizados no hipotálamo. Esses neurônios estão localizados no núcleo paraventricular e no núcleo supraóptico ● Os hormônios são produzidos e empacotados no corpo celular do neurônio. As vesículas são transportadas ao longo das células. As vesículas contendo os hormônios são armazenadas na neuro-hipófise. Os hormônios são liberados no sangue em capilares fenestrados em resposta a estímulos específicos ● Dentro das vesículas esses hormônios são armazenados na sua forma de pró-hormônio ○ Hipófise intermediária ■ Em humanos é vestigial ● Hipotálamo ○ Centro integrador. Controle de temperatura, metabolismo energético, volume sanguíneo, estresse ○ Integração dos sinais recebidos dos osmorreceptores e barorreceptores estimulam os neurônios produtores de ADH por exemplo ○ Neurônios magnocelulares: originam-se na região hipotalâmica e os axônios terminam na neurohipófise ○ Neurônios parvocelulares: liberam na eminência mediana. Caem no sistema hipotálamo-hipofisário e agem na adenohipófise Modelo de Geofrrey Harris ● Hipotálamo produz hormônios que atuam na hipófise, que por sua vez irão produzir outros hormônios que irão atuar em uma glândula periférica, produzindo os hormônios finais ● Regulado pelo hipotálamo, o qual está conectado ao cérebro que utiliza as informações internas e externas na secreção hormonal ● Hormônio final é o mais importante ● Hormônio final exerce feedback negativo Caracterísitcas dos eixos endócrinos ● Ponto de equilíbrio ○ Estimulação pelo hipotálamo ■ Inibição por retroalimentação negativa ● Hormônio produzido pela célula alvo induz o feedback negativo na adenohipófise e no hipotálamo ■ Regulação dinâmica ● Ponto de equilíbrio pode ser alterado por fatores endógenos ou ambientais ■ Autonomia em relação aos efeitos fisiológicos produzidos ● A simples presença do hormônio induz o feedback negativo, independente se está ocorrendo resposta fisiológica, diferente da insulina, por exemplo, que não é um hormônio de eixo endócrino ● Variação temporal da secreção hormonal ○ Circadiana ■ Ciclos em torno de 24h ■ Sincronizada com o ciclo claro-escuro ■ Relógio biológico (núcleo supra-quiasmático) ○ Ultradiana ■ Ciclos com frequência maior que 24h ● Várias vezes ao dia ■ Secreção pulsátil ■ Todos do eixo hipotálamo-hipófise. Estes também apresentam regulação circadiana ○ Infradiana ■ Ciclos com frequência menor que 24h ■ Ciclo menstrual ● Disfunções da secreção hormonal ○ Hiperfunção ou Hipofunção ■ Baseado no hormônio função ○ Primária ■ Origem na glândula endócrina periférica ■ Aumentos e reduções hormonais vão no sentido contrário entre os hormônios hipofisários e finais ○ Secundária ■ Origem na hipófise ■ Aumentos e reduções hormonais vão no mesmo sentido entre os hormônios hipofisários e finais ○ Terciária ■ Origem no hipotálamo Hormônios da neuro-hipófise ● Conexão neural ○ Plexo hipotálamo-hipofisário ○ Neurônios magnocelular ○ Síntese: hipotálamo (PVN, SON) ○ Secreção: neuro-hipófise ● Hormônios ○ Antidiurético (ADH, vasopressina) ■ Estímulos para secreção: aumento da osmolaridade plasmática (líquido extracelular, LEC) (~1%), redução da pressão arterial (5-10%) ● Aumento da osmolaridade - Líquido Extracelular (LEC) (~1%) ○ Osmolaridade maior que 280 mOsm ativa osmorreceptores hipotalâmicos ○ Neurônios recebem informações de regiões em que a barreira hematoencefálica não existe, no terceiro ventrículo, rica em receptores que detectam a variações da osmolaridade e inervam o núcleo paraventricular e supraóptico ○ Aumento da Osmolaridade no LEC, induz um aumento da atividade no PVN e SON, consequentemente, um aumento da secreção de ADH, resultando em uma maior reabsorção de água ● Redução da Pressão Arterial (5-10%) ○ A redução da pressão sanguínea é percebida pelos barorreceptores carotídeo e aórtico ○ A redução do estiramento atrial devido ao baixo volume sanguíneo é percebida por receptores atriais de estiramento ○ Menor Volume Sanguíneo e PAM induz um aumento da atividade no PVN e SON, consequentemente, um aumento da secreção de ADH, resultando em uma maior reabsorção de água ■ Função: Controle da osmolaridade do LEC. aumento da reabsorção de H20 no néfron distal, aumento da vasoconstrição ■ Principal alvo do ADH ● Células principais do túbulo distal e coletor ● ADH estimula a inserção de canais de água (aquaporina-2) na membrana apical pela interação com o receptor V2 ● Receptor do ADH é acoplado à proteína G, levando a um aumento de AMPc, aumentando PKA, o qual induz um movimento dos canais de aquaporinas envisiculados no citoplasma, os quais serão inseridos na membrana plasmática apical ● Água é reabsorvida por osmose ● Concentração de urina máxima é de 1400 mOsm ■ Diabetes insipidus ● Diabetes: urina abundante. Aumento do volume urinário (poliúria) e aumento da ingestão de água (polidipsia) ● Central ou neurogênico ○ Falha na secreção de ADH ○ Tratamento: administração de ADH ○ Osmolaridade plasmática alta e osmolaridade urinária baixa ● Nefrogênico ○ Falha no rim: no receptor V2 ou na aquaporina 2 ○ ADH alto (devido à osmolaridade plasmática elevada) ou normal (quando bebe água, inibe secreção de ADH) ■ Polidipsia primária ● Distúrbio psíquico ● Ingestão excessiva de água e sede ● Redução da secreção de ADH ○ Ocitocina ■ Estímulos para secreção: ativação de mecanorreceptores (estriamento do colo uterino/canal vaginal; relação sexual e sucção do mamilo);estímulos sociais ■ Função: Durante o parto: expulsão do feto, contração da musculatura uterina; Durante lactação: ejeção do leite, contração das células mioepiteliais do alvéolo mamário; formação de relações sociais e casais ■ Retroalimentação positiva ● Reflexo neuroendócrino ● Via aferente: mecanorreceptores, neurônios somato-sensoriais, medula espinal ● Integração: SNC ● Via eferente: neurônios hipotalâmicos Hormônios adeno-hipófise ● Conexão vascular ○ Vasos porta-hipofisários ■ Conexão de dois plexos capilares ● Hipotálamo ○ Hormônios liberadores (RH) ■ GnRH (FSH e LH) ■ GHRH (GH) ■ TRH (TSH) ■ CRH (ACTH) ○ Hormônios inibidores ■ SS (GH) ■ DA (PRL) ● Hormônios ○ Tróficos ■ Tróficos porque stimulam e controlam outras glândulas endócrinas ■ Adrenocorticotrófico (ACTH) ● Controla a atividade do córtex da glândula suprarrenal ■ Estimulante da tireoide (TSH) ● hormônio que estimula e regula a atividade da tireoide na produção dos hormônios T3 e T4 ■ Luteinizante (LH) ● Hormônio que regula as atividades das gônadas masculinas e femininas, como a produção de testosterona nos testículos, indução da ovulação e formação do corpo lúteo ■ Folículo estimulantes (FSH) ● Hormônio que atua na produção dos folículos, nos ovários; e dos espermatozoides, nos testículos ○ Hormônios não tróficos ■ Prolactina (PRL) ● Estímulo positivo: fator liberador de prolactina ● Estímulo negativo: dopamina ● Função: atua promovendo a produção de progesterona nos ovários femininos e também na produção de leite nas glândulas mamárias, durante a gravidez e a amamentação ● Na gravidez, prolactina aumenta. Dopamina local diminui ■ Hormônio do crescimento (GH) ou Somatotrofina ● Produzido pelos somatotrofos adenohipofisários ● Somatotrofos representam mais de 1/3 da adenohipófise, de tal forma que quantidades significativas de GH (5 a 10mg) são encontradas na glândula ● O GH faz parte do eixo endócrino hipotálamo/hipófise/fígado ● Há várias formas de GH circulantes. A forma com 191 aminoácidos (22 kDA) perfaz 75 % do total ● O receptor de membrana para GH é da família JAK/STAT (autofosforilação similar ao receptor da prolactina). A porção N-terminal externa deste receptor encontra-se solúvel no plasma e ligada ao GH, funcionando como uma proteína transportadora, que pode regular a biodisponibilidade do GH ● Secreção ○ Padrão de secreção ultradiana (pulsátil) ○ Padrão de secreção circadiana (maior liberação durante a noite) ○ O perfil é diferente entre homens e mulheres, o que leva a valores de referência diferentes: ■ homem: igual ou inferior a 3 ng/ml ■ mulher: igual ou inferior a 8 ng/ml ○ A secreção de GH decai com a idade ● Regulação da secreção de GH ○ Regulação positiva ■ Fator hipotalâmico +: GHRH (peptídeo liberador de GH) ■ Efeito sinérgico da testosterona e leptina sobre a secreção de GH no hipotálamo ■ Jejum, hipoglicemia, glucagon, arginina, leucina e leptina estimulam a hipófise a liberar GH ■ A grelina liberada pelo estômago também participa da regulação do GH, estimulando tanto a hipófise quanto o hipotálamo a produzir o GH. A grelina aumenta o apetite e pode agir como um sinal que coordena a aquisição de nutrientes necessários para o crescimento ■ Exercício, estresse ■ Sono de ondas lentas: "tem que dormir para crescer". No sono de ondas lentas, ocorre um estímulo para produção de GH ○ Regulação negativa ■ Fator hipotalâmico -: SS, somatotastina ■ O próprio GH realiza retroalimentação negativa no hipotálamo e hipófise ■ No fígado o GH estimula a liberação de insulin-growth factors (IGF). O IGF-I é o mais abundante e exerce retroalimentação negativa sobre a hipófise ■ Ácidos graxos livres e esteróides sexuais no hipotálamo ■ Hiperglicemia exerce inibição na hipófise ● Ações diretas ○ O GH exerce ações em praticamente em todas as células do organismo ○ Aumentar a síntese proteica e de RNA, garantindo o tamanho dos órgãos e em alguns casos o funcionamento desses órgãos ■ Músculos ● Produção de IGF 1 -> ação parácrina promovendo crescimento tecidual ● Menor captação de glicose ● Maior captação de aminoácidos ● Maior síntese proteica ■ Tecido Adiposo ● Menor captação de glicose ● Lipólise ■ Ossos ● Produção de IGF 1 -> ação parácrina promovendo crescimento tecidual ● Maior síntese de proteínas e RNA ● Maior captação de aminoácidos ● Aumento do colágeno ● Maior produção de Sulfato de condroitina ● Maior crescimento linear ■ Fígado ● Aumento da síntese de proteínas e RNA ● Aumento da gliconeogênese ● Aumento de IGFBP (transportadora de IGF) ● Ação nos hepatócitos de aumentar os IGFs ● Ações indiretas por meio do IGF ○ Potencializa a ação do GH nos músculos, rins pâncreas, Intestinos, paratireoides, pele, tecido conjuntivo, ossos, coração e pulmões ● Efeitos do GH ○ Anabolizantes ■ Captação celular de aminoácidos e sua incorporação na forma de proteína, além de inibir a proteólise (aumento de massa magra) ○ Lipolíticos ■ Estimula a lipase sensível aos hormônios, aumentando a beta oxidação de lipídeos no tecido adiposo ■ Aumenta a captação e oxidação de AGL na musculatura esquelética e no fígado ○ Cetogênicos ■ Estado em que o corpo produz corpos cetônicos, através da quebra de gorduras no fígado ■ Como resultado do aumento da oxidação dos AGL ○ Hiperglicêmicos ■ Ações secundárias ao aumento da metabolização e da oxidação de gordura, uma vez que o aumento do AGL sérico inibe a captação de glicose no músculo e tecido adiposo ■ Aumento da produção hepática de glicose (não como resultado de aumento de glicogenólise e, sim, de gliconeogênese) ■ Aumento da gliconeogênese decorrente do aumento da oxidação dos AGL, que aumentam a acetilCoenzima A, a qual estimula a produção de glicose a partir de lactato e glicerol ■ GH antagoniza as ações da insulina no músculo e do tecido adiposo ● Efeitos do GH no metabolismo energético ○ Aumento da massa magra, aumento do nível de AGL (ácidos graxos livres) no sangue e manutenção da glicemia no sangue (diabetogênico) ○ Ações decorrente de suas ações no tecido adiposo, fígado e músculo ■ Fígado ● Armazenamento de glicogênio no fígado ○ Glicose -> glicogênio ● Produção de glicose ○ Glicogenólise ■ Glicogênio -> Glicose e aminoácidos (jejum) ○ Gliconeogênese ■ Lactato, aminoácidos -> Glicose ■ Tecido adiposo ● Armazena gordura (triglicéride, TG = ác. Graxo Livre, AGL + Glicerol) ○ AGL -> TG (estado alimentado) ● Liberam AGL durante o jejum ○ TG -> AGL ■ Músculo ● Armazena Glicogênio e proteínas ● Converte o glicogênio e a proteína em glicose ou intermediários dos combustíveis (p. ex, proteína -> aminoácidos), durante o jejum ● GH no crescimento ○ Crescimento = adição organizada de um novo tecido que ocorre normalmente desde o nascimento até a fase adulta para o aumento do tamanho do corpo que vão determinar a altura ○ O crescimento destes ossos acontecerá por um processo de ossificação denominado de ossificação endocondral: ■ Cartilagem é substituída por osso ■ Processo ocorre na placa de crescimento, localizado na epífise ● Dividido na zona de repouso, na qual encontram-se células germinativas que se diferenciam em condrócitos, pela ação do GH. Estes condrócitos produzem mucopolissacarídeos que constituem a matriz da cartilagem ● Na zona proliferativa, na qual ocorre ainda alguma diferenciação, mas principalmente, proliferação dos condrócitos pela ação doIGF-I (da circulação, ação endócrina), ou produzido pelos próprios condrócitos (ação parácrina), em resposta a estimulação pelo GH ● Na zona hipertrófica, na qual em resposta ao IGFs, os condrócitos se hipertrofiam, formam vacúolos e se degeneram ● Na região de calcificação da matriz, na qual a invasão de vasos sanguíneos e migração de osteoblastos progenitores (vindo da medula óssea) resultando na substituição de cartilagem por osso ○ GH NÃO atua no desenvolvimento do feto, isto é na hiperplasia (aumento do número de células) ○ GH: hormônio mais importante, isoladamente para o crescimento normal ○ GH atua como o principal facilitador da expressão do potencial genético, influenciando a estatura humana final em torno de 30% do seu potencial genético, ficando na sua ausência, o crescimento muito limitado. Isso é, uma pessoa destinada, por sua carga genética, a atingir a altura final de 1,8 metros poderá atingir uma estatura de cerca de 1,2 metro mesmo na ausência de GH, e é pouco provável que ultrapasse 2,4 metros de altura, mesmo com a secreção elevada de GH, desde o nascimento ○ Fases do crescimento ■ Vida intrauterina até o nascimento: crescimento rápido (~18 cm/ano) ● Papel do IGF-II ● Insulina fetal. Tem papel anabólico nos tecidos do feto ● T3/T4 ● Andrógenos fetais ■ Infância até pré-púbere: crescimento lento (~5 cm/ano) ● GH, IGFs, Insulina e T3/T4 ■ Puberdade: crescimento rápido (~8-10 cm/ano) ● Andrógenos e estrógenos ● Meninas: 11-13 anos. Estirão nas meninas 2 anos antes dos meninos. Papel dos andrógenos da adrenal. Estrógenos promovem fechamento das epífises, por isso as meninas têm, em geral, menor estatura que os meninos ● Meninos: 14-16 anos. Testosterona testicular responsável pelo estirão nos meninos ■ Adultos ● Somatopausa ○ Fatores genéticos ■ Diferenças no crescimento entre os sexos ○ Outros hormônios regulam o crescimento ao longo da vida (IGFs, GH, T3, Hormônio Gonadais e Insulina) ■ Participação destes hormônios ao longo dos estágios de crescimento é variado ■ A falta desses hormônios em qualquer um destes estágios podem comprometer a estrutura final de um indivíduo ■ Esses hormônios atuam no crescimento endocondral, estimulando ou inibindo esse processo ■ Hormônios da Tireóide (T3 e T4) ● T4 converte em T3 para ter essas ações ● Aumenta a síntese de GH ● Aumenta a ação do GH ● Aumenta a síntese de proteínas da matriz pelos condrócitos na zona proliferativa ■ Cortisol ● Inibe o crescimento ● Diminui a proliferação dos condrócitos ● Aumenta a apoptose dos condrócitos ● Diminui a expressão de receptores para GH ■ Estradiol ● Inibe o crescimento ● Aumenta a maturação e diferenciação de célula germinativa da cartilagem, acelerando sua depleção ● Antagoniza as ações do GH ● Deficiências envolvendo GH ○ Nanismo ■ Baixo nível de GH, GHBP ou de IGFs na infância ■ Insensibilidade ao GH ■ Pigmeus africanos: baixa expressão do receptor de GH ● População de Itabaininha: mutação no receptor do GH ■ Síndrome de Laron: mutação no gene do receptor de GH (autossômica recessiva). Trata com IGF! ■ Nesse caso, tem GH mas esse não exerce efeito, pois não há receptor. Assim, IGF está baixo ■ Testes de diagnóstico: dosagens de IGFs e testes provocativos (insulina e arginina) ○ Gigantismo (infância) e acromegalia (fase adulta) ■ Alto nível de GH, GHBP ou de IGFs ■ Comorbidade da diabetes mellitus ● Efeito diabetogênico é só do GH. Não do IGF-1 ● Exaustão das células beta; aumento da glicose ■ Aumento dos triglicérides e diminuição do HDL ■ Aumento da gliconeogênese, da VLDL e do IGF-1 ■ Aumenta lipólise, diferenciação de adipócitos, diminui captação de glicose ■ Aumenta oxidação de AGL, síntese protéica, diminui proteólise Adrenal ● Hormônios das adrenais – papel fundamental nas respostas adaptativas do organismo ao estresse (reação de luta ou fuga), manuntenção do equilíbrio da água/sal do corpo e da pressão arterial ● Principais hormônios: catecolaminas, glicocorticóides, aldosterona e di-idroepiandrostenidiona (DHEA) ● Dividida em Área Cortical e Medular ○ São constituídas de dois componentes diferentes, de origens embriológicas distintas ○ As zonas glomerulosa, fascilulata e reticularis constituem o córtex e secretam hormônios esteróides ○ A medula secreta as catecolaminas, como adrenalina/noradrenalina ○ ● Córtex adrenal ○ Hormônios esteroides. Todos derivados do colesterol ○ Enzima colesterol-desmolase: ativada pelo ACTH ○ Características das células que realizam esteroidogênese: ■ As enzimas esteroidogênicas residem no interior da membrana mitocondrial ou da membrana do retículo endoplasmático liso ■ As células esteroidogênicas contêm alto teor de mitocôndrias e de retículo endoplasmático liso ■ Estas células também contêm gotículas de lipídeo, que contém um estoque de ésteres de colesterol ■ A especificidade enzimática de cada célula de cada zona, induzirá a produção de hormônios diferentes a partir do mesmo substrato (colesterol) ● Zona glomerulosa ○ Rica em retículo endoplasmático liso em quantidade abundante e constitui a única fonte do mineralocorticoide aldosterona ● Zona fasciculada ○ Possui quantidades abundantes de gotículas lipídicas e produz os glicocorticoides (cortisol e corticosterona), bem como os androgênios: di-idroepiandrostenidiona (DHEA) e sulfato de DHEA (DHEAS) ○ Glicocorticóides ■ Resposta adaptativa ao estresse ■ Regula metabolismo energético ■ Diminui resposta imunológica ■ Realiza retroalimentação negativa ● Zona reticular ○ Desenvolve-se na vida pós-natal e jápode ser identificada com cerca de três anos; também produz glicocorticoides e androgênios ■ Síntese hormonal ● Da molécula de colesterol derivam todos os hormônios esteróides ● Fontes de colesterol ○ Lipoproteínas de baixa densidade (LDL, dentro das células em endossomas) e de alta densidade (HDL, estocada dentro da célula em gotas de lipídeos – Lipid droplet) ○ Produção celular (de novo synthesis) a partir do retículo endoplasmático ● A entrada das lipoproteínas dependem de receptores presentes na membrana da célula esterodogênica ● Colesterol esterase: Libera colesterol das lipoproteínas dos endossomas ● ACAT: Acyl-CoA:cholesterol transferase promove esterificação e estocagem da HDL na gotícula de lipídio intracelular. É também uma colesterol esterase ● HSL: Lipase hormônio Sensível libera colesterol das gotículas de lipídeos ● STArD4: Proteínas transportadores ● STAR: Proteína reguladora aguda dos esteróides: tranporta coleterol para membrana interna da mitocôndria (etapa limitante de velocidade na síntese dos hormônios esteróides ○ A proteína StAR possui vida curta e é rapidamente ativada pos-transducional (fosforilação) e transcricionalmente pelos hormônios tróficos pituitários ○ Pacientes com mutações que inativam a proteína StAR: execesso de lipídeos na zona fasciculada - “lipoide” - e hiperplasia da glândula adrenal ○ Isso acontece porque o colesterol NÃO consegue chegar ao local onde se encontra as enzimas P450scc ● 450scc: Enzima de clivagem da cadeia lateral do citocromo P450, presente na membrana mitocondrial interna das células esteroidogênicas: colesterol → pregnenolona ○ Controle da secreção desses hormônios corticais e eixo endócrino ■ A secreção dos hormônios do córtex da adrenal é regulada pelo eixo endócrino hipotálamo/hipófise ● Hipotálamo-> CRH -> Hipófise -> ACTH -> Zona fasciculada -> Cortisol ● Após tratamento crônico com análogos do cortisol, este eixo pode estar inibido, levando a atrofia da glândula ○ O cortisol faz feedback negativo, inibindo o ACTH e CRH. É o principal regulador do eixo ● Liberação de CRH: estresse físico e emocional, hipoglicemia, etc. ● ACTH interage com um receptor de membrana MC2R, que desencadeará em um aumento dos níveis de AMPc intracelular, resultando em respostas fisiológicas ○ Efeitos imediatos ■ Aumento dos níveis de colesterol esterase, transporte de colesterol para mitocôndria, aumento da proteína StAR, aumento de pregnenolona, etc. ○ Efeitos a curto prazo (subsequente) ■ Transcrição gênica de enzimas das esteroidogênese, como P450scc, além de aumentar receptores que colocam colesterol para dentro da célula ○ Efeitos a longo prazo ■ Aumento do tamanho e da complexidade funcional das organelas e aumento do tamanho e número de células ○ ACTH é um hormônio protéico e sintetizado na sua forma pré-pro-hormônio derivado do gene da proopiomelanocortina, o qual poderá ser clivado em vários pontos, podendo gerar diferentes hormônios (ACTH, MSH, endorfina, beta endorfina). ■ Sabe-se que o principal componente da formação de melanina é os raios ultravioletas agindo nos queratinócitos ■ Em níveis elevados de ACTH, pode-se observar a atuação dele em diferentes receptores, possibilitando a síntese e dispersão da melanina e escurecimento da pele ○ Embora a zona reticular responda ao ACTH, levando ao aumento da liberação de androgênios, estes hormônios não realizam retroalimentação sobre o eixo hip/hipófise, diferente do cortisol ■ O ACTH estimula uma maior liberação de glicocorticóides e andrógenos, entretanto possui pouco efeito na zona glomerulosa (aldosterona) ● Aldosterona é regulada por um eixo fisiológico ○ Menor volume sanguíneo induz uma maior produção de angiotensina II devido à produção de renina. A angiotensina II, por fim, terá ações na regulação e controle da aldosterona ■ O cortisol apresenta, além do perfil pulsátil de liberação, uma alteração no perfil de liberação ao longo do dia, no qual a sua liberação é maior nas primeiras horas do dia ● Proteínas do relógio (CLOCK e BMAL1) observada em células do nosso organismo agem como fatores de transcrição gênica, transcrevendo a StAR, aumentando a disponibilidade de colesterol para a formação de hormônios esteroidais. Essas proteínas estão aumentadas nas primeiras horas do dia, o que explica o perfil circadiano do cortisol. Também contribui para o ritmo circadiano o fato do Núcleo supraquiasmático do hipotálamo, que recebe informações da retina, inervar o Núcleo paraventricular hipotalâmico que secreta o CRH (controlador do ACTH) ○ Cortisol ■ Cortisol é o principal glicocorticoide encontrado nos líquidos biológicos ■ lipossolúvel ■ No sangue encontra-se conjugado a transcortina ou globulina de ligação do cortisol [CBG, de cortisol-binding globulin]) (90%), carreador específico do cortisol ou a albumina (10%) ■ A síntese hepática da CBG éestimulada pelos estrógenos e inibida na cirrose hepatica ■ A meia-vida do cortisol éde 70 a 90 minutos (longa para um hormônio) ■ A conversão do cortisol em cortisona (forma inativada do hormônio) é de importância crítica para prevenir a atividade mineralocorticoide excessiva que resulta da ligação do cortisol ao receptor de mineralocorticoides ■ Uso crônico de colesterol -> supressão do eixo endócrino e atrofia córtex da adrenal (principalmente da zona fasciculada). ● Síndrome Adrenal Aguda: produção de cortisol endógena ainda está muito baixa => choque hipoglicêmico ● Para parar tem que fazer desmame do cortisol exógeno ■ Estímulo de secreção: ● Fatores estressantes (tanto físicos como psicológicos) são capazes de aumentar a secreção de cortisol pelo cortex da adrenal ○ EX: ■ 1- Desafio agudo ao sistema imunológico: inflamação ■ 2- Células imunes ativadas: IL1beta ■ 3- Epitélio vascular cerebral: Prostaglandina E2 ■ 4- Núcleo do trato solitário: Noradrenalina que se comunicam com a região do hipotálamo produtora de CRH (ou CRF) ● Neurônios parvocelulares do hipotálamo são estimulados por estresse (físico, emocional, hipoglicêmico) a produzir CRH ■ Mecanismo de ação do cortisol ● 1- Translocação rápida do complexo cortisol-GR (complexo receptor-cortisol) para o núcleo ○ Receptores intracelulares: ficam na região citoplasmática, associado a complexo de proteínas (não no núcleo, como para os hormônios tireoidianos) ○ Receptores dimerizam ou heterodimerizam, podem regular transcrição positiva ou negativa ● 2- Dimerização e ligação aos elementos de resposta glicocorticóides (GREs), próximos aos promotores basais de genes regulados pelo cortisol ● 3- Recrutamento de proteínas coativadoras e associação de fatores gerais de transcrição levando a aumento da transcrição dos genes-alvo ○ Genes estimulados: enzima que converte noradrenalina em adrenalina ○ Genes inibidos: genes de citocinas pró-inflamatórias, ACTH, e CRH ■ Ações do cortisol ● Integra ações GH (gliconeogênese hepática. Exceção: síntese proteica), Glucagon (lipólise e glicemia) e Adrenalina (lipólise e glicemia) ● Antagoniza ações Insulina ○ Aumenta receptores para glucagon ● Aumento de gliconeogênese hepática ○ Aumento de enzimas ● Aumento de proteólise (efeito catabólico) ● Aumento da lipólise, cetogênese (hidrólise triglicerídeos) ○ Aumento de receptores beta-adrenérgicos no fígado ● Aumento da glicemia ○ Redução da utilização glicose músculos e tecido adiposo e sensibilidade à insulina, aumento a sensibilidade por glucagon ● Aumento do apetite e ingestão calórica: aumento da síntese NPY e receptores no hipotálamo ● Diminuição da formação óssea: apoptose e osteoblastos e osteócitos; redução da absorção de cálcio (vitamina D) ● Ações anti-inflamatórias e imunossupressoras do cortisol ○ Inibição síntese de PG, NO, LT, TX, devido à inibição síntese ácido araquidônico ○ Redução da expressão gene COX-2 e gene NO sintase ○ Estabilização lisossomas → menor liberação enzimas proteolíticas ○ Inibição quimiotaxia e proliferação de leucócitos ○ Redução taxa linfócitos T → inibe imunidade celular ○ Inibição IL-1, IL-2, IL-6, INFg ○ Redução resposta febril à infecções: inibição IL-1 ○ Aldosterona ■ A quantidade total de aldosterona liberada é acentuadamente menor que a dos glicocorticoides: Aldosterona (0,006 a 0,010 μg/dL # Cortisol (13,5 μg/dL) ■ A ligação da aldosterona às proteínas plasmáticas é mínima, resultando em meia-vida plasmática curta de cerca de 15 a 20 minutos. Esse fato é relevante para os efeitos mediados pelos receptores de mineralocorticoides e de glicocorticoides e sua especificidade, conforme discutido adiante ■ A aldosterona é metabolizada, no fígado, e excretada na urina ■ Principal secretagogo para a aldosterona é a Angiotensina II, esta se liga a um receptor de membrana que desencadeará uma cascata de sinalização intracelular que regulará a StAR ● Redução da pressão sanguínea (PA) -> produção de renina pelas células justaglomerulares nas arteríolas aferentes dos néfron -> renina => conversão de angiotensinogênio em AngI -> a AngI é convertida em AngII (pela ECA - produzida principalmente pelo pulmão) ● AngII -> controle da volemia e PA -> Vasoconstrição de arteríolas,vasoconstrição periférica, aumenta FC e DC, estímula ADH (aumenta volemia), estimula sede (no hipotálamo), aumenta aldosterona (aumenta reabsorção de sódio) ===> aumenta volemia, função cardiovascular e aumenta PA ■ Níveis concentração de K+, Na+ e volume de água também são secretagogos para aldosterona ■ O ACTH tem efeito secundário como regulador da aldosterona (ativa colesterol desmolase) ■ Mecanismo de ação ● Os receptores de mineralocorticoides (MCs) e de glicocorticoides (GCs) compartilham 57% de homologia no domínio de ligação do ligante e 94% no domínio de ligação do DNA. Importante, pois por exemplo, análogos de glicocorticóides terá efeitos práticos colaterais mineralocorticóides e vice-versa ○ Receptores são classificados em dois tipos: ■ tipo I (liga preferencialmente Aldosterona) ■ tipo II (liga preferencialmente glicocorticoide) ● O cortisol liga-se MR (receptores mineralocorticoides) com alta afinidade e pode produzir efeitos semelhantes aos MCs (retenção de sódio) ● Cortisona possui baixa afinidade a MR ● A conversão do cortisol em cortisona (CS) diminui a afinidade pelo receptor. A atividade diminuída da 11β-hidroxiesteroidedesidrogenase tipo II (11β-HSD2) leva a uma redução da conversão do cortisol em CS e um aumento da atividade dos MCs ■ Ações da aldosterona ● RINS (células principais dos túbulos distais e ducto coletor): ○ Célula intercalada: aumento do pH sanguíneo (alcalose - excreção de H+) ○ Célula principal: bomba Na+/K+ ATPase, reabsorção de Na+/secreção de K+ ■ Aumento da expressão canais de Na+ e aumento do nº co-transportadores Na+-Cl- ● Aumento da atividade Na+-K+-ATPase ● Aumento da reabsorção de Na+ ● Aumento do Volume LEC ● Pressão arterial ○ DHEAS ■ Os androgênios adrenais são convertidos em androstenediona e, a seguir, em androgênios ou estrogênios potentes nos tecidos periféricos ■ Para homens: pouca importância ■ Para mulheres: principal fonte de andrógenos. Estão associados a libido, por exemplo ■ Antes da puberdade, aumenta a produção de andrógenos pela adrenal. Estes são responsáveis pelas primeiras características, como crescimento dos pelos ● Medula Adrenal ○ Estímulos de naturezas diferentes são integrados no hipotálamo, levando a estimulação dos neurônios pré-autonômicos, os quais são a origem do braço simpático do Sistema Nervoso Autônomo ■ É estimulada pelo SN Simpático (estresse, luta e fuga, exercício físico, hipoglicemia, trauma, ○ medo, ansiedade, jejum) ○ Via inter-neurônios do tronco cerebral (ponte e bulbo) e a medula espinhal chegam até as glândulas adrenais e liberam acetilcolina ○ A acetilcolina estimula as células cromafins a liberar adrenalina (também chamada de epinefrina) ■ Cromogaminas: são substâncias associadas às vesículas de noradrenalina e adrenalina que evitam o choque osmótico e dão a coloração às células (cromafins) ○ Na circulação sistêmica, a adrenalina atua como hormônio em alvos a distância ○ Vascularização da medula se dá por vasos localizados na superfície do córtex da adrenal que emitem ramos que irriga a medula. A síntese da adrenalina podem ser estimuladas, não só pela estimulação simpática, mas também pelo ACTH e do cortisol, graças a essa anatomia ○ Síntese ■ Catecolaminas são derivadas de aminoácidos (tirosina). Logo, são hidrossolúveis, atuam em receptores de membranas, que são alfa e beta adrenérgicos ■ Tirosina - DOPA - Dopamina - NOR- Adrenalina ● Conversão Tirosina- XDOPA e Dopamina - Noradrenalina são estimuladas pelo simpático ● Conversão NOR - Adrenalina é por estimulação do cortisol ○ Resposta da medula adrenal à hipoglicemia ■ Hipoglicemia (injeção de insulina): 3X aumento de noradrenalina e 50X aumento de adrenalina ○ Mecanismo de Ação das Catecolaminas ■ Agem em receptores de membrana nos tecidos ○ Principais ações das catecolaminas ■ Respostas adaptativas ao estresse ■ Ações metabólicas e fisiológicas ■ Reações de luta ou fuga ■ Aumento da glicemia ● Aumento da gliconeogênese, aumento da glicogenólise, diminuição da utilização glicose músculo e tec. Adiposo ■ Diminui secreção de insulina ■ Lipólise: por ação da LHS (lipase hormônio sensível), libera AGL e glicerol ■ Aumento da síntese protéica ● No músculo tem ação anabólica, protegendo a massa muscular, necessária para a luta ou fuga. Evitam a ação danosa do cortisol no músculo ■ Aumento da sudorese e termogênese ■ Dilatação das pupilas ■ Broncodilatação (adrenalina) ■ Contração de esfíncteres ■ Aumento da frequência e contratilidade cardíaca ● Na clínica, a frequência com a noradrenalina diminui (apesar de ativar os receptores adrenérgicos B1 no coração) por ativação de barorreceptores com o grande aumento da PA, diferente da adrenalina que aumenta pouco a PA ■ Aumento de vasoconstrição periférica ■ Aumento da Pressão Arterial ■ Resistência vascular periférica total ● Adrenalina: Reduz ● Noradrenalina: Aumenta ■ Adrenalina ● É amplificadora do simpático ● Ações no metabolismo da glicose ● Vasoconstrição: órgãos internos e periferia (em grandes quantidades a adrenalina perde seletividade por receptores B2 do músculo liso vascular, ativando a2, causando vasoconstrição) ● Vasodilatação: músculos ● Os contrarreguladores são liberados para evitar hipoglicemia ○ Glucagon: atua sobretudo no fígado. Pouco papel na periferia ○ Catecolaminas ○ GH ○ Cortisol ● Insulina: contrapõe a hiperglicemia. Ações anabólicas - síntese e armazenamento ● Alteração da função Adrenal ○ Hipofunção ■ Menor reabsorção de sódio ■ Hipovolemia: estimula liberação de ADH e sede ■ Hipoglicemia: pela falta de cortisol ○ Doença de Addison ■ Insuficiência adrenocortical ■ Causas: tumores, infecções, auto-imune ■ Redução do cortisol, redução da aldosterona ● Aumento do K+ plasmático ● Diminuição nas concentrações de Na+ e reabsorção Diminuição dos níveis plasmáticos de glicose ● Diminuída PAM ● Diminuída resistência ao estresse ● Maior risco de falência renal ■ Sintomas: hiponatremia, hipotensão, diminuição do volume sanguíneo, hiperpigmentação, acidose metabólica, fraqueza muscular ■ Diagnóstico: níveis de ACTH elevados ■ Acantose (manchas na pele): aumento da secreção de MSH ○ Síndrome de Cushing ■ Hipercortisolismo ■ Origem adrenal: Síndrome de Cushing (patologia primária) ■ Origem hipófise: Doença de Cushing ■ Tumores ectópicos secretores de ACTH, tratamento crônico com glicocorticóides ■ Sintomas: hiperglicemia, obesidade central, face “lua cheia”, braços e pernas finos, atrofia muscular, deficiência de cicatrização, pele fina, equimoses, estrias arroxeadas, osteoporose ○ Síndrome adrenogenital ■ Principal causa: tumores secretores de andrógenos ■ Mulheres: características de masculinização ■ Homens pré-púberes: desenvolvimento precoce dos órgãos genitais ○ Hiperplasia adrenal congênita: deficiência de 21-hidroxilase ■ Não produz cortisol ■ Aumenta CRH, ACTH ■ A via de síntese é desviada para os andrógenos ■ Masculinização de fetos femininos (genitália externa) ■ Puberdade precoce em meninos ○ Síndrome de Conn ■ Hiperaldosteronismo primário ■ Tumor secretante de aldosterona ■ Sintomas: hipertensão, hipocalemia, alcalose metabólica ■ Tratamento: Espironolactona (antagonista de aldosterona) Glândula Tireoide ● Localizada sobre a traquéia, na porção anterior do pescoço, pesa 10 a 25 g e consiste de um lobo direito e um lobo esquerdo conectados pelo istmo ● A principal função: síntese e armazenamento dos hormônios tireoidianos: tiroxina(T4) e triiodotironina (T3) ● Aporte sanguíneo: carótida externa e subclávia, garante a chegada de iodo para a síntese dos hormônios tireoideanos ○ Altamente vascularizada ○ O aporte sanguíneo é regulado pelo Sistema Nervoso autonômico (Simpático = aumento do fluxo sanguíneo) ● Histologia: folículos cheios de coloide cheio de tireoglobulina (ao redor camada de células cúbicas) e associação com Células C (calcitonina) ● Composta por folículos, constituídos de células epiteliais foliculares, parafoliculares e tecido conectivo ● O Folículo é a unidade secretora funcional da glândula, que consiste de uma camada de células epiteliais dispostas ao redor de uma grande cavidade central repleta de colóide (rico em tirioglobulina) ● O colóide corresponde ~30% da massa total e contém a proteína tireoglobulina (TG) – fundamental para a síntese dos hormônios T3 e T4 ● Os produtos de secreção da glândula são as iodotironinas, uma classe de hormônios formada pelo acoplamento de duas moléculas de tirosinas iodadas ○ ~ 90% da produção: 3,5,3’,5’-tetraiodotironina (tiroxina ou T4). O T4 é um pró-hormônio que dará origem ao T3 e rT3 ○ ~ 10% da produção é de 3,5,3’-triiodotironina (T3), a forma ativa ○ ~1% da produção é de 3, 3’,5’-triiodotironina (T3 reverso ou rT3), uma forma inativa ● A conversão periférica converte T4 em T3 pela ação das enzimas desiodases é essencial para garantir a biodisponibilidade do hormônio ○ Desiodase tipo 1 presente em tecidos com alto fluxo sanguíneo e rápida troca plasmática como o fígado, rins e musculatura esquelética ○ Desiodase tipo 2 presente no cérebro e na hipófise (sensor de T4 na hipófise, papel importante para regulação por retroalimentação negative da produção de TSH, ver adiante) ○ Desiodase tipo 3 converte o T4 numa forma inativa do hormônio ○ Excesso de HT na circulação -> aumenta desiodase tipo 3 -> gera mais T3 reverso (sem efeito biológico) ○ Hipotireoidismo => aumento de D2 -> dentro da célula tenta compensar convertendo o pouco T4 que tem em T3 (+ efeito biológico tireoidiano). ■ Pelos efeitos clássicos o T4 se converte em T3 para exercer efeito biológico ● O iodo é obtido da dieta e encontra-se armazenado na tireóide ○ O termo "iodo" se refere a molécula, ao iodo inorgânico (I-) e aquele ligado à tirosina por ligação covalente (organificado) ○ O termo "iodeto" se restringe ao íon I 1- ○ Na dieta ocidental com suplementação de iodo no sal, um adulto ingere cerca de 500 μg de iodo/dia, na forma orgânica e inorgânica ○ Na circulação: pool de ~ 250 μg de iodeto que é absorvido é destinado preferencialmente para a tireóide e menor parte é eliminada na urina ○ A tireoide concentra em torno de 8.000 μg de iodo, e 90% ligados ao aminoácido tirosina (organficado) e 10% como iodeto. O turnover do iodo da glândula émuito lento, por volta de 1% ao dia ○ Já o clearance renal do iodo é de 30 a 40 mL/ min (~500 μg são eliminados pela urina) ○ Autorregulação feita pelo iodo ■ Excesso de iodo gera hipotireoidismo transitório: Efeito de Wolff-Chaikoff ● Diminui expressão da NIS (transportador importante na captação de iodo) ● Diminui expressão do TPO (enzima responsável pela oxidação e organificação do iodeto) ● Diminui expressão da pendrina ● Assim, após ingestão de excesso de iodo, tem-se um bloqueio da glândula tireóide. Porém, após certo tempo, ocorre um escape do efeito e a atividade das enzimas, por ação do TSH, volta a aumentar ■ Excesso crônico de Iodo ● Ingestão crônica -> iodo restante começa a gerar lesão tecidual, inflamação (tireoidite) - iodo muito reativo -> perda de células funcionais e entra em um quadro de hipotireoidismo ● Síntese do T3 e T4: ○ I. Incorporação do iodo pela célula folicular ■ Mecanismo de concentração do iodeto pela glândula ● 1- Iodeto é transportado para o citosol da célula folicular por um transportador do tipo simporte 2Na+/Iodeto (NIS) ● 2- Na+ move-se a favor do seu gradiente de concentração, que é mantido pela Na+/K+-ATPase, a qual bombeia constantemente o Na+ para fora do citoplasma ● 3- O iodeto alcança o colóide através do canal de iodeto (pendrina) ○ II. Organificação ■ Na luz folicular, os resíduos de tirosina dentro da matriz de tireoglobulina (TG) são iodados pelo iodo (I+), formado pela oxidação do iodeto pela enzima tireoperoxidase (TPO). A TPO é um complexo enzimático que atravessa a membrana apical ● A TPO catalisa três reações: oxidação dos íons I-, iodação da tireoglobulina e acoplamento das iodotireosinas ■ O oxidante (aceptor de elétrons) da reação é o peróxido de hidrogênio (H2O2). O mecanismo de geração do H2O2 na tireoide envolve a NADPH oxidase (ThOx), também localizada na membrana apical ■ O iodo liga-se ao carbono 3 ou ao carbono 5 dos resíduos de tirosina da TG, em um processo conhecido como organificação do iodo ■ Essa iodação de tirosinas específicas localizadas na TG produz resíduos de tirosina monoiodada (MIT, de monoiodinated tyrosine) e de tirosina diiodada (DIT, de diiodinated tyrosine), que são enzimaticamente acoplados para formar a tri-iodotiro- nina (T3) ou a tetraiodotironina (T4) ■ O acoplamento dos resíduos de tirosina iodada, seja como dois resíduos de di-iodotirosina ou um resíduo de monoiodotirosina e um de diiodotirosina, é catalisado pela enzima TPO ● Modoiodotironina (MIT) + Diiodotironina (DIT)= T3 ● DIT + DIT= T4. O T4 é o HT prevalente em humanos ○ III. Secreção ■ A secreção hormonal envolve a endocitose do coloide contendo TG, seguida de degradação da TG, por ação de proteases, e, então, ocorre a liberação de tetraiodotironina (T4) e tri-iodotironina (T3) ■ Parte da T4 produzida é desiodada no folículo da tireoide a T3, que é então liberada na corrente sanguínea, reciclando parte do iodeto para a participação na síntese de novo hormônio ■ Transportadores que levam os hormônios para a corrente sanguínea (passivo!) ● MCT8: para o T3 ● OACTP1: para o T4 ○ IV. Transporte ■ T3 e T4 (característica lipofílica) circulam ligados a proteínas plasmáticas, a principal é a tiroglobulina ligado de tiroxinas (TBG, tyroxine-binding globulin) carrega ~70 % dos hormônios da tireóide. Assim, alterações nas concentrações plasmáticas de TBG tem grande impacto nas ações biológicas do T3 e T4 ■ O fato de estar ligado à proteína possui a vantagem de diminuir a depuração ■ Mas existem outras, conforme a tabela abaixo ■ Há uma pequena quantidade dos hormônios tireoidianos que esta livre e age nos tecidos, é metabolizado e excretado -> realiza feedback negativo => com hipotálamo e hipófise ● Mecanismo de ação ○ A tireoide libera mais quantidades de T4 do que de T3, de modo que as concentrações plasmáticas de T4 são 40 vezes maiores que as de T3 (90 versus 2 nM). A maior parte do T3 circulante é formada na periferia por desiodação da T4. Por conseguinte, T4 atua como pró- hormônio do T3 ○ T3 atua como fator de transcrição modulando, dessa forma, a transcrição gênica ■ HT se liga ao receptor (receptor dentro da célula) -> normalmente já no gene responsivo -> transcrição de inúmeras proteínas ligadas a taxa metabólica basal, sistema cardiovascular e metabolismo ■ Age em nível pós-transcricional .: mais rápido ■ Inibem TRH e TSH => inibe transcrição do RNA mensageiro deles e a secreçãodeles ○ Ações não genômicas: se liga a proteínas de membrana e desencadeia fosforilações, modulação de citoesqueleto etc ~ ações muito mais rápidas do que as clássicas/genômicas ● Ações biológicas ○ Os hormônios da tireoide atuam em praticamente todas as células do organismo ○ Ações no sistema cardiovascular: aumento do débito cardíaco ■ Estimula miosina pesada alfa (contração rápida) ■ Aumenta força de contração e frequência (inotropismo e cronotropismo positivo) ■ Hipertrofia do coração ■ Aumenta receptores beta-adrenérgicos ○ Os hormônios da tireóide aumentam a taxa basal de consumo de oxigênio e produção de calor (taxa metabólica basal) ■ Exerce este efeito porque aumenta as proteínas desacopladora mitocondriais (UCPs) ■ A termogênese aumenta com a utilização do O2, de tal maneira que variações na temperatura corpórea são paralelas à disponibilidade dos hormônios da tireoide ■ Hipertermia, entretanto, não é observada porque existe um aumento compensatório na perda de calor pelo aumento apropriado do fluxo sanguíneo, sudorese e respiração, processos mediados pelo hormônio tireóideo ■ O hipertireoidismo é acompanhado por intolerância ao calor, enquanto o hipotireoidismo é acompanhado pela intolerância ao frio ○ FETO: ■ Crescimento do córtex e cerebelo ■ Aumento das proteínas ligadoras (produção pelo fígado), redução da fração livre (feedback para ■ aumentar a produção) ■ IGF-2: Hormônio do crescimento fetal ■ Hipotireoidismo congênito: avaliado pelo teste do pezinho. TSH marcado ■ Hormônios tireoidianos tem papel no desenvolvimento neural e também na produção de surfactante ■ Desenvolvimento e maturação alveolar ○ ATÉ OS 2 ANOS: ■ Proliferação de axônios, ramificação de dendritos e mielinização ■ Desenvolvimento e erupção dos dentes ○ CRIANÇA E ADULTO: ■ Crescimento ósseo (ossificação endocondral) ● T3 estimula produção de GH, que, por sua vez, estimula a produção de IGFs pelo fígado. O IGF-1 estimula a proliferação de condrócitos, aumenta a hipertrofia dos condrócitos no disco epifisário, fazendo crescimento linear ■ Altura ■ Idade mental ■ Estado de alerta ■ Resposta a estímulos externos ■ Percepção da fome ■ Memória ■ Capacidade de aprendizagem ■ Reflexos nervosos ■ Frequência respiratória ■ Ausência dos hormônios tireoidianos durante a gestação ou até 2 anos induzirá a patogenia do cretinismo ● Retardo mental, atraso no crescimento, baixa estatura, deficiência de desenvolvimento ósseo, baixa atividade metabólica, obesidade ● Tratamento com tiroxina na infância ○ Recuperação das funções metabólicas, retomada do crescimento normal ○ Deficiência neurológica é irreversível ■ Carboidratos: ● ↑Captação glicose (aumento da insulina) ● ↑Oxidação da glicose ● ↑Gliconeogênese e ↑Glicogenólise (aumenta o substrato para o aumento do metabolismo) ● ↑ secreção insulina ■ Lipídeos: ● ↑Síntese de ácidos graxos: ↑ acetil-CoA carboxilase e ↑ ácido graxo sintase ● Intensifica a lipólise: ↑ receptores β-adrenérgicos ● ↑Depuração de quilomícrons ● ↑Turnover de lipídios: ↑ liberação de ácido graxos e sua oxidação) ■ Proteínas: ● Glicogênio muscular e fosfocreatina são diminuído por excesso de T3 ● O aumento do turnover de proteínas (O turnover proteico é um fenômeno onde a síntese e degradação acontecem em simultâneo, havendo a renovação da proteína corporal): liberação de aminoácidos do músculo, degradação de proteínas e, em menor intensidade, síntese proteica e formação de ureia ● Eixo Endócrino Hipotálamo-Hipófise ○ Controle da função tireoidiana ○ Neurônio hipotalâmicos liberam o TRH no sistema porta-hipofisário ■ Estimulação dos tireotrofo (5% de células da adeno-hipófise) pelo TRH a liberar o TSH, também estimula o lactotrofo a liberar prolactina ● Aumenta os pseudópodos ○ Endocitose do colóide e incorporação da tireoglobulina organificada com a incorporação do iodo ● Aumenta a formação de colóide e a formação de gotículas de colóides no citoplasma ○ Síntese proteica de tireoglobulina (proteína chave para produção de T3 e T4) ● Síntese de pendrina, de NIS e de megalina ○ T3 exerce retroalimentação negativa sobre neurônios hipotalâmicos e sobre a hipófise ● Hipotiroidismo ○ Diminui T3, T4. Aumenta TRH e TSH ○ Sintomas ■ Redução do metabolismo basal; ganho de peso; reduz produção de calor ■ Redução da função cardíaca (bradicardia, redução do débito cardíaco) ■ Letargia ■ Problemas com memória, constipação, depressão ■ Mixedema: aumento extracelular de mucopolissacarídeos ■ Alta produção de colesterol ○ Hiportireoidismo Primário ■ 95% dos casos: disfunção da glândula ■ in utero → grave deficiência mental ou cre<nismo ■ Adultos → diminuição ou a um aumento no tamanho da glândula tireoide ■ A diminuição do tecido da tireoide costuma ser causada por doença autoimune, levando à destruição do parênquima da glândula; entretanto, pode resultar também de cirurgia ou de tratamento com iodo radioativo ■ ↑ tireoide → bócio: (1) infiltração linfocítica e anticorpos autoimunes que inibem o transportador NIS (↓ T3 e T4) - doença de Hashimoto; (2) deficiência dietética de iodo ○ Hiportireoidismo secundário ■ ↓ secreção do TSH → distúrbios da adenohipófise ou do hipotálamo e, algumas vezes, pode ocorrer em associação a outras anormalidades dos hormônios adenohipofisários ■ O hipotireoidismo secundário → falta de estimulação do receptor de TSH em virtude da redução da liberação de TSH ■ Não há a formação de bócio ○ Hipotireoidismo terciário ■ Menos de 1% dos casos ■ Problema envolvendo o TRH ○ Resistência ao hormônio tireoidiano (rara) ○ Bócio endêmico: geralmente deficiência do iodo; ■ Crescimento da tireoide -> aumenta TSH -> mas não produz HT -> Hipotireoidismo ○ Tratamento ■ Triiodotironina (T3): liotironina. Meia vida de 2-5 dias. Tratamentos de emergência ■ Tetraiodotironina (T4): tiroxina, levotiroxina. Meia vida de 6 dias. Droga de escolha ● Hipertireoidismo ○ Altos níveis de T3 e T4. Baixa no TSH e TRH ○ Exoftalmia: protrusão dos olhos. Ocorre devido ao aumento da massa de tecido adiposo que existe atrás dos olhos ○ Pode apresentar bócio, perda de cabelo, perda de peso, depressão ansiedade e hiperatividade ○ ↑ atividade funcional da glândula <tireoide → ↑metabolismo basal e distúrbios do sistema nervoso autônomo ○ A incidência é maior nas mulheres (2%) do que nos homens (0,02%). ○ Várias afecções podem levar ao hipertireoidismo: ■ Bócio tóxico difuso ou doença de Graves ● Anticorpos se ligam ao receptor de TSH ● Tratamento ○ Iodo radioativo ○ Retirada cirúrgica da tireoidie ○ Drogas antireoideanas ■ Bócio nodular tóxico ● Decorrente de neoplasia benigna ● Não apresenta exolftalmia ● Tratamento: iodo radioativo, retirada cirúrgica da tireoide ■ Adenoma tóxico ■ Hipertireoidismo induzido por terapia (p. ex., reposição excessiva de T4 ou T3) ■ Ingestão excessiva de iodo ■ Tireoidite ■ Carcinoma folicular e tumor hipofisário produtor de TSH ○ Entretanto, a causa mais comum de hipertireoidismo em adultos é o bócio tóxico difuso ou doença de Graves (autoimune) Pâncreas Regulação Energética ● Estoque de ATP -> inviável, por isso é necessário estocar uma forma de energia que produza ATP => glicose e ácido graxo ● Gasto energético diário médio: 2300 kcal ● Uso da energia: ○ Cérebro, hemácias , leucócitos e músculos -> uso de glicose plasmática ○ Músculos e adipócitos disponibilizam piruvato/lactato/aminoácidos/glicerol como fonte energética (gliconeogênese) Utilização de substratos energéticos ● Fontes básicas de energia:gorduras, carboidratos ○ Oxidação de 1 molécula de carboidrato: 38 ATP ○ Oxidação de 1 molécula de lipídeo: 129 ATP ● Carboidrato: glicogênio hepático e muscular e glicose extracelular. ○ Glicogênio hepático: reserva é ativada rapidamente e se esgota em +- 2 horas. ○ Reserva menor mas de fácil mobilização. ○ O fígado contém a glicose-6-fosfatase ○ Glicogênio muscular: não é mobilizado como fonte energética ○ O músculo não exporta energia sobre a forma de glicose: músculo não possui a enzima (glicose-6- fosfatase) que retira o fosfato da molécula e permite que a glicose atravesse membranas biológicas, por isso, a reserva de glicose no músculo é para o músculo ○ A disponibilização de energia pelo músculo só ocorre pelo lactato ○ Neurônios, hemácias e regiões de baixa perfusão utilizam exclusivamente glicose. Não possuem a maquinaria necessária para utilização de ácidos graxos. Para utilizar lipídeos, precisa de muito O2, gerado pela cadeia respiratória. As hemácias não têm mitocôndrias e os neurônios possuem poucas ○ Na mitocôndria, o rendimento metabólico é de cerca de 50%. Logo, parte da energia é dissipada como calor ○ Regiões de baixa perfusão: glicose produz ATP fora da mitocôndria em escala menor, com rendimento menor. O processamento dos ácidos graxos é na mitocôndria. ○ Cérebro: é extremamente sensível a altas temperaturas e por isso não pode usar ácidos graxos, pois não suporta a intensa produção de calor, além disso a dissipação é difícil. ○ Vantagem: a molécula de glicose é facilmente encontrada e sua estrutura é relativamente comum ○ Desvantagem de armazenar glicose como fonte de energia: a glicose está presente no glicogênio muscular principalmente. Para estocar a glicose no músculo é necessário água e tem metade das kcal de uma molécula de gordura -> reserva a base de glicose é pesada (inviável). ● Gorduras: triglicerídeo muscular, triglicerídeo do tecido adiposo, triglicerídeos no plasma ○ Vantagem do estoque de energia no formato de gordura: estocar forma de energia mais leve (menos densa), que gera mais energia ○ Desvantagem: a quebra é lenta e precisam de oxigênio (a molécula de gordura precisa do dobro de oxigênio para ser oxidada -> gera + calor sem produzir ATP) ○ Fosfatos: acaba em 6-8 segundos quando a reserva está alta ○ Proteínas musculares: menos importante como fonte energética Lipídios 9,1kcal/g vs. Carboidrato 4,2 kcal/g -> armazenamento em gordura é evolutivo. ● Treinamento físico aeróbico -> aumenta a quantidade de mitocôndrias e aumenta a eficiência metabólica ○ Maratonista, por exemplo, não precisa estocar tanta energia porque usa a molécula energética com maior eficiência Regulação da glicose ● Feita por hormônios de ação rápida e ação lenta. Hormônios são CONTROLADOS, enquanto a glicose é a variável REGULADA. Esta deve permanecer em uma faixa de segurança ● São muitos os mecanismos que evitam a hipoglicemia, vista que a baixa de glicose é mais grave que a hiperglicemia. A hipoglicemia é de difícil diagnóstico e é causa frequente de morte súbita ○ GH ○ Glicocorticoides: cortisol tem ação mais longa ○ Adrenalina, NOR ○ Glucagon: age sobretudo no fígado. Não tem ação periférica significativa ○ Possuem efeito sinérgico, isto é, aumento da glicose sanguínea causado pelo glucagon, cortisol e epinefrina sozinhos< glucagon+epinefrina < cortisol+glucago+epinefrina ● Mecanismo que evita hiperglicemia ● Liberação de insulina ● Consequências da glicemia elevada: glicose é um açúcar redutor, que faz reações não enzimáticas, como a glicação de proteínas. Liga-se ao radical -NH2 e proteína perde a função ● Sensor metabólico que aciona o sistema de controle ○ Sensor metabólico intracelular: músculo ■ AMPkinase -> uso de glicose sem atuação da insulina -> aumento da AMPc resultante da quebra do ATP, aumenta a quantidade de Ca++ e transloca o GLUT na membrana favorecendo a entrada da glicose. Além disso, aumenta a quebra do glicogênio ■ As células musculares tem sensor para utilização de ácidos graxos e troca de substrato energético conforme necessidade (ácido graxo/glicose). ○ Sensor metabólico sistêmico: células beta ■ O sensor é constituído do GLUT2, uma enzima fosforiladora de glicose e um mecanismo de liberação de insulina ■ GLUT2: transportador de glicose constitutivo (constantemente aberto) ■ Enzima fosforiladora: glicokinase (não-saturável [≠ hexokinase - facilmente saturável]) ■ Mecanismo de liberação de insulina: abertura/fechamento dos canais de K+ ■ Funcionamento: glicokinase fosforila a glicose que entra constantemente pelo GLUT2, mantendo o fluxo de glicose na célula -> proporção ATP/ADP: ● Alta proporção (metabolismo alto ~glicemia alta) -> influxo de K+ por canais de potássio ATP-dependente ● Baixa proporção (metabolismo baixo ~glicemia baixa) -> canal de K+ fechado Glândula pancreática ● É uma glândula exócrina e endócrina que desempenha papel fundamental na digestão e no metabolismo energético ● Produtos exócrinos: líquido alcalino rico em enzimas digestivas, secretado no intestino delgado para ajudar no processo digestivo ● Produtos endócrinos: ~1a 2% da massa pancreática é composta por células que compõem as ilhotas, as quais secretam os hormônios: ○ Células beta (60%): Insulina e Amilina (co-secretada com a insulina pelas células beta do pâncreas, é um inibidor da ingestão alimentar) ○ Células alfa (25%): Glucagon ○ Células F (<10%): Polipéptido Pancreático (PP) ○ Células Delta (<10%): Somatostatina ○ Células produtoras de Gastrina (1%): Gastrina (secreção ácida estomacal) ● O fluxo sanguíneo através das ilhotas passa pelas células beta, que predominam no centro da ilhota, então, para as células alfa e delta, que predominam na periferia. Consequentemente, as primeiras células afetadas pela insulina circulante são as células alfa, nas quais, a insulina inibe a secreção de glucagon ● Este fluxo é controlado pela inervação simpática aos capilares sanguíneos ● Localização do pâncreas: “lugar certo”: drenagem pela circulação porta-hepática -> hormônios atingem primeiro o fígado ○ Fígado: maiores concentrações => cerca de metade da insulina liberada é metabolizada e já gera seus efeitos anabólicos (aumenta síntese proteica/do glicogênio hepático) ○ Circulação sistêmica: a concentração da insulina é reduzida e mais diluída e, assim, observa-se um menor estímulo à captação periférica da glicose + maior disponibilidade para o cérebro (GLUT insulino-dependente) ○ Além disso, pela veia porta porta passam os componentes hidrossolúveis que são absorvidos pelo intestino (carboidratos e aminoácidos). ● O parassimpático inerva diretamente a célula beta pancreática (veremos adiante que isso é importante para o controle da secreção de insulina) ○ Insulina ■ Produzida pelas células beta (60% da ilhota) ■ A insulina é pleiotrópica (pode se ligar a diferentes receptores) -> cada receptor possui uma via de sinalização, variando de acordo com a célula em que o receptor está ■ Síntese: ● Hormônio proteico ● Ribossomos: o RNAm maduro inicia a síntese do peptídeo sinal N-terminal (S), seguida pelas cadeias B, C e A ● O sinal é degradado durante o curso da finalização da molécula de pró-insulina. Esta última é dobrada em uma conformação que permite a formação de ligações dissulfeto entre as cadeias A e B ● Complexo de Golgi e dos vesículas secretórias: enzimasconversoras removem a cadeia C, conhecido como peptídeo C, dessa forma completando a síntese de insulina ● A insulina e o peptídeo C livre são acondicionados em grânulos secretores no aparelho de Golgi, sendo liberados juntos ● Esses grânulos acumulam-se no citoplasma em dois reservatórios: um de liberação rápida (5%) e um de armazenamento dos grânulos (mais de 95%, exocitose regulada) ● A sequência de aminoácidos da insulina é altamente conservada entre as espécies → no passado, a insulina suína e a bovina eram usadas para tratar pacientes com diabetes melitus ● Na atualidade, dispõe-se de insulina recombinante humana, que substituiu a de origem animal, evitando-se, assim, problemas, como o desenvolvimento de anticorpos dirigidos contra a insulina não humana ■ Liberação de insulina ● Entrada de glicose via GLUT2 é o principal fator para ↑ liberação de insulina ● O aumento da glicose no citosol leva a oxidação da mesma, formando ATP, o qual acumulado induzirá o fechamento de canais que transportam K+ para o meio extracelular, desencadeando uma despolarização da célula ● A despolarização ativa canais de Ca2+ voltagem-dependente, permitindo o influxo de cálcio, o qual induzirá a exocitose de grânulos de insulina ● Outros fatores que aumentam a liberação de insulina: ○ 1. Oxidação de outros substratos energéticos: ácido graxo livre (AGL) e aminoácidos ○ 2. Peptídeo semelhante ao glucagon-1 (GLP-1, incretinas) ○ 3. Acetilcolina (Ach) ○ 4. Glucagon ● Fatores que inibem a liberação de insulina: ○ 1. Adrenalina ou noradrenalina ○ 2. somatostatina ● A liberação é conjunta da insulina e do polipeptídeo C ○ Peptídeo C não é prontamente degradado no fígado → meia-vida relativamente longa do peptídeo (35 minutos) faz sua liberação ser utilizada como índice de capacidade secretora do pâncreas endócrino ● Por que a insulina sobe rapidamente após refeição rica em carboidrato? ○ 1a fase: protege o corpo de picos elevados de glicose que poderiam ocorrer após as refeições. A absorção da glicose ingerida é rápida. Lembrar que a superfície de absorção do intestino delgado é cerca de 70 m2 ○ 2a fase: menor liberação. ● Liberação bifásica ○ Quando estimuladas, as células β liberam insulina de acordo com um padrão bifásico: inicialmente do reservatório de liberação rápida, seguido pelo reservatório de armazenamento dos grânulos. Apenas uma pequena fração das reservas celulares de insulina é liberada, mesmo em condições de estimulação máxima ○ A insulina circula em sua forma livre, com meia-vida de 3 a 8 minutos, e é degradada predominantemente pelo fígado, com degradação de mais de 50% durante sua primeira passagem ● Liberação pulsátil ○ Em resposta a uma refeição, o aumento na liberação de insulina resulta de uma maior frequência e amplitude de sua liberação pulsátil. São mostradas aqui as concentrações de insulina no sangue porta em condições basais (à esquerda) e depois de uma refeição ■ Mecanismo de ação ● O receptor de insulina é membro da família receptor tirosinaquinases ● Composto de sub-unidades α/β, α são externas à membrana celular e contêm os sítios de ligação a hormônios. As subunidades β cruzam a membrana e contêm tirosinocinase na superfície citosólica. (B) ● Insulina ligada à subunidade alfa promove autofosforilação das subunidades β → recrutam proteínas adaptadoras, dentre elas: ○ Receptor de insulina (IRSs) → IRS são fosforiladas ○ A 3-fosfoinositol-cinase (PI3K) é então recrutada para a membrana, onde ela fosforila seus substratos e ativa a via dependente de proteino-cinase B (PKB, também chamada de Akt ■ Sinalização responsável pelo evento importante da capacitação desses transportadores de insulina serem recrutados para a membrana da célula-alvo à insulina ● Insulina também promoverá a fosforilação da MAPK, a qual está envolvida nas ações mitogênicas da insulina (crescimento) ■ GLUT ● GLUT1: captação de glicose geral ● GLUT2: fígado, célula beta, rim, intestino delgado. O GLUT2 tem km alto e estão presentes em células que são sensores ● GLUT3: cérebro, neurônios ● GLUT4: músculo, tecido adiposo, coração. Presença em tecidos de alta atividade metabólica nos quais a captação de glicose depende de insulina ■ Ações biológicas da insulina ● Efeito imediato: aumento da captação de insulina ○ Impede glicação ○ Aumenta glicogênio periférico ○ Provir reserva de energia para o momento de emergência/manter estoque nas células ○ Impedir o excesso circulante de glicose ○ Este efeito é via ↑ GLUT4, principal transportador de glicose responsivo à insulina ○ GLUT4 é expresso predominantemente no músculo estriado e no tecido adiposo. De modo diferente das outras isoformas de GLUTs, os GLUT4 são sequestrados em vesículas de armazenamento especializadas que permacem no interior das células em condições basais ○ A incorporação do GLUT4 (que está no interior da célula em formato de grânulos) na membrana é estimulada pela insulina ○ No músculo ■ Aumento do transporte de aminoácidos e a síntese protéica, por meio da fosforilação de uma serina/treonina proteína-quinase, conhecida como alvo de rapamicina de mamíferos (mTOR, de mammalian target of rapamycin) ■ Aumento da síntese de glicogênio via inibição da enzima glicogênio fosforilase e estimulação da glicogênio sintase ■ Favorece o armazenamento de lipídeos no músculo ○ No tecido adiposo ■ Aumento do transporte de glicose ■ Formação de glicogênio a partir de glicose ■ Transformação do piruvato em acetil-CoA ■ Aumento da transformação da acetil-CoA em malonil CoA (contribui para a inibição da lipólise, cetogênese e da lipase hormônio sensível) ■ Ativação da lipase de lipoproteína com maior captação de ácidos graxos das lipoproteínas ■ Inibição da lipólise e da cetogênese via inibição da enzima lipase sensível ao hormônio (HSL), o que leva a inibição da degradação dos triglicerídeos em ácidos graxos e glicerol ○ No fígado ■ Glicose entra nos hepatócitos por transportadores GLUT2 (independentes de insulina, e, sim, da concentração de glicose) ● A entrada da glicose no fígado não acontece por um processo regulado pela insulina ■ Glicose é oxidada e fosforilada (glicose 6-P, não sai da célula). Esse processo de fosforilação é mediado pela insulina, ou seja, a insulina controla a glicose que permanece no hepatócito, para posterior síntese de glicogênio ■ Aumento da síntese de glicogênio ■ Inibe produção de corpos cetônicos (derivado de ácidos graxos) ■ Inibe gliconeogênese ■ A enzima bifuncional única (fosfofrutoquinase) ● A insulina causa desfosforilação da enzima, desta forma transformando-a em cinase, que eleva o nível de frutose-2,6- bifosfatase. Este intermediário estimula a atividade da 6-fosfofrutose cinase e altera o metabolismo para piruvato (glicólise). ● A fosforilação da enzima bifuncional pelo glucagon a torna uma fosfatase, que reduz o nível de frutose-2,6-bifosfatase e com isso aumenta a atividade da frutose-1,6-bifosfatase e altera o metabolismo para glicose (gliconeogênese) ● Efeitos a longo prazo ○ A estimulação sustentada da insulina: ↑ síntese de enzimas lipogênicas e a repressão de enzimas gliconeogênicas ○ Os efeitos da insulina na promoção do crescimento e os efeitos mitogênicos são respostas a longo
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