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Sistema endócrino Composto por glândulas e hormônios que regulam o metabolismo e a reprodução. Tem como função regular metabolismo e reprodução através de hormônios. Há hormônios que são reguladores de minerais importantes no organismo como: Na⁺, K⁺ e há um hormônio muito importante que regula a quantidade de H₂O chamado de antidiurético. Esse hormônio é responsável pela manutenção dessa grande quantidade de água no nosso organismo, na ausência desse hormônio ocorreria uma desidratação aguda e a pessoa poderia vir a óbito, dependendo da intensidade, em menos de 24h. Nós temos hormônios que são produzidos no hipotálamo na base do encéfalo. Dentre o conjunto de 9 hormônios produzidos pelo hipotálamo 7 deles estão relacionados com a produção de outros hormônios da adenohipófise e os outros 2 hormônios (ocitocina e hormônio antidiurético – ADH) são reguladoras da fisiologia da reprodução e da água no organismo. A glândula hipófise ela é dividida morfologicamente em 3 partes: - Adenohipófise ou hipófise anterior; - Parte intermediaria; - Neurohipófise ou hipófise posterior. A adenohipófise é a parte glandular responsável pela produção dos hormônios: - TSH (hormônio estimulante da glândula tireóide); - Prolactina; - Hormônio luteinizante (LH); - Hormônio folículo estimulante (FSH); - Hormônio adrenocorticóide (ACTH); - Hormônio de crescimento (GH); - Endorfinas (como β- endorfinas – não são hormônios, mas estão relacionadas uma vez que são de grande importância ao organismo). E entre os hormônios do hipotálamo, que são produzidos em áreas específicas, temos o hormônio liberador da tireotrofina. Esse hormônio hipotalâmico age na glândula hipófise, e nas células da adenohipófise, regula a produção do hormônio tireoestimulante. Este hormônio é liberado para a circulação sistêmica alcançando a glândula tireoide. Na glândula tireoide, este hormônio tireoestimulante, estimula a fisiologia da tireoide para que ela possa produzir seus hormônios T3 e T4. Outro hormônio produzido no hipotálamo é o chamado hormônio liberador das gonadotrofinas (GNRH). Esse hormônio chega na adenohipófise e nas células gonadotróficas da adenohipófise regula a produção do hormônio luteinizante e do hormônio folículo estimulante, que regulam a fisiologia da reprodução. O hormônio liberador de corticotrofina (CRH) age na adenohipófise onde regula a produção do hormônio adrenocorticotrófico, este hormônio tem como alvo a adrenal (no córtex). Na adrenal, o hormônio ACTH regula a produção de cortisol. Nós temos também o hormônio liberador do hormônio de crescimento (GHRH) que age na hipófise e regula a produção diária de hormônio de crescimento. O hormônio somatostatina, produzido no hipotálamo, age na adenohipófise inibindo a produção do hormônio de crescimento e da prolactina. O hormônio de crescimento é um hormônio de função para o metabolismo e a prolactina é um hormônio de função para a fisiologia da glândula mamária, para a lactação. Outro hormônio hipotalâmico chamado PIF ou Fator Inibidor de Prolactina, também age na adenohipófise inibindo a produção de prolactina. Dessa forma, o hormônio GH é regulado pelo hormônio estimulador que aumenta a produção do GH e pelo hormônio inibidor que é a somatostatina. Com relação a prolactina, a produção é regulada por um inibidor (PIF e somatostatina) e por hormônio liberador da prolactina (PRH). Classificamos os hormônios quanto a natureza química em: - Hormônios protéicos ou derivados de aminoácidos; - Hormônios lipídicos (molécula de origem é o colesterol). Hormônios protéicos: ocitocina e o ADH. Ambos possuem 9 aminoácidos na sua sequência com uma pequena diferença na posição 3 e 8. O hormônio antidiurético na posição 3 tem uma fenilamina e na 8 uma arginina. A ocitocina na posição 3 tem uma isoleucina e na posição 8 uma leucina. O hipotálamo não é uma glândula endócrina, ele é uma parte do SN responsável por muitas funções e o que há no hipotálamo são neurônios e estes neurônios são responsável pela produção desses dois hormônios que são armazenados e liberados pela neurohipófise, porém são produzidos pelo hipotálamo. 1. Síntese da ocitocina: é sintetizada por neurônios específicos presentes no hipotálamo, depois é transportada (acoplada a uma glicoproteína de transporte) pelos axônios dos neurônios até a neurohipófise. Na neurohipófise são armazenadas e secretadas na circulação sanguínea através das terminações dos axônios presentes na neurohipófise. Uma vez liberado esse hormônio na corrente sanguínea, ele alcança o útero ou a glândula mamária que são os sítios de ação da ocitocina (regula a reprodução). Os locais de produção desses hormônios (ocitocina e ADH) são o núcleo paraventricular (+ ocitocina) e o núcleo supraóptico (+ ADH), em ambos ocorre a produção desses dois hormônios. Quando os hormônios proteicos atingem a corrente sanguínea, passam pelos poros dos capilares se difundindo pelo espaço extracelular onde alcança a sua célula alvo. Essa célula alvo possui um receptor de membrana para esse hormônio. Dessa forma, como os hormônios proteicos são proteínas moleculares muito grande, eles não atravessam a MC, não conseguem atingir o núcleo da célula e exercer o seu efeito biológico, por isso que esses hormônios necessitam de um receptor de membrana (geralmente proteínas) e quando esse hormônio se liga nesse receptor gera um segundo mensageiro intracelular (AMPc) este ativa quinases de maneira que no núcleo da célula então resultará no efeito biológico. Ex: o hormônio ocitocina quando se liga no receptor presente na célula muscular lisa do útero, dentre os efeitos será o aumento da liberação de cálcio intracelular e isso resultará no movimento intrínseco de contração do músculo uterino (auxilia no parto). Ou então a ação da ocitocina na glândula mamária, as células da glândula mamária que produzem leite, elas na sua base são sustentadas por células mioepiteliais, dessa forma, quando ocorre o estímulo mecânico na amamentação (sucção), o trato espino-mesencéfalo propaga esses sinais até o mesencéfalo, de lá segue até os núcleos do hipotálamo, neurohipófise liberando ocitocina. Essa ocitocina quando alcança a corrente sanguínea, rapidamente atingem as células mioepiteliais e essas células possuem um receptor para ocitocina, com isso essa ligação ocitocina-receptor desencadeia o efeito intrínseco, aumentando a liberação de cálcio intracelular e o mecanismo de contração dessas células mioepiteliais auxiliando na ejeção do leite (que já foi produzido por ação do hormônio prolactina). 2. Síntese de prolactina: o hormônio liberador da prolactina, produzido pelo hipotálamo, estimula as células da adenohipófise a produção do hormônio prolactina. Este hormônio é secretado na corrente sanguínea, atravessando os poros dos capilares, alcançando o meio extracelular, onde encontra a célula alvo. A prolactina quando se liga ao receptor de membrana, aumenta a produção de AMPc, ativa quinases de maneira que ativam o núcleo da célula e produzem o efeito biológico. Dessa forma, com o aumento da produção deAMPc, a prolactina age nas células acinares da glândula mamária e o efeito biológico seria a produção de lactoalbumina, da produção de substâncias que fazem parte da composição do leite. Hormônios lipídicos: um exemplo clássico são os hormônios produzidos pelos testículos e ovários, respectivamente testosterona e andrógeno e prostaglandina e estrógeno (lipídios derivados de colesterol). O colesterol é de origem da corrente sanguínea ou lipídios armazenados em vesículas dentro das células, que por ação do hormônio ACTH (agindo na 2 camada de células do córtex) este colesterol é transformado em pregnenolona e está é transformada em 17-hidroxipregnenolona, está em 17-alfa-progestenona, desoxicortisol e cortisol, por fim esse cortisol é liberado para a corrente sanguínea. Se o estímulo for na camada mais externa da adrenal, induz a produção do grupo dos hormônios chamados mineralocorticóides (o representante mais importante é a aldosterona que regula o sódio e potássio). O hormônio ACTH, no córtex da adrenal, tem o efeito biológico específico de regular a produção do cortisol, então quanto mais esse ACTH alcança e se liga aos receptores de membrana das células do córtex da adrenal, maior a produção de cortisol. Esse ACTH não regula a produção de aldosterona e de andrógenos. O estímulo para a produção de aldosterona é a quantidade de sódio e potássio extracelular. Os hormônios lipídios, como são lipofílicos, conseguem atravessar a membrana celular das células alvos e em muitos casos, no citoplasma da célula, existe uma proteína que é receptor para este hormônio lipídico, com isso forma-se o complexo hormônio lipídico-receptor e este complexo migra-se para o núcleo da célula exercendo o seu efeito biológico específico. Ex: o hormônio aldosterona tem como local de ação as células do rim, onde promove a reabsorção do sódio que foi filtrado e seria excretado para a urina. Dessa forma, o hormônio aldosterona se liga ao receptor citoplasmático das células do rim e migra para o núcleo da célula onde vai ativar uma proteína fosfatada e essa age na membrana da célula e ativa o mecanismo de transporte, onde a bomba Na⁺ K⁺ ATPase reabsorve sódio e elimina para o lúmen dos túbulos renais o potássio. Outro hormônio lipofílico é o cortisol que age em vários locais, como nós adipócitos, induzindo a produção de Lopes hormônio sensível. Essa lipase promove a degradação do TAG armazenado nos adipócitos, liberando ácidos graxos e glicerol para a corrente sanguínea. Essas substâncias são recolhidas pelos hepatócitos que conjugam, realizando gliconeogênese. Dentre os hormônios hipotalâmico tem o hormônio liberador da corticotrofina, o papel desse hormônio na adeno-hipófise é estimular a produção do ACTH que age no córtex da adrenal, e aumenta também a produção da beta-endorfina. O CRH age também no centro simpático (presente no tronco cerebral) estimulando esses neurônios, dessa forma, todas as funções neurovegetativas do simpático são estimuladas pelo aumento do CRH. Esse hormônio é produzido no hipotálamo, em maior quantidade, quando o organismo está submetido a um estímulo intenso ou agente estressor. Dessa forma, a ativação do centro simpático sobre o aparelho digestivo: - Diminui a produção do suco gástrico, diminuindo a produção dos íons H+ (alterando o pH); - Diminui a motilidade do aparelho digestivo. Com relação ao sistema circulatório, essa ativação do centro simpático induz: - Aumento a pressão; - Aumento da frequência; - Aumento do débito cardíaco. Com relação a outros centros neurovegetativas: - Estimula o centro da saciedade ( diminuindo a ingestão de alimentos); - Algumas pessoas podem estimular o centro da fome. O CRH em excesso também diminui a produção do GNRH, com isso diminui as gonadotróficas, em mulheres, levando a alteração do ciclo menstrual e diminuindo a fertilidade. A falta do hormônio ADH pode levar a óbito uma vez que esse hormônio é responsável por realizar a reabsorção da maior parte de água filtrada pelos rins. Os neurônios do hipotálamo despolarizam e liberam o ADH mediante a dois estímulos: - Pela relação da osmolaridade extracelular em torno desses neurônios. Se a concentração estiver alta significa que está faltando água no organismo e se a concentração extracelular é maior, pelo mecanismo de osmose, a água de dentro dos neurônios é conduzida para fora, para equilibrar a concentração extracelular. Quando essa água sai é como se o soma do neurônio “encolhesse” e isso despolariza e causa a liberação do ADH, que vai agir nos rins. Uma vez presente no sangue esse hormônio encontra receptores de membrana específico no tubo coletor do rim, ativa enzima adenilciclase que vai fosforilar uma proteína e está proteína fosforilada desencadeia a abertura dos canais ou poros para água que são as aquaporinas, como isso a água entra dentro da célula. Porém essa água não pode ficar retida dentro da célula porque senão altera a osmolaridade celular, diante disso essa água é transportada para o espaço peritubular possibilitando a entrada da água na circulação renal, que se distribui para a circulação sistêmica e, portanto, mantém a osmolaridade necessária do sangue/tecidos e células. - Segundo estímulo para a liberação do ADH é quando ocorre uma redução intensa da volemia (20 a 50%). Essa redução da volemia diminui a pressão arterial, com isso o centro vasopressor (regulação da pressão arterial no tronco cerebral) é ativado, dessa forma esses neurônios hipotalâmicos liberam o hormônio ADH em quantidades maciças para a corrente sanguínea. As células musculares lisas dos vasos sanguíneos também possuem receptores para esse hormônio, com isso o ADH se liga a esse receptor ativando-o, promovendo o aumento da produção de inositol trifosfato (IP3), consequentemente de cálcio intracelular ocorrendo então o mecanismo de contração da célula muscular lisa do vaso sanguíneo, restabelecendo a pressão arterial. Em razão dessa segunda função do hormônio ADH, ele é também chamado de vasopressina. O hormônio de crescimento (GH) no metabolismo: o GH é um hormônio proteico, contém cerca de 191 aminoácidos e possui uma vida plasmática de 20 minutos, isso significa que a adenohipófise tem que ser continuamente estimulada para produzir este hormônio. O estímulo para a liberação do GH é o hormônio liberador do hormônio de crescimento (GHRH) e o inibidor é o hormônio somatostatina (regulação). O efeito geral do GH é um efeito anabolizante (estimula a síntese de substância). Dessa forma, com relação ao crescimento, esse hormônio age nos condrócitos e em outras células somáticas estimulando a mitose, por isso que os ossos e órgãos crescem. Esse GH, nas células, ativa a produção de proteínas transportadoras de aminoácidos, além disso; estimula a síntese de RNA, DNA e de proteínas funcionais e estruturais; aumenta a produção de colágeno e nos hepatócitos e rins aumenta a produção do IGF-1 (somatomedina C) que quando está em excesso no sangue realiza um feedback negativo para as células da adenohipófisepara cessar a liberação do GH. Com relação ao metabolismo de carboidrato e glicemia, esse hormônio interfere na glicemia, uma vez que age nas células beta do pâncreas. Após uma refeição a glicemia é maior conforme a glicose vai sendo absorvida pelo intestino, na primeira fase o GH age na célula beta e estimula a produção da insulina, consequentemente aumenta o transporte de glicose sanguíneas para os tecidos insulino dependentes. Porém uma segunda fase (2h após a refeição) o próprio hormônio do crescimento age nas células beta só que agora é inibidor da secreção de insulina, ocasionando um decréscimo da glicemia menos intenso (efeito “diabetogênico” ). Então, por inibir momentaneamente a secreção de insulina, diminui a utilização de glicose pelos tecidos insulino dependentes. Esse hormônio age também no tecido adiposo e estimula a degradação do lipídio (lipólise), estimula a gliconeogênese que resulta em mais glicose no sangue e aumento da glicemia. Dessa forma, assim como o hormônio cortisol e a epinefrina, o GH também estimula a neoglicogênese. Devido ao efeito lipolítico, tem-se a liberação de ácidos graxos na corrente sanguínea e esses AGs serão utilizados pelo fígado para a síntese de proteínas. Glândula tireóide A tireoide é uma glândula endócrina do tipo folicular. As células deste tipo de glândula formam a parede de pequenas esféricas denominadas folículos, onde no seu interior se acumula a secreção. O folículo é recoberto internamente por uma camada única de células que chamamos de células foliculares e essas células são responsáveis pela produção dos hormônios T3 e T4. No parênquima da tireoide (próximo aos vasos sanguíneos) têm-se as células parafoliculares C que são responsáveis pela produção do hormônio calcitonina. A parte central de um folículo é onde contém os hormônios que são produzidos, quando esses hormônios são produzidos eles são armazenados nessa estrutura interna que chamamos de colóide. Quando a glândula tireóide aumenta de tamanho é porque tem excesso de colóide, então a pessoa tem bócio (tamanho da glândula aumentada). Se a pessoa tem excesso de colóide com hormônio então ela terá bócio com hipertireoidismo, agora se tem excesso de colóide sem hormônio então a pessoa tem bócio com hipotireoidismo. Dessa forma, o aumento do tamanho da glândula pode ser resultado de um hiper ou hipotireoidismo. O hipotálamo produz o hormônio TRH que age na adenohipófise estimulando a produção do hormônio TSH, este age nas células foliculares da tireoide regulando a produção dos hormônios T3 e T4. Dessa forma, a atividade da glândula tireóide é regulada por TSH e TRH. Por ação do hormônio estimulante da tireóide (TRH), o TSH via circulação se liga aos receptores de membrana nas células foliculares, quando o TSH se liga ao receptor resulta em alguns efeitos biológicos, sendo eles: - Primeiro deles é ativar a bomba iônica transportadora de iodeto. O íon iodeto faz parte da estrutura química do T3 e T4, inclusive uma das causas do hipotireoidismo é a glândula tentar produzir hormônios, mas não receber iodeto. Dessa forma o íon iodeto é transportado para o espaço coloidal. - Segundo momento tem-se a produção endógena ou obtenção, via circulação, do aminoácido tirosina. Essa tirosina se acopla numa proteína de ancoragem chamada tiroglobulina. Essa tiroglobulina é sintetizada pelas células foliculares, por estímulo de TSH. Esse aminoácido tirosina acoplado à tireoglobulina também é transportado para o espaço coloidal, onde terá a conjugação com o iodeto. No espaço coloidal, se a tirosina acoplada à tireoglobulina for iodada com 1 molécula de iodeto forma o MIT. Se duas moléculas de iodeto se ligarem à tirosina acoplada à tireoglobulina forma o DIT. Tanto o MIT quanto o DIT não são hormônios. Quando houver a ligação do MIT (monoiodotirosina) com o DIT (diiodotirosina) forma-se o Triiodotironina, chamado de hormônio T3. Quando houver a ligação entre dois DIT há a formação do Tetraiodotironina, chamado de hormônio T4. Se o organismo está necessitando de mais hormônios T3 e T4 ocorre o processo de endocitose do coloide e então frações do coloide são incorporados para o citoplasma da célula e enzimas ativas chamadas de deiodinase (cuja produção também é regulada pelo TSH) lisa T3 e T4 da estrutura da tiroglobulina e portanto os hormônios T3 e T4 são secretados da célula para a circulação sanguínea e irão agir nas células alvos. Como esses hormônios são lipofílicos, essas moléculas conseguem atravessar a membrana celular, portanto o mecanismo de ação na célula alvo é via receptor de membrana ou nuclear. Todos os órgãos são alvos dos hormônios T3 e T4. Por exemplo: - Nos neurônios esses hormônios regulam a produção dos neurotransmissores, produção das proteínas dos canais iônicos ou dos receptores para os neurotransmissores; - No coração esses hormônios da tireoide ativam o metabolismo de proteínas que faz parte da fibra muscular cardíaca, com isso aumenta as proteínas desse músculo cardíaco, consequentemente essas fibras podem contrair mais e, portanto, o coração trabalha com maior eficiência uma vez que aumenta força de contração, volume de sangue ejetável e débito cardíaco. E quanto melhor o fluxo sanguíneo, melhor a oxigenação que vai passar pelos pulmões (aumentando a ventilação); - Esses hormônios estimulam o apetite; - Aumenta o metabolismo de carboidrato (aumentando a captação de glicose); - Aumenta o metabolismo de gordura (aumentando o esgotamento das reservas de adipócitos, consequentemente tem diminuição do tecido adiposo, por isso que no hipertireoidismo a pessoa come muito e é magra e no hipotireoidismo como menos e ganhar peso); - Aumenta o metabolismo de proteínas, diminuindo a massa muscular; - No trato respiratório esses hormônios aumentando o metabolismo respiratório e consequentemente aumenta a concentração de CO₂ causando um quadro de taquipneia (por isso que no hipertireoidismo a pessoa tem que respirar mais rápido para liberar o CO₂); - Estimula a função renal; - Estimula sudorese; O T3 é um hormônio produzido em menor quantidade que o T4 e ele possui uma meia vida de 2-3 dias enquanto o T4 possui uma meia vida de 10-14 dias. O T3 reverso é um T3 que não age como hormônio, ele é derivado do T4 (é retirado um iodo do T4 para a produção do T3 reverso, quem faz esse processo é a própria célula alvo). Se a célula alvo está recebendo excesso de T4, esse T4 por ação de uma enzima é transformado em T3 ou T3 reverso. Agora se a célula está recebendo excesso de T3 isso resulta numa hiperativação, com isso a célula produz uma enzima que desloca a síntese do T3 para o T3 reverso. Isso é chamado de mecanismo regulador e é a própria célula alvo que regula isso. Pâncreas O pâncreas é uma glândula mista, ou seja, apresenta determinadas regiões endócrinas e outras exócrinas. Na parte endócrina do pâncreas tem as Ilhotas pancreáticas ou Ilhotas de Langerhans, que possuem 4 tipos de células: - Células alfas responsáveis pela secreção do hormônio glucagon; - Células betaresponsáveis pela secreção do hormônio insulina; - Células delta responsáveis pela secreção de somatostatina; - Células PP responsáveis pela secreção do polipeptídio pancreático. A insulina e o glucagon são de grande importância, são esses hormônios que são responsáveis pela regulação da glicemia. As células α e β irão produzir mais glucagon e insulina, respectivamente, dependendo da necessidade. A função da insulina é diminuir a hiperglicemia e a função do glucagon é diminuir a hipoglicemia (aumentando a glicemia). O hormônio glucagon, nos hepatócitos, inibe a enzima glicogênio sintase permitindo a liberação da glicose para a corrente sanguínea. Esse hormônio também estimula a gliconeogênese (produção de glicose a partir de moléculas que não são carboidratos). Nos adipócitos o hormônio glucagon ativa a enzima lipase sensível a hormônio e inicia a lipólise do TAG, liberando ácidos graxos, colesterol e outras substância que vão para a corrente sanguíneo e no fígado vão servir de substrato para a gliconeogênese. Como resultado tem-se aumento de glicose na corrente sanguínea. Quando a quantidade de glicose que entra dentro das células α estabiliza (porque aumentou a glicemia) diminui a liberação do glucagon. Em jejum o individuo tem uma glicemia de 80-90mg/dL e cerca de 30 minutos após a refeição a glicemia aumenta conforme a absorção de glicose, dessa forma, num período aproximadamente de 1h após a refeição observamos uma glicemia elevada, é o que chamamos de hiperglicemia fisiológica (transitória). Ao longo de 2h-4h após a refeição a concentração de glicose tende a se estabilizar para um valor próximo de 99mg/dL. então numa glicemia pós-prandial de 2h podemos encontrar a glicemia levemente acima de 99mg/dL (isso em uma dieta rica em carboidrato). Quando observamos o comportamento ou perfil no sangue do hormônio insulina, nos encontramos uma secreção antes da refeição, no jejum, valor próximo de 0µm/mL. Proporcionalmente ao aumento da glicemia, ocorre também um aumento da liberação do hormônio insulina para a corrente sanguínea. O principal estímulo para a liberação de insulina pelas células β é a concentração de glicose. Dessa forma, quanto mais glicose entra na célula β mais a liberação de insulina. A partir do momento em que a insulina já está agindo nos tecidos insulino dependentes observamos a redução da glicemia e consequentemente a redução da quantidade desse hormônio na corrente sanguínea. Em relação ao hormônio glucagon, observamos que tem um comportamento inverso, ou seja, a medida que que aumenta a glicemia ocorre inibição para a secreção do glucagon, então tem um perfil baixo de secreção quando a glicemia está elevada. Agora se a pessoa fizer uma dieta rica em proteínas, observamos que a glicemia se mantém estável, mas que na 1h hora ocorre um pequeno aumento de secreção de insulina, isso faz supor que alguns aminoácidos (alaninas) da dieta estimula células β a liberar insulina, de maneira que na 2h nós temos uma insulina baixa. Com relação ao glucagon, observamos que ocorre um aumento expressivo então essa glicemia, na dieta proteica, se mantém estável pois o glucagon está estimulando a gliconeogênese e glicogenólise. Choque hipoglicêmico: a glicose nos neurônios entra por difusão, então se falta glicose na corrente sanguínea vai faltar glicose para o metabolismo celular dos neurônios e é por isso que se tem sonolência, cansaço, desmaio etc. Choque hiperglicêmico: tem-se excesso de glicose na corrente sanguínea, dessa forma os pacientes transpiram e urinam muito, além disso sente muita sede. Pode causar uma desidratação acentuada. A glicose é filtrada nos túbulos renais por processo de filtração do rim e fisiologicamente, quando a glicemia está normal (80-99mg/dL) 100% da glicose fica filtrada e é absorvida e não eliminada na urina. Dessa forma, na urina não pode ter glicose, se no teste de urina der glicosúria significa que parte dessa glicose que é filtrada não está sendo absorvida e o que não está sendo absorvido é o excesso. Então por isso que no diabetes mellitus tem quadro de glicosúria e hiperglicemia. Mecanismo de liberação da insulina: quanto mais glicose entra dentro da célula β, maior a quantidade de ATP formado. O aumento de ATP bloqueia os canais iônicos de potássio, com isso o íon K⁺ fica retido dentro da célula, tornando-a mais eletropositiva, com isso a célula despolariza e isso causa a ativação dos canais de Ca²⁺. Esses canais de cálcio ativados permite a entrada de Ca²⁺ para dentro da célula e este cálcio estimula a mobilização das vesículas contendo insulina a se ancoragem na membrana da célula, permitindo a fusão com essa membrana e a liberação/exocitose da insulina para o espaço extracelular. células β é estimulada a liberar o hormônio insulina não apenas pela quantidade de glicose que entra dentro da célula, mas há outros fatores que estimula e outros que inibem a liberação de insulina. Fatores que estimulam a secreção de insulina: - Hormônios do trato gastrointestinal: gastrina, secretina, GIP (peptídeo liberador de insulina dependente de glicose), GLP-1 (peptídeo semelhante ao glucagon). Esses hormônios possuem receptores nas células β e estimulam a liberação de insulina; - Neurotransmissores: acetilcolina (parassimpático) age no receptor de membrana e estimula a secreção do hormônio insulina; Dentre os fatores que podem inibir a secreção de insulina: - Hormônio somatostatina: é produzido pelas células delta das ilhotas, elas são estimuladas quando falta glicose e vão liberar somatostatina que age ativando as células β, ativando uma proteína G inibitória, diminui AMPc consequentemente diminui a duração do hormônio insulina. - Norepinefrina: do sistema nervoso simpático, age sobre receptores alfa-adrenérgicos presente nas células β e inibe a secreção de insulina. Quando a insulina se liga ao receptor de insulina na membrana da célula, ela induz a mobilização do receptor GLUT-4 para a membrana da célula (hepatócitos, adipócitos e fibras musculares esqueléticas). Dessa forma, a insulina facilita a captação de glicose pelos tecidos. Nos hepatócitos, a ligação da insulina com seu receptor ativa também a produção de enzimas para a síntese de glicogênio, ou para a utilização da glicose para a produção de energia, ou para a produção de ácido graxo (lipídio). Com relação ao hormônio glucagon, ele é inibido quando a glicemia está alta e a secreção está aumentada quando a glicemia tende a baixa. Para evitar que continue abaixando, o hormônio glucagon ativa a glicogenólise e a gliconeogênese, para liberar mais glicose para a corrente sanguínea e regular a glicemia. Dessa forma, os efeitos estimuladores para a liberação de glucagon: - Pouca entrada de glicose nas células α; - Alguns aminoácidos, como arginina e alanina aumentam a secreção de glucagon; - Jejum; - Atividade física intensa aumenta o consumo de glicose para o músculo, diminuindo a glicemia e então o pâncreas tem que liberar o hormônio glucagon; - Acetilcolina, liberada do nervo vago. Dentre os fatores que inibem a liberaçãodo glucagon: - Hiperglicemia; - Ácidos graxos livres (ou porque estão em quantidade alta no sangue ou porque fez uma dieta rica em lipídeos e está fazendo lipólise); - Hormônio somatostatina. O glucagon como um hormônio proteico vai agir na célula alvo (hepatócitos ou adipócitos) via receptor de membrana, aumentando a produção de AMPc, ativando quinases de maneira que no fígado vai induzir a degradação do glicogênio e a neoglicogênese. E no tecido adiposo aumenta a produção das enzimas que vão iniciar a lipólise. Principais causas da diabetes: - Defeito na síntese do hormônio insulina; - Problemas na secreção da insulina; - Produção de anticorpos que atacam a insulina na corrente sanguínea (doença autoimune); - Destruição das células betas (anticorpos destroem - doença autoimune); - Destruição dos receptores para a insulina (doença autoimune). Glândulas Adrenais As adrenais (D e E) estão localizadas no pólo cranial do rim (acima). A camada mais externa do córtex é responsável pela produção do hormônio aldosterona (que é o principal hormônio de função mineralocorticoide – regulação de sódio e potássio). A segunda camada é responsável pela produção de glicocorticóides, como o hormônio cortisol. A terceira camada é responsável pela produção dos esteróides sexuais que são hormônios masculinos (andrógeno). Na medula da glândula adrenal tem-se a produção de norepinefrina (20%) e epinefrina (80%). As fibras pré-ganglionares do simpático liberam acetilcolina que age nos neurônios pós-ganglionares e este libera norepinefrina. As fibras pré-ganglionares do simpático T8, T9, T10, T11 e T12 elas não passam pela cadeia lateral do simpático, elas vão direto para a medula da adrenal, dessa forma ela é pré-ganglionar longa (exceção). Elas liberam acetilcolina e essa age nas células cromafins da medula da adrenal e estas transformam norepinefrina em epinefrina. Síntese da aldosterona: No córtex da adrenal, as células da zona glomerulosa produzem o hormônio aldosterona que têm duas funções importante: - Regular as concentrações de Na⁺ e K⁺ (principais íons que mantém os valores do potencial de membrana nas células) e regular as concentrações de Na⁺ e Cl⁻ (são os principais íons que mantém a água no organismo). Dessa forma, se a pessoa não produz o hormônio aldosterona por alguma razão, vai perder sódio, diminui a osmolaridade, consequentemente perde água para a urina, por isso a pessoa desidrata. Em torno das células glomerulares temos Na⁺ (extra) e K⁺ (intra). Se a quantidade de sódio extra estiver baixa, a célula aumenta a liberação do hormônio aldosterona, esse hormônio atinge a circulação adrenal, depois atinge a circulação sistêmica e pela circulação sistêmica chega na circulação renal. Por meio dessa circulação renal, este hormônio é difundido e encontra receptores nas células do túbulo contorcido distal e no tubo coletor. A aldosterona por ser lipídico entra na célula, quando ela entra na célula o hormônio vai ativar a bomba Na⁺ K⁺ ATPase, com isso o sódio é reabsorvido e lançado para o espaço peritubular e em contrapartida, o potássio é secretado. Então os principais estímulos para a liberação do hormônio aldosterona é a diminuição do sódio extracelular ou o aumento do potássio intracelular. A segunda função do hormônio aldosterona é: - Regular a pressão arterial. Existem células chamadas de justaglomerulares nas arteríolas aferente, que são capazes de produzir uma enzima chamada de renina e libera para o sangue. Essa enzima vai induzir a vasoconstrição quando agir no vaso. Se a pressão é muito baixa o pulso é fraco, se o pulso é fraco a célula vai liberar mais renina, se a pressão é alta o pulso é forte e, portanto, a célula vai liberar menos renina. A renina faz essa regulação local (vasoconstrição) e age no sangue. Dessa forma entra renina na circulação renal e na corrente sanguínea e essa renina vai agir sobre uma proteína plasmática chamada angiotensinogênio transformando-a em angiotensina 1 e por ação da ECA (enzima conversora de angiotensina) a angiotensina 1 é transformada em angiotensina 2 (muito vasoconstritora). As células da zona glomerulosa tem receptor de membrana para angiotensina 2 e quando ela se liga a essas células é um estímulo na célula e aumenta a liberação de aldosterona. Esse hormônio reabsorve o sódio secretado na luz do néfron provocando um aumento do gradiente de concentração no espaço peritubular e consequentemente tem-se o aumento da reabsorção de água. Esse sódio e água cai na circulação sanguínea, aumentando a volemia (72h para aumentar a volemia) e estabilizando a pressão (aumentando a pressão em caso de pressão baixa). Quando estabiliza a pressão, diminui a liberação de renina e da aldosterona. Síntese do cortisol: As células da zona fascicular (2 camada do córtex) são responsáveis pela produção do cortisol, a partir do colesterol. A transformação do colesterol em pregnenolona é catalisada pela enzima 17-α-hidroxilase, na mitocôndria. Essa pregnenolona sai da mitocôndria e vai para o retículo, onde será transformada em 11-desoxicortisol, está volta para a mitocôndria e uma enzima transforma-o em cortisol, dessa forma, a célula da zona fascicular secreta o cortisol. Quem regula a síntese de produção das enzimas necessárias para a síntese do cortisol é o hormônio chamado adrenocorticotrófico (ACTH). O ACTH age no receptor de membrana das células, no córtex 2º camada, e inicia a síntese do cortisol. A função do cortisol: - Nos hepatócitos, o cortisol se liga no receptor para cortisol e age no metabolismo hepático, estimulando a gliconeogênese. Promove a conversão de aminoácidos em carboidratos, aumentando o glicogênio hepático. Como promove a gliconeogênese, consequentemente aumenta a glicemia. Em uma situação de estresse há a liberação de CRH, este induz a secreção do ACTH na adenohipófise e este ACTH induz a síntese e liberação de cortisol, nas células da segunda camada do córtex da adrenal. Dessa forma, o estresse é um fator predisponente para uma hiperglicemia. - Nos adipócitos, ativando a enzima lipase hormônio estimulante, promovendo a degradação do TAG e consequente liberação de ácidos graxos para ser utilizados na gliconeogênese; - Nos tecidos periféricos (adiposo e muscular) o cortisol diminui a captação de glicose (efeito anti-insulínico) aumentando a glicemia; - Aumenta a lipólise no tecido adiposo, redistribuindo a gordura para o fígado e abdômen (Síndrome de Cushing); - No rim inibe a ação do ADH, portanto a pessoa tem mais poliúria (desidratação); - Diminui a síntese de proteínas e aumenta a proteólise muscular (exceto no músculo cardíaco e tecido cerebral); - São imunossupressores, dessa forma inibe a síntese das prostaglandinas, liberação de histamina (diminuem reações alérgicas), diminuem vasodilatação, inibe a produção de linfócitos T. Porque que quem é estressado e tem o cortisol muito elevado, pode ter pressão alta? R: A medula da adrenal, a partir de tirosina e da fenilamina vai produzir dopamina, nora e epinefrina. O cortisol queé produzido na célula do córtex da adrenal, atinge o sistema circulatório e tem o efeito endócrino, atuando em vários órgãos alvos. Entretanto, esse cortisol também tem efeito parácrino nas células da medula da adrenal e estimula o aumento da produção da enzima que transforma a nora em epinefrina. Então a pessoa naturalmente, por aumento do cortisol, produz mais epinefrina e esta aumenta a frequência cardíaca, aumenta débito e consequentemente a pressão arterial. Mecanismo regulador dos níveis de cortisol: quando se tem excesso de cortisol no sangue, este faz o que chamamos de feedback negativo no hipotálamo e hipófise, diminuindo a produção do CRH e ACTH, respectivamente. Se estiver com baixos níveis de cortisol no sangue, tem-se o feedback positivo no hipotálamo e adenohipófise, aumentando a produção de CRH e ACTH. Considerando que se tem uma maior quantidade de epinefrina (80%) do que NOR (20%) na corrente sanguínea, então nos tecidos onde houver receptor α ou β esses neurotransmissores irão se ligar. A epinefrina possui maior afinidade pelos receptores β, por isso o efeito cardíaco é mais intenso, provocando um aumento da frequência cardíaca, aumento do débito cardíaco (causa momentaneamente uma elevação da pressão arterial). A epinefrina, nas glândulas sudoríparas, promove sudorese e no globo ocular (íris) promove midríase. Nos vasos, em cima dos receptor α1 causa vasoconstrição, porém nas coronarianas e os vasos na circulação do músculo esquelético tem predomínio dos receptores β2 que quando liga-se às catecolaminas tem efeito de relaxamento, por isso o diâmetro do vaso aumenta. A epinefrina é liberada quando existe uma situação de ameaça/alerta. A vasoconstrição cutânea diminui o fluxo sanguíneo para a pele e direciona para o coração e músculo cardíaco, onde se tem vasodilatação para ter um maior aporte de oxigênio. Como a epinefrina aumenta a força de contração e frequência cardíaca, o coração precisa de um maior aporte de oxigênio. Além disso, por ação das catecolaminas nos receptores β dos hepatócitos, é estimulada a gliconeogênese hepática e lipólise nos adipócitos. A meia vida da epinefrina é curta (8-10min) então é esperado que após um estímulo intenso todos esses efeitos ativados pelo aumento da concentração da epinefrina circulante seja desfeito em até 20min. Se ela permanecer isso requer uma investigação clínica, uma vez que o tônus simpático elevado pode interferir com o funcionamento do organismo. O tônus simpático elevado sobre a parede digestiva diminui a secreção gástrica e a motilidade gastrointestinal. Metabolismo do cálcio e fósforo Existem 3 hormônios responsáveis pela regulação de cálcio e fósforo: paratormônio (PTH), calcitonina e vitamina D3. A calcemia do ser humano tem um limite mínimo de 7mg% e máximo de 14mg%. Abaixo de 7mg% o indivíduo entra na hipocalcemia e acima de 14mg% entra na hipercalcemia. Funções do cálcio no organismo: - Mineralização dos ossos, contração muscular, liberação de neurotransmissores, exocitose de hormônios proteicos, coagulação sanguínea, movimento ciliar, movimentação das estruturas citoplasmáticas, secreção exócrina, fertilização, divisão celular, comunicação entre as células, atividade enzimática, iniciação da síntese de DNA etc. O excesso de cálcio para a contração muscular causa uma contração espástica e enrijecimento. Esse espasma no músculo de sustentação (perna/braços) causa dor, porém a hipercalcemia quando afeta o músculo da respiração (diafragma e músculo intercostal) pode levar a óbito por insuficiência respiratória (asfixia). O depósito maior de cálcio são os ossos. Com relação ao fosfato a quantidade média no sangue é em torno de 10mg/dL. O fosfato está armazenado nas membranas celulares nos fosfolipídios de membrana e nos tecidos moles. Se a célula está necessitando de fosfato para a síntese de ATP ou para reações bioquímicas, é ativada uma fosfolipase que retira o fosfato desses lipídeos. Cerca de 70% do cálcio é transportado ligado à albumina e no caso do fósforo apenas 10% deles é ligado às proteínas totais. Paratormônio (PTH): é produzido pelas células da glândula paratireóide. O principal estímulo para a liberação do PTH é o nível extracelular de cálcio em torno das células da paratireóide. Então se o cálcio extra está diminuído é porque o cálcio sanguíneo também está baixo, dessa forma a pessoa estaria com uma tendência de hipocalemia. Para regular esse quadro, as células da glândula paratireóide liberam o PTH, este hormônio atinge a circulação sanguínea e vai agir no rim (2 funções) e no tecido ósseo. No rim: nas células do tubo coletor há receptores para o PTH, quando este se liga a esses receptores de membrana, promove o aumento da produção de AMPc e a produção de uma enzima fosfatada, essa enzima fosfatada na fase renal promove a abertura dos canais de cálcio e com isso o cálcio vai ser transportado do lúmen do néfron para dentro da célula do tubo coletor, dessa forma ocorre a reabsorção do cálcio do filtrado. Dessa forma se nos segmentos iniciais dos néfron não forem absorvidos todo o cálcio que precisa (98%), então por ação do paratormônio temos a absorção adicional até ter cerca de 98% de reabsorção, restabelecendo a calcemia. Com relação ao segundo efeito do PTH no rim, ele é responsável pela estimulação, nas células renais, da produção de uma enzima e essa enzima vai hidrolisar a molécula do 1-hidroxipolicalciterol e então vai ser responsável pela última reação bioquímica da síntese da vitamina D3, promovendo o aumento da síntese da vitamina D. Numa situação de deficiência de cálcio no sangue, no tecido ósseo, o PTH estimula enzimas que vão promover a reabsorção óssea. Essa reabsorção se inicia por um processo chamado osteólise. Esse hormônio, agindo no osteoclasto e osteócito, promove a saída para a corrente sanguínea de 2 cálcio e 1 fosforo (elevação da calcemia e fosfatemia). Dessa forma a função do paratormônio é evitar a hipocalemia através da reabsorção de cálcio no rim e no tecido ósseo, além disso aumenta indiretamente a absorção intestinal do cálcio provindo da dieta uma vez que o PTH aumenta a produção da vitamina D3 (que age nos enterócitos e estimula a absorção do cálcio da dieta). Uma segunda importância desse hormônio é evitar a hiperfosfatemia, uma vez que o PTH impede a reabsorção de fosfato quando se tem excesso de fosfato circulante, permitindo que este íon permaneça dentro do lúmen e seja excretado. Vitamina D3: é uma vitamina lipídica produzida nos túbulos contorcidos proximais e na placenta durante a gestação. Síntese da vitamina D3: do fígado, do metabolismo do colesterol, sai do hepatócito o 7-desidrocolesterol e esse lipídio circulante passa pelos vasos da superfície cutânea, na pele por ação da radiação ultravioleta, ocorre clivagem das ligações entre carbonos 9 e 10 formando a vitamina D (não é biologicamente ativa). Essa vitamina D circulante retorna ao fígado onde ocorre a adição de uma hidroxila no carbono 25 formando o 25(OH)colicalciterol.Essa molécula sai do fígado e vai para o rim, entra dentro da célula do túbulo contorcido proximal. Na membrana dessas células têm receptores para o PTH e este se liga ao receptor, promovendo o aumento do AMPc que resulta no aumento de uma enzima hidrolase que vai adicionar uma hidroxila no carbono 1 dando origem à vitamina D3. Esta vitamina sai das células do túbulo contorcido proximal do rim para a circulação e entra dentro do enterócito no intestino delgado, estimulando a absorção do cálcio da dieta. Se a síntese de vitamina D3 está elevada uma outra enzima é ativada e essa enzima ao invés de hidroxilar o carbono 1, hidroxila o carbono 24 produzindo uma substância que não tem efeito de hormônio e não exerce o efeito biológico. Se o rim está produzindo excesso de vitamina D3 é porque esse órgão está recebendo excesso de estimulação do paratormônio. Então um dos estimulo para liberar o paratormônio é a diminuição de cálcio e o aumento de fosfato, mas outro estímulo para inibir a produção do PTH é o excesso de vitamina D3 para evitar uma reabsorção de cálcio excessiva do intestino ID e provocar uma hipercalcemia. A vitamina D3 dentro do enterócito estimula a produção de 2 proteínas, uma delas é uma proteína de membrana que vai se ligar ao cálcio da dieta e permite que ele seja reconhecido como integrante da estrutura da proteína, ocorre uma inversão e o cálcio fica disponível intracelular. Uma vez dentro da célula, o cálcio vai se ligar na 2ª proteína que vai transportar o cálcio da superfície do enterócito para a parte basal, onde se desprende e é secretado para o espaço extra celular, caindo na circulação entérica e depois na sistêmica. Calcitonina: é um hormônio que é produzido na glândula tireoide, nas células parafoliculares. Os estímulos para a liberação da calcitonina são a concentração de cálcio, hormônio gastrina, colecistocinina, glucagon, secretina etc. Se existe hormônio da digestão agindo é porque houve uma refeição, dessa forma o nível de calcitonina aumenta na corrente sanguínea (sempre após uma refeição, no período da digestão). Os receptores para a calcitonina são encontrados na hipófise, SNC, rim e osso. O PTH aumenta a produção de fosfatase para aumentar a reabsorção de cálcio óssea. A calcitonina age no tecido ósseo inibindo a atividade dessa enzima, com isso o cálcio que veio do tubo digestório para a circulação vai sendo disponibilizado para os tecidos e a reabsorção óssea fica diminuída, com isso se evita a hipercalcemia. O efeito biológico é proteger o indivíduo de uma hipercalcemia pós-prandial, diminuir níveis de cálcio e fósforo do sangue porque bloqueia/diminui a atividade do paratormônio na reabsorção óssea.