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Leonardo Dutra Rubim Curso de Farmácia na Universidade Estadual de Londrina – UEL Leonardo.dutra@uel.br V. 3 mailto:Leonardo.dutra@uel.br Lehninger, 6ª ed, 2014 Capítulo 23 2 → DEFINIÇÃO ← ❑ A coordenação do metabolismo nos mamíferos é realizada pelo sistema neuroendócrino ❑ Sinalização neuronal: (figura 23-1 A) ➢ Mensageiro: neurotransmissor ➢ Percorre um pequeno caminho (micrometro) ➢ Age em rede –de neurônios- ❑ Sinalização hormonal: (figura 23-1 B) ➢ Mensageiro: hormônio ➢ Transportado pela corrente sanguínea para células vizinhas ou para órgãos e tecidos distantes ❑ Uma mesma molécula pode atuar nos dois tipos de sinalização ❑ Principais glândulas endócrinas: hipotálamo, hipófise, tireoide, paratireoide, tecido adiposo, suprarrenais, pâncreas, ovários e testículos. Características gerais Lehninger, 6ª ed, 2014 Capítulo 23 3 Classificação ❑ Os hormônios se distinguem entre si de acordo com as suas estruturas químicas e pelos seus mecanismos de ação ❑ Os hormônios peptídicos, as catecolaminas e os eicosanoides agem a partir do exterior da célula-alvo via receptores de superfície ❑ Os hormônios esteroides, a vitamina D, os retinoides e os hormônios da tireoide entram na célula e atuam por meio de receptores nucleares. ❑ Classificação de acordo com o caminho até o receptor ➢ Endócrinos: liberados no sangue e transportados para as células-alvo por todo o corpo (ex: insulina e glucagon) ➢ Parácrinos: liberados no espaço extracelular e difundem-se para células- alvo vizinhas (ex: eicosanoides) ➢ Autócrinos: afetam a mesma célula que os libera, ligando-se a receptores na superfície celular ❑ Os hormônios são agrupados de acordo com a ligação aos receptores ➢ Grupo 1: interagem com receptores intracelulares ➢ Grupo 2: interagem com receptores na superfície extracelular da membrana plasmática MURRAY, Robert K. et al. Bioquímica ilustrada de Harper. 29ª. ed. Porto Alegre Artmed, 2014. Lehninger, 6ª ed, 2014 Capítulo 23 4 Catecolamínicos ❑ Estruturalmente relacionados com o Catecol ❑ Compostos hidrossolúveis (ex: adrenalina (epinefrina) e noradrenalina (norepinefrina) ❑ Sintetizados a partir do aminoácido tirosina ❑ As catecolaminas produzidas no cérebro e em outros tecidos neurais atuam como neurotransmissores, mas a adrenalina e a noradrenalina também são hormônios, sintetizados e secretados pelas glândulas suprarrenais ❑ Controlam respostas de estresse agudo ❑ Sintetizados previamente e armazenados em vesículas altamente concentradas, sendo liberados por exocitose ❑ Atuam por meio de receptores de superfície celular (grupo 2) Lehninger, 6ª ed, 2014 Capítulo 23 5 Eicosanoides ❑ Derivados do araquidonato, ácido graxo poli- insaturado de 20 carbonos ❑ Inclusos: prostaglandinas, tromboxanos e leucotrienos ❑ São produzidos de acordo com a necessidade sem serem armazenados em vesículas ❑ Possuem ação sobre receptores de membrana (grupo 2) ❑ São parácrinos → secretados no fluido intersticial (não no sangue) Esteroides ❑ Sintetizados em vários tecidos endócrinos a partir do colesterol ❑ Inclusos: adrenocorticais e sexuais ❑ Deslocam-se até suas células-alvo pela corrente sanguínea, ligados a proteínas carregadoras. ❑ Separados em dois grupos de acordo com a ação: ➢ Glicocorticoides (cortisol): afetam principalmente metabolismo de carboidratos ➢ Mineralocorticoides (aldosterona): regulam a concentração de eletrólitos ❑ Os androgênios (testosterona) e os estrogênios (estradiol) são sintetizados nos testículos e ovários ❑ Efeito rápido → atuação por receptores na membrana ❑ Efeito normal → atuação por receptores nucleares que alteram o nível de expressão de genes específicos As prostaglandinas promovem a contração da musculatura lisa, incluindo a do intestino e do útero (podendo por isso ser utilizadas na clínica para induzir o parto). Também são responsáveis por mediar a dor e a inflamação em todos os tecidos. Muitos fármacos anti- inflamatórios agem inibindo etapas da via de síntese das prostaglandinas (ver Figura 21- 15). Os tromboxanos regulam a função das plaquetas e, consequentemente, a coagulação sanguínea (ver Figura 6-39). Os leucotrienos LTC4 e LTD4 agem, por meio de receptores de membrana, estimulando a contração da musculatura lisa no intestino, nas vias aéreas pulmonares e na traqueia. São mediadores da anafilaxia, resposta imune exagerada que pode incluir constrição das vias aéreas, frequência cardíaca alterada, choque e, às vezes, a morte. Lehninger, 6ª ed, 2014 Capítulo 23 6 Vitamina D O calcitriol (1a,25-di-hidroxicalcitriol) é produzido nos rins e no fígado (ver Figura 10- 20a) a partir da vitamina D por hidroxilação enzimática. A vitamina D é obtida da dieta ou por fotólise do 7-desidrocolesterol na pele exposta à luz solar. Retinoides Os retinoides são hormônios potentes que regulam o crescimento, a sobrevivência e a diferenciação das células via receptores nucleares. O pró- hormônio retinol é sintetizado a partir do b- caroteno, principalmente no fígado, e muitos tecidos convertem o retinol no hormônio ácido retinóico (AR). O calcitriol atua juntamente com o hormônio paratireoideo na homeostasia do Ca2+, regulando a concentração deste íon no sangue e o equilíbrio entre a deposição de Ca2+ e a sua mobilização do osso. O calcitriol, agindo por meio de receptores nucleares, ativa a síntese de uma proteína intestinal ligadora de Ca2+ essencial para a captação de Ca2+ da dieta. Ingestão inadequada de vitamina D e defeitos na biossíntese de calcitriol resultam em doenças graves como o raquitismo, no qual os ossos são fracos e malformados (ver Figura 10-20b). Todos os tecidos são alvo dos retinoides, pois todos os tipos celulares têm pelo menos uma forma de receptor retinoide nuclear. Nos adultos, os alvos mais significativos são as córneas, a pele, o epitélio dos pulmões e da traqueia e o sistema imune, em todos os tecidos nos quais existe reposição contínua de células. O ácido retinoico regula a síntese de proteínas essenciais para o crescimento ou para a diferenciação. Vitamina A em excesso (o precursor dos hormônios retinoides) pode causar defeitos de nascença, e mulheres grávidas são orientadas a não usar os cremes com retinoides desenvolvidos para o tratamento de casos graves de acne. Lehninger, 6ª ed, 2014 Capítulo 23 7 Peptídicos ❑ Podem ter de 3 a mais de 200 resíduos de aminoácidos ❑ São hidrossolúveis ❑ Inclusos: insulina, glucagon e somatostatina (pancreas); calcitonina (paratireoide) e todos os hormônios do hipotálamo e da hipófise ❑ Sintetizados nos ribossomos na forma de proteínas precursoras mais longas (pró- hormônios) → Processados proteolicamente ❑ Todo os hormônios peptídicos agem por ação na membrana plasmática, ativando mecanismos de segundos mensageiros (grupo 1) ❑ Os hormônios ficam guardados em vesículas com alta concentração, chegando a ter o conteúdo cristalizado ❑ A resposta compreende a uma liberação rápida dos compostos presentes na vesícula e em grande quantidade ❑ A presença rápida na corrente sanguínea é resultado da irrigação por capilares fenestrados nas glândulas endócrinas produtoras de peptídios Hormônios da tireoide ❑ T4(tiroxina) e T3(tri-iodotironina) ❑ São sintetizados a partir da proteína precursora tireoglobulina ❑ Cerca de 20 resíduos de Tyr são iodinados enzimaticamente na tireoide, e dois resíduos de iodotirosina são então condensados para formar o precursor da tiroxina. ❑ Quando necessário, há a liberação de tiroxina por proteólise ❑ A condensação da monoiodotirosina com a di- iodotironina produz T3, que também é liberado por proteólise ❑ Agem por receptores nucleares ❑ Estimulam o metabolismo energético, principalmente no fígado e músculos (aumento da expressão de genes codificantes de enzimas catabólicas) Lehninger, 6ª ed, 2014 Capítulo 23 8 Hierarquia da liberação hormonal ❑ Centro de coordenação do sistema endócrino❑ Recebe e integra as mensagens do sistema nervoso central ❑ Produção de fatores de liberação (hormônios reguladores) que agem sobre a hipófise por vasos específicos que os conectam ❑ Neuro-hipófise ➢ Abriga terminais axonais de neurônios hipotalâmicos ➢ Produção de ocitocina e vasopressina (hormônios peptídicos pequenos) → deslocamento pelo axônio até os terminais nervosos na hipófise → armazenamento em grânulos secretores → sinal para liberação ❑ Adeno-hipófise ➢ Responde aos hormônios hipotalâmicos transportados pelo sangue ➢ Produz hormônios trópicos, ou tropinas → ativam a próxima linha de glândulas endócrinas ❑ Cada sinal emitido na cascata hierárquica é ampliado pelo sucessor ❑ O controle de síntese e liberação de hormônios pode ser feito por retroalimentação negativa em qualquer um dos níveis da cascata ❑ Um produto é sintetizado (ou liberado) somente até que seja alcançada a concentração necessária BORON, Walter F. Et al. Fisiologia médica: uma abordagem celular e molecular - 2 ed. - Rio de Janeiro : Elsevier, 201 Capítulo 47 9 Hierarquia da liberação hormonal Lehninger, 6ª ed, 2014 Capítulo 23 Hierarquia da liberação hormonal 10 Lehninger, 6ª ed, 2014 Capítulo 23 Hierarquia da liberação hormonal 11 MURRAY, Robert. Bioquímica ilustrada. 29ª ed. 2014 Capítulo 41 Considerações gerais 12 Considerações gerais 13 MURRAY, Robert. Bioquímica ilustrada. 29ª ed. 2014 Capítulo 41 Considerações gerais 14 BORON, Walter F. Et al. Fisiologia médica: uma abordagem celular e molecular - 2 ed. - Rio de Janeiro : Elsevier, 2015 Capítulo 47 Lehninger, 6ª ed, 2014 Capítulo 23 15 ❑ Função primária na absorção de alimentos: secreção de bicarbonato, proteases e lipases para continuar a digestão de proteínas e lipídios, e de amilase, para continuar a digestão de amidos ❑ Parte exócrina: secreta enzima digestivas ❑ Parte endócrina (ilhotas de Langerhans): secreta insulina (células beta), glucagon (células alfa) e outros hormônios (ex: somatostatina (células delta)) ❑ Entrada de ácidos no duodeno → secreção de secretina → estímulo da produção de suco pancreático (rico em bicarbonato de sódio) → neutralização do ácido estomacal ❑ A secreção pancreática é regulada pelos níveis de glicose sanguínea ❑ Proteína pequena (Mr 5.800) com duas cadeias polipeptídicas, A e B, unidas por duas ligações dissulfeto ❑ Sintetizada no pâncreas como um precursor inativo de uma só cadeia → pré-pró-insulina ❑ A pré-pró-insulina possui uma sequencia sinalizadora aminoterminal que direciona sua passagem para as vesículas de secreção ❑ A remoção proteolítica e a formação de três ligações dissulfeto produzem a pró-insulina, que é armazenada em grânulos secretores nas células b-pancreáticas ❑ Quando há glicose o suficiente para desencadear a secreção de insulina, a pró-insulina é convertida em insulina ativa por proteases específicas, que hidrolisam duas ligações peptídicas e formam a molécula de insulina madura e o peptídeo C, que são liberados por exocitose no sangue ❑ A liberação de insulina é controlada por retroalimentação (células beta-pancreáticas reconhecem a baixa na [glicose] sanguínea ❑ O efeito metabólico proporcionado pela insulina aumenta a captação de glicose pelos tecidos (musculo → glicogênio; tecido adiposo → triacilgliceróis) Lehninger, 6ª ed, 2014 Capítulo 23 16 ❑ A falta de insulina ativa o catabolismo, afim de manter os níveis séricos de glicose de acordo com os necessários, por meio da degradação do glicogênio no fígado e dos lipídios presentes no tecido adiposo Insulina 1. quando a glicose sanguínea aumenta, os transportadores GLUT2 carregam a glicose para dentro das células b, onde é imediatamente convertida em glicose-6- fosfato pela hexocinase IV (glicocinase) e entra na glicólise 2. Com a taxa de catabolismo da glicose mais alta a [ATP] aumenta, causando o fechamento dos canais de K+ controlados por ATP na membrana plasmática 3. O efluxo reduzido de K+ despolariza a membrana abrindo canais de Ca2+ controlados por voltagem 4. Há o aumento resultante na [Ca2+] citosólica 5. Esse aumento resulta na liberação da insulina por exocitose Lehninger, 6ª ed, 2014 Capítulo 23 17 Insulina 18 Insulina MURRAY, Robert. Bioquímica ilustrada. 29ª ed. 2014 Capítulo 42 19 Insulina MURRAY, Robert. Bioquímica ilustrada. 29ª ed. 2014 Capítulo 41 ❑ Várias horas após a ingestão de carboidratos, os níveis de glicose sanguínea diminuem levemente devido à oxidação da glicose pelo cérebro e por outros tecidos ❑ A secreção de insulina é diminuída enquanto a de glucagon aumenta ❑ Estimula da degradação de glicogênio hepático ❑ Inibe da glicólise ❑ Estimula a síntese de glicose pela gliconeogênese ❑ Impede a oxidação do piruvato no ciclo de Krebs, favorecendo o acumulo de fosfoenolpiruvato, que favorece a gliconeogênese ❑ O fígado passa a exportar glicose para a corrente sanguínea ❑ O tecido adiposo sofre ativação da lipase sensível a hormônio e da perilipina → degradação de TAG → liberação de ácidos graxos livres, que servem como combustível hepático, poupando glicose para o cérebro Lehninger, 6ª ed, 2014 Capítulo 23 20 Glucagon ❑ O glucagon é sintetizado primeiramente na forma inativa de pré-pró-glucagon, uma molécula grande (pré-pró-hormônio) ❑ A primeira etapa na conversão é clivagem do peptídeo sinal, convertendo o pré-pró- hormônio em pró-hormônio ❑ Há ainda a formação e pontes de dissulfeto intramolecular e glicosilação ❑ O pró-hormônio passa para o complexo de Golgi empacotado em vesículas constituídas pela parede do reticulo endoplasmático rugoso, sofrendo modificações de glicosilação e fosforilação ❑ Os pró-hormônios localizados nas vesículas aguardam a sinalização advinda da [glicose sanguínea] para serem clivados proteolicamente por enzimas presentes nas vesículas e posteriormente serem secretados na forma de glucagon (hormônio maduro) Fonte: pesquisa realizada para trabalho de caso clínico 21 Glucagon ❑ O glucagon se liga a um receptor na membrana plasmática hepática e inicia uma cascata de reações que levam à mobilização do glicogênio hepático durante o estágio pós-absortivo ❑ As proteínas G se ligam ao GTP e GDP (em estado de repouso) ❑ A ligação do glucagon induz um estado de atividade, em que a proteína G troca o GDP por GTP, levando a uma mudança conformacional e dissociação de uma subunidade alfa, que se liga e ativa a enzima adenilato ciclase (conversão de ATP em cAMP) ❑ O cAMP age como um segundo mensageiro, ligando- se a enzima citoplasmática proteína cinase A (PKA), diminuindo sua inibição, que então fosforila os resíduos de serina e treonina nas proteínas e enzimas-alvo ❑ Há a fosforilação da fosforilase, que ativa a glicogenólise → produção de glicose-6-fosfato no fígado ❑ A PKA também ativa o inibidor 1, que poderia inibir fosfoproteínas fosfatases citoplasmáticas que, de outro modo, poderia reverter a fosforilação das enzimas e reprimir a resposta ao glucagon BAYNES, John W. Bioquímica médica. 4ª. ed. 2015. Capítulo 13 22 Glucagon Lehninger, 6ª ed, 2014 Capítulo 17 Lehninger, 6ª ed, 2014 Capítulo 15 23 Lehninger, 6ª ed, 2014 Capítulo 15 24 Substrato ou Hormônio Estado Absortivo Pós-absortivo (12 h) Jejum (3 dias) Inanição (5 semanas) Insulina (U/mL) 40 15 8 6 Glucagon (pg/mL) 80 100 150 120 Glicose (mM) 6,1 4,8 3,8 3,6 Ác. Graxos (mM) 0,14 0,6 1,2 1,4 -hidroxibutirato (mM) 0,03 0,1 1,4 6,0 Piruvato (mM) 0,25 0,06 0,04 0,03 Alanina (mM) 0,8 0,3 0,3 0,1 Fonte: Jlo Lehninger, 6ª ed, 2014 Capítulo 23 25 Estado bem-alimentado Lehninger, 6ª ed, 2014 Capítulo 23 26 Jejum Lehninger, 6ª ed, 2014 Capítulo 23 27 Jejum prolongado ❑ T4(tiroxina) e T3(tri-iodotironina) ❑ Para serem convertidos na forma bioativa, precisam ser iodados ❑ A tireoglobulina é o precursor da T4 e da T3. Trata-se de uma grandeproteína glicosilada e iodada, com massa molecular de 660 kDa ❑ A tireoglobulina é constituída por duas subunidades grandes. Ela contém 115 resíduos de tirosina, e cada um desses resíduos constitui um sítio potencial de iodação ❑ A biossíntese de T4 e T3 ocorre na superfície da tireoglobulina, um a glicoproteína grande rica em tirosina, que é responsável por cerca de 75% do conteúdo proteico da glândula tireoide ❑ A iodinação (ou iodetação) da tireoglobulina ocorre após ela ter sido secretada para o lúmen folicular ❑ A secreção de T4 e T3 requer a hidrólise enzimática da tireoglobulina, que está localizada no coloide folicular ❑ Durante a hidrólise e a subsequente deiodinação, o iodeto liberado é conservado e reutilizado BAYNES, John W. Bioquímica médica. 4ª. ed. 2015. Capítulo 39 MURRAY, Robert K. et al. Bioquímica ilustrada de Harper. 29ª. ed. Porto Alegre Artmed, 2014. 28 ❑ São pouco hidrossolúveis e por isso precisam de transportadores proteicos para serem carregados pelo sangue ❑ O transporte com proteinas carregadoras também aumenta o tempo de meia vida plasmático dos compostos, já que, quando acoplados, não podem ser metabolizados ❑ A afinidade de ligação de determinado hormônio pelo seu transportador determina a razão entre frações ligada e livre do hormônio ❑ Os hormônios só são bioativos quando estão na forma livre ([plasmática] baixa) ❑ Proteinas de transporte ≠ receptores (tabela 41 – 6) ❑ De metade a dois terços da T4 e da T3 no organismo encontram-se em um reservatório fora da glândula tireoide. ❑ A globulina de ligação da tiroxina (TBG) é a proteína de transporte responsável pela T3 e T4 (exclusiva), além da proteína MCT8 ➢ Liga-se de forma não-covalente ➢ Maior afinidade pela T4 ❑ A T4 possui uma meia-vida plasmática de quatro a cinco vezes maior que da T3 ❑ A maior parte da atividade biológica é atribuída a T3 ❑ O metabolismo do T4 envolve a ação da enzima deiodinase tipo 2, que converte a T4 praticamente inativa em T3 ativa BAYNES, John W. Bioquímica médica. 4ª. ed. 2015. Capítulo 39 MURRAY, Robert K. et al. Bioquímica ilustrada de Harper. 29ª. ed. Porto Alegre Artmed, 2014. 29 ❑ Tripeptídio modificado sintetizado de modo pulsátil pelos núcleos hipotalâmicos peptidérgicos ❑ Transportado para a adeno-hipófise pelo sistema porta-hipofisário ❑ O TRH estimula a síntese e a secreção do TSH pela sua ligação a receptores acoplados à proteína G na membrana da célula tireotrófica da hipófise que estão ligados à fosfolipase C. ❑ O aumento resultante no inositol trifosfato (IP3) intracelular estimula a liberação do cálcio a partir dos locais de armazenamento e leva, assim , à secreção do TSH pré-formado ❑ O número de receptores TRH nos tireotrofos é regulado negativamente tanto pela concentração do próprio TRH quanto pelos hormônios tireoidianos ❑ Pequena glicoproteína sintetizada pelos tireotrofos hipofisários ❑ Secretado em um padrão que é tanto pulsátil quanto circadiano e tem um a meia-vida plasmática de cerca de 65 minutos ❑ O TSH também estimula o crescimento da glândula tireoide. ❑ Atuam nos receptores específicos acoplados à proteína G, expressos em células foliculares na tireoide que estão acoplado à adenil ciclase e, portanto, à proteína quinase A (ou proteína quinase dependente de A MPc) ❑ Ao nível hipofisário, a retroalimentação negativa de T3 e T4 inibe a secreção de TSH pelas diminuições da biossíntese e da liberação do TSH através da regulação da transcrição gênica e da glicosilação do TSH Hierarquia da liberação de T4 e T3 BAYNES, John W. Bioquímica médica. 3ª. ed. 2010. Capítulo 39 30 ❑ Considerados comuns (3% da população) e 9x mais comum em mulheres ❑ A maioria é resultado de doenças autoimunes ❑ Hipotireoidismo: ➢ Os autoanticorpos podem surgir contra diversos tipos de células tireoidianas, causando a destruição progressiva da tireoide pela infiltração de linfóides ➢ Os autoanticorpos podem se ligar no receptor de GH sem estimula-lo (aumento do TSH e T4 livre) ❑ Hipertireoidismo: ➢ Os autoanticorpos podem se ligar aos receptores de GH e estimula-los continuamente. Nesse caso, a regulação negativa do TSH (aumento da T4 livre e supressão do TSH) ❑ Distúrbios de causas hipotalâmicas e hipofisárias, são comumente associadas a tumores adjacentes que impedem a secreção de TSH Distúrbios associados BAYNES, John W. Bioquímica médica. 4ª. ed. 2015. Capítulo 39 BORON, Walter F. Et al. Fisiologia médica: uma abordagem celular e molecular - 2 ed. - Rio de Janeiro : Elsevier, 201 31 ❑ O GHRH é um peptídeo de 44 aminoácidos sintetizado como parte de um pró-hormônio de 108 aminoácidos nos núcleos arqueado e ventromedial do hipotálamo e na eminência medial ❑ O GHRH Liga-se ao receptor específico nas células somatotrópicas adeno-hipofisárias → estímulo da transcrição e secreção de GH ❑ A retroalimentação negativa do GH e do I GF- 1 resulta em diminuição na síntese e na secreção do GHRH e aumento na síntese e na secreção da somatostatina ❑ A Somatostatina é encontrada em duas isoformas, com 14 e 28 aminoácidos, respectivamente, ambas produzidas a partir do mesmo produto gênico de 116 aminoácidos ❑ A ligação da somatostatina ao seu receptor resulta na diminuição do cAMP intracelular ❑ A somatostatina inibe a secreção de GH (e também de TSH, insulina, glucagon e gastrina. ❑ Há possibilidade de tratamento de excesso de GH com análogos da somatostatina BAYNES, John W. Bioquímica médica. 4ª. ed. 2015. Capítulo 39 Eixo do hormônio do crescimento Fonte: aula da Prof. Dra. Lucila LK Elias 32 ❑ Existe em formas distintas, a principal espécie é uma proteína de 22 kDa ❑ Aproximadamente dois terços do GH na circulação estão associados a uma proteína de ligação de 29 kDa que é idêntica ao domínio extracelular do receptor de GH (aumento do tempo de meia vida plasmático em 20 minutos) ❑ A hipófise guarda cerca de 10mg de GH e menos de 5% são secretado por dia ❑ A secreção acontece em surtos periódicos de 3-4 horas a maior secreção acontece durante o sono ❑ A quantificação sérica precisa ser feita com múltiplas amostras por causa dos surtos ❑ Além do GHRH e a somatostatina, o estradiol e metabólitos energéticos (glicose) podem influenciar na secreção de GH ❑ As ações diretas do GH são nos metabolismos dos lipídeos, carboidratos e proteínas ❑ Durante a hipoglicemia, o GH estimula a lipólise e induz a resistência periférica à insulina. ❑ Durante o crescimento, o GH estimula a captação de aminoácidos e sua incorporação em proteínas, especialmente no músculo ❑ Ações indiretas mediadas por IGF-1: proliferação de condrócitos e a síntese da matriz cartilaginosa nos tecidos esqueléticos BAYNES, John W. Bioquímica médica. 4ª. ed. 2015. Capítulo 39 33 BAYNES, John W. Bioquímica médica. 4ª. ed. 2015. Capítulo 39 ❑ Peptídeo básico de cadeia única com 70 aminoácidos, com homologia considerável a estrutura da pró-insulina ❑ O IGF-1 atua como hormônio parácrino em resposta ao estímulo de hormônios tróficos como o GH, estimulando o crescimento ❑ O fígado é a principal fonte de IGF-1, sendo que a principal função é a regulação negativa da secreção de GH ❑ No plasma está complexado com proteínas ligantes de IGF (IGFBPs), da qual a mais abundante é a IGFBP-3 ❑ O receptor é o IGF tipo 1 (IGF-IR) (estruturalmente semelhante com o receptor da insulina → estimulação cruzada) ❑ Resistência grave a insulina: ativação local do IGF-IR ❑ Deficiência de GH em crianças → baixa estatura (não patogênica) ❑ Excesso de GH em crianças → gigantismo ❑ Excesso de GH em adultos → acromegalia ❑ Nanismo de Laron → causa genética rara da baixa estatura → GH normal + IGF-1 baixo → causa: defeito no receptor de GH ❑ Tumor pituitário secretor de GH → excesso de GH → tratamento: somatostatina de ação prolongada ou cirurgia BORON, Walter F. Et al. Fisiologia médica: uma abordagem celular e molecular - 2 ed. - Rio de Janeiro : Elsevier,201 34 BAYNES, John W. Bioquímica médica. 4ª. ed. 2015. Capítulo 39 ❑ Noradrenalina, epinefrina e dopamina → derivados da tirosina ❑ Os transmissores se difundem (em mais de um local) através do espaço extracelular ate encontrar um receptor ❑ São acondicionados em grânulos e processados no interior das células, sendo liberados com estimulação apropriada ❑ As catecolaminas adrenérgicas estimulam a glicogenólise hepática e muscular, ❑ aumentando o nível de glicose plasmática. Catecolaminas ❑ Síntese nas células cromafins da medula suprarrenal ❑ A epinefrina e a norepinefrina podem ser sintetizadas e armazenadas em diferentes células da medula suprarrenal e de outros tecidos cromafins ❑ Epinefrina → representa cerca de 80% das catecolaminas da medula suprarrenal → não é sintetizada nos tecidos extramedulares ❑ Norepinefrina → a maior parte encontrada em órgãos inervados pelos nervos simpáticos é sintetizada in situ(cerca de 80% do total), e a maior parte do restante é produzida em outras terminações nervosas, alcançando os locais de ação pela circulação ❑ A conversão da tirosina em epinefrina ocorre em quatro etapas sequenciais: (figura 41-10) 1. Hidroxilação do anel 2. Descarboxilação 3. hidroxilação da cadeia lateral para formar norepinefrina 4. N--metilação para gerar epinefrina. ❑ A tirosina-hidroxilase constitui a etapa limitadora de velocidade na biossíntese das catecolaminas ❑ A dopa descarboxilase está presente em todos os tecidos ❑ A dopamina--hidroxilase (DBH) catalisa a conversão de dopamina em norepinefrina ❑ A feniletanolamina-N- metiltransferase (PNMT) catalisa a produção da epinefrina ❑ as catecolaminas encontram--se altamente concentradas nas vesículas secretoras, são ❑ Liberadas por exocitose e atuam por meio de receptores de superfície para gerar segundos mensageiros intracelulares35 BAYNES, John W. Bioquímica médica. 4ª. ed. 2015. Capítulo 39 ❑ A dopamina é tanto um intermediário na síntese de norepinefrina quanto um neurotransmissor ❑ Importante em nervos que interconectam os núcleos do gânglios basais no cérebro e o controle do movimento voluntário (danos → doença de Parkinson) ❑ Encontrada em vias que afetam o sistema límbico do encéfalo → respostas emocionais e na memória ❑ Alterações no sistema dopaminérgico estão envolvidas na esquizofrenia Dopamina 36 BAYNES, John W. Bioquímica médica. 4ª. ed. 2015. Capítulo 39 ❑ Principal transmissor no sistema nervoso simpático ❑ Os nervos simpáticos originam-se na medula espinhal e correm para os gânglios situados perto da medula, a partir dos quais nervos pós-ganglionares correm para o tecido-alvo ❑ Nervos pós-ganglionares → norepinefrina transmissor ❑ Gânglio intermediário → acetilcolina (ACh) ❑ Estimulação desses nervos → “luta ou fuga” (estimulação da frequência cardíaca, sudorese, vasoconstrição na pele e broncodilatação Noradrenalina – Norepinefrina 37 BAYNES, John W. Bioquímica médica. 4ª. ed. 2015. Capítulo 39 ❑ Produzida pela medula adrenal sob influência dos nervos que contêm ACh análogos aos nervos pré-ganglionares simpáticos ❑ Não é sinterizada em tecidos extra-adrenais ❑ É mais ativa do que a norepinefrina nos pulmões e coração ❑ Causa direcionamento do sangue da pele para o músculo esquelético ❑ Tem efeitos estimulatórios importantes para o metabolismo do glicogênio hepático ❑ Não essencial para a vida ❑ Os receptores são os Adrenoceptores divididos em: ➢ Alfa: • Norepinefrina • Alfa-bloqueadores: tratamento de hipertensão ➢ Beta: • Norepinefrina e epinefrina • B-bloqueadores: antagonizam os efeitos estimulatórios das catecolaminas no coração • Receptor beta-2 está presente nos pulmões e fármacos agonistas usam esses receptores pra produção da dilatação brônquica na asma sem a estimulação do receptor beta-1 do coração Adrenalina – Epinefrina 38 BAYNES, John W. Bioquímica médica. 4ª. ed. 2015. Capítulo 39 ❑ Age principalmente nos tecidos muscular, adiposo e hepático ❑ Ativa a glicogênio-fosforilase e inativa a glicogênio-sintase pela fosforilação, dependente de cAMP, estimulando a conversão do glicogênio hepático em glicose sanguínea ❑ Promove a degradação anaeróbia do glicogênio muscular pela fermentação em ácido láctico, estimulando a formação glicolítica de ATP. ❑ A estimulação da glicólise é acompanhada pela elevação da concentração de frutose-2,6- bifosfato, um ativador alostérico potente da fosfofrutocinase-1, enzima-chave da glicólise ❑ Estimula a mobilização da gordura no tecido adiposo, ativando (por fosforilação dependente de cAMP) a lipase sensível a hormônio e removendo a perilipina que recobre a superfície das gotículas de gordura ❑ Estimula a secreção de glucagon e inibe a secreção de insulina, reforçando seu efeito de mobilização de combustíveis e inibição de seu armazenamento ❑ Aumenta a permeabilidade de O2 nos pulmões aumentando a oxigenação e preparando para luta ou fuga (broncodilatação) Adrenalina – Epinefrina ❑ Os hormônios aminérgicos não têm um sistema de realimentação hierárquica ❑ O feedback dos hormônios aminérgicos é indireto → O centro de maior controle detecta o efeito fisiológico final desse hormônio ❑ O sensor do efeito final pode ser um receptor periférico (p. ex., receptor de estiramento vascular), que se comunica com o centro superior, o SNC, e o componente eferente é o fluxo simpático, que determina a liberação final da amina. L. NELSON, David; M. COX, Michael. Princípios de bioquímica de Lehninger. 6ª ed. 2014 39 BAYNES, John W. Bioquímica médica. 4ª. ed. 2015. Capítulo 39 ❑ As proteínas do citocromo P450 são as responsáveis pela transformação, dependendo de oxigênio e NADPH ❑ Esses complexos proteicos catalisam a substituição de uma ligação carbono- hidrogênio por uma ligação carbono-hidroxila ❑ A hidroxilação dos átomos de carbono adjacentes é o ponto de partida para a clivagem da ligação carbono-carbono ❑ A via biosintética é em grande parte realizada pela quebra de ligações carbono- carbono e reações de hidroxilação 40 BAYNES, John W. Bioquímica médica. 4ª. ed. 2015. Capítulo 39 41 ❑ Principal glicocorticoide ❑ Síntese nas zonas fasciculada e reticular (interna) ❑ A biossíntese depende da ação indutória do hormônio pituitário adrenocorticotrófico (ACTH) ➢ Hidrólise dos ésteres de colesterol armazenados em gotículas lipídicas ➢ Ativação da enzima colesterol 20,22- desmolase ➢ Conversão do colesterol (de 27 carb onos) em pregnenolona, o primeiro composto da família pregnano de 21 carbonos) dos corticosteroides → etapa limitante da esteroidogênese ➢ Enzimas CYP → catalisa a desidrogenação-isomerização e três reações de hidroxilação sequenciais em C-17, C-21 e C-11 ❑ A via é regulada por retroalimentação negativa pelo cortisol ao nível da secreção de ACTH ❑ O cortisol liga-se a um receptor citoplasmático que se transloca para o núcleo e modula a transcrição em múltiplos tecidos ❑ Fígado: o cortisol induz a síntese de enzimas que estão envolvidas no metabolismo de aminoácidos, facilitando, assim, a sua conversão em carboidratos por meio da gliconeogênese ❑ Músculo: o cortisol estimula a decomposição da proteína muscular, lançando, assim aminoácidos para a circulação e, subsequentemente, fornecendo-os como substrato para o fígado ❑ Tecido adiposo: age de modo semelhante ao músculo. Os ácidos graxos fornecidos à circulação disponibilizam um combustível alternativo à glicose e aumentando, assim, a disponibilidade de glicose ❑ Possui efeitos sobre o sistema imunológico 42 ❑ O cortisol difunde-se para fora das células e é transportado pela proteína Globulina Ligadora de Corticosteroide(CBG) (transcortina) produzida no fígado (cerca de 90%; 7% ligado a albumina (7x menos afinidade; e 3% a 4% circula em forma livre ❑ A depuração de cortisol do organismo depende principalmente do fígado e dos rins. ❑ Um passo inicial é a formação de um metabólitoinativo, cortisona, pela ação da 11b-hidroxiesteroide desidrogenase(11b-HSD), nos órgão alvos ❑ O hormônio liberador de corticotrofina (CRH) no hipotálamo estimula corticotrofos da hipófise anterior a secretar ACTH, que, por sua vez, estimula o córtex adrenal a sintetizar e secretar cortisol ❑ O cortisol exerce controle por retroalimentação negativa sobre a liberação de ACTH e CRH. BORON, Walter F. Et al. Fisiologia médica: uma abordagem celular e molecular - 2 ed. - Rio de Janeiro : Elsevier, 201 Capítulo 47 43 ❑ O aumento na produção de cortisol ❑ Sintomas: adiposidade no tronco (abdome, pescoço, face), hipertensão, perda de tecido adiposo subcutâneo e tecido conjuntivo das extremidades, associados à fácil formação de hematomas, perda do mineral ósseo, fraqueza e perda de massa muscular e hiperglicemia. ❑ Síndrome de Cushing: presença de um tumor adrenal produtor de cortisol primário ❑ Doença de Cushing: tumor hipofisário que produz ACTH, o qual, por sua vez, estimula a produção de excesso de cortisol pelas adrenais normais ❑ A terapia específica baseia-se na identificação e remoção da causa, seja um tumor adrenal ou hipofisário ❑ A falta de glicocorticoides predispõe à hipoglicemia ❑ A ausência combinada de glicocorticoides e mineralocorticoides leva à hipotensão ❑ A deficiência de aldosterona leva à hipercalemia ❑ A insuficiência de secreção de hormônio cortical adrenal leva a um aumento nas concentrações de ACTH na circulação, bem como outros produtos derivados da proopiomelanocortina (POMC). Dois desses produtos (a-MSH e g-MSH) causam hiperpigmentação cutânea. Patologias associadas ao cortisol BORON, Walter F. Et al. Fisiologia médica: uma abordagem celular e molecular - 2 ed. - Rio de Janeiro : Elsevier, 201 Capítulo 47 44 ❑ Principal mineralocorticoide ❑ Principal regulador do equilíbrio salino e do volume extracelular (papel importante na manutenção da pressão sanguínea) ❑ células glomerulosas são as únicas que contêm aldosterona sintase, essas células são o local exclusivo de síntese de aldosterona. ❑ Principal estímulo: angiotensina 2 ❑ Estímulo secundário: potássio ❑ Os estimuladores ativam a primeira etapa da via → conversão de colesterol em pregnenolona ❑ Os passos iniciais na síntese de aldosterona a partir do colesterol seguem a mesma via sintética que as células secretoras de cortisol usam para gerar progesterona ❑ 18-hidroxilase → catalisa a primeira de duas etapas da reação que resulta na formação do grupo 18-aldeído da aldosterona ❑ Uma vez secretada, ∼37% de aldosterona circulante permanece livre no plasma. O restante liga-se fracamente a CBG (∼21%) e à albumina (∼42%) BORON, Walter F. Et al. Fisiologia médica: uma abordagem celular e molecular - 2 ed. - Rio de Janeiro : Elsevier, 201 Capítulo 47 45 ❑ BAYNES, John W. Et Al. Bioquímica médica. 4ª. ed. Elsevier. 2015 ❑ L. NELSON, David; M. COX, Michael. Princípios de bioquímica de Lehninger. 6ª ed. Artmed. 2014 ❑ MURRAY, Robert K. et al. Bioquímica ilustrada de harper. 29ª. ed. Porto Alegre Artmed, 2014. ❑ BORON, Walter F.; BOULPAEP, Emile L. Fisiologia médica: Uma Abordagem Celular e Molecular. 2ª. ed. atual. Rio de Janeiro: Elsevier, 2015.