Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
Daniel Carlini – MEDUNEB13 Introdução ao Sistema Endócrino Princípios Gerais da Fisiologia Endócrina O sistema endócrino coordena e integra as atividades celulares, por meio da regulação das funções das células e pela manutenção da homeostasia. Sendo assim, destacam-se as funções: Regulação do equilíbrio do sódio e da água, além do controle da volemia e da pressão arterial. Regulação do equilíbrio do cálcio e do fosfato, para preservar as concentrações no líquido extracelular necessárias à integridade da membrana celular e à sinalização intracelular. Regulação do balanço energético e controle da mobilização/utilização/armazenamento da energia. Coordenação das respostas contrarreguladoras hemodinâmicas e metabólicas do hospedeiro ao estresse. Regulação da reprodução, do desenvolvimento, do crescimento e do envelhecimento. No sistema endócrino, um hormônio (mensageiro químico) é liberado na circulação para produzir um efeito sobre um órgão-alvo distante. Por isso, define-se o sistema endócrino como uma rede integrada de múltiplos órgãos. Essa rede não atua de maneira isolada, estando integrada com os sistemas nervosos central e periférico e o sistema imune – daí o nome “sistema neuroendócrino”. O sistema endócrino é constituído, essencialmente, por três componentes: a) Glândulas endócrinas – elas carecem de ductos, sendo sua secreção liberada no espaço intersticial. Não há conexão anatômica entre elas. b) Hormônios – são produtos químicos liberados pela célula em pequenas quantidades, exercendo uma ação biológica sobre uma célula-alvo. Podem ser liberados pelas glândulas endócrinas (como insulina e cortisol), pelo cérebro (como CRH, ocitocina e ADH), pelo coração (como o peptídeo natriurético atrial), pelo fígado (como o fator de crescimento semelhante à insulina 1) e pelo tecido adiposo (como a leptina). c) Célula-alvo – contém células que expressam receptores hormonais específicos e que respondem à ligação de determinado hormônio. Química e Mecanismos de Ação dos Hormônios De acordo com sua estrutura química, os hormônios podem ser classificados em proteínas, esteroides e derivados de aminoácidos (aminas). Essa estrutura determina a localização do receptor hormonal, de modo que as aminas e os hormônios peptídicos se ligam a receptores na superfície celular, enquanto os hormônios esteroides têm a capacidade de atravessar as membranas celulares, ligando-se a receptores intracelulares. Uma exceção é o hormônio tireoidiano, uma amina, que é transportado na célula para sua ligação a um receptor nuclear. A meia-vida também é influenciada pela estrutura hormonal: aminas possuem meia-vida mais curta (2 a 3 minutos), seguidas dos polipeptídeos (4 a 40 minutos), dos esteroides e proteínas (4 a 170 minutos) e dos hormônios tireoidianos (0,75 a 6,7 dias). Hormônios Proteicos ou Peptídicos Eles representam a maioria dos hormônios. São moléculas compostas de 3 a 200 resíduos de aminoácidos, sendo sintetizados na forma de pré-pró-hormônios e sofrem processamento de pós-tradução, sendo armazenados em grânulos secretores antes da liberação por exocitose, por meio de um processo que lembra a liberação de neurotransmissores. Exemplos: insulina, Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Carlini – MEDUNEB13 glucagon, ACTH e glicoproteínas (LH, FSH, TSH e gonadotrofina coriônica humana). Hormônios Esteroides São derivados do colesterol e sintetizados no córtex da suprarrenal, nas gônadas e na placenta. São lipossolúveis, circulam no plasma ligados a proteínas e atravessam a membrana plasmática para se ligarem a receptores intracelulares. Exemplo: vitamina D e seus metabólitos. Hormônios derivados de Aminoácidos São sintetizados a partir do aminoácido tirosina. Exemplos: catecolaminas noradrenalina, adrenalina e dopamina, além dos hormônios tireoidinaos, que derivam da combinação de dois resíduos do aminoácido tirosina que são iodados. Classificação quanto ao efeito dos hormônios O efeito é endócrino quando o hormônio é liberado na circulação e, em seguida, transportado pelo sangue para exercer um efeito sobre células-alvo distantes. É parácrino quando o hormônio liberado de uma célula exerce um efeito sobre uma célula vizinha. É autócrino quando o efeito produzido pelo hormônio se dá sobre a mesma célula que o libera. O efeito intrácrino foi proposto para se referir quando o efeito se dá pela própria célula que produz o hormônio. Transporte hormonal Quando liberados na circulação, os hormônios podem circular em sua forma livre ou ligados a proteínas carreadoras (proteínas de ligação). Estas proteínas atuam como reservatório para o hormônio e prolongam a sua meia-vida. Dessa forma, a ligação dos hormônios com as proteínas carreadoras serve para regular a atividade hormonal. O hormônio livre, por sua vez, constitui a forma ativa. As proteínas carreadoras são, em sua maioria, globulinas sintetizadas no fígado. Algumas das proteínas de ligação são específicas para uma proteína, como a de ligação do cortisol. Todavia, proteínas como as globulinas e a albumina também se ligam a hormônios. Como a maior parte delas é sintetizada no fígado, alterações hepáticas podem resultar em anormais níveis de proteínas de ligação. Em geral, a maioria das aminas, peptídeos e dos hormônios proteicos circula em sua forma livre. Entretanto, uma exceção à regra é a ligação entre os fatores de crescimento semelhantes à insulina e uma de seis diferentes proteínas de alta afinidade. A interação entre um hormônio com a sua proteína carreadora está em equilíbrio dinâmico, possibilitando adaptações que impedem as manifestações clínicas da deficiência ou do excesso hormonal. Após alterações nos níveis das proteínas transportadoras, a secreção do hormônio é rapidamente regulada. Exemplo: durante a gravidez, os níveis plasmáticos da proteína de ligação do cortisol aumentam, fazendo com que haja menos cortisol livre. Isso faz com que uma série de sinalizações estimule a síntese e liberação de mais cortisol, restaurando os níveis de cortisol livre. A meia-vida de um hormônio está inversamente relacionada com a sua remoção da circulação. A remoção dos hormônios da circulação é denominada taxa de depuração metabólica (volume de depuração plasmática/unidade de tempo). Uma vez liberado na circulação, eles podem se ligar a seus receptores específicos, sofrer transformação metabólica pelo fígado ou ser excretados pela urina. No fígado, os hormônios podem ser inativados pelas reações de fase I (hidroxilação ou oxidação) e/ou de fase II (glicouronidação, sulfatação ou redução com glutatinona) e, em seguida, excretados pela bile ou pelo rim. Em alguns Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight DanielHighlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Underline Daniel Underline Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Carlini – MEDUNEB13 casos, o fígado pode ativar um precursor hormonal, como na síntese de vitamina D. Os hormônios podem ser degradados nas suas células-alvo pela internalização do complexo hormônio-receptor, seguida da degradação lisossomal do hormônio. Apenas uma fração muito pequena é excretada de modo intacto na urina e nas fezes. Efeitos Celulares dos Hormônios Os hormônios circulam em concentrações muito baixas, de modo que o receptor deve ter afinidade e especificidade elevadas pelo hormônio – mas o que são esses termos? Afinidade é, basicamente, um reflexo do grau de intensidade da interação entre hormônio e receptor. Ela é determinada pelas taxas de dissociação e associação do complexo hormônio-receptor em condições de equilíbrio. A constante de dissociação em equilíbrio (Kd) é definida como a concentração hormonal necessária para a ligação de metade dos sítios dos receptores. Quanto menor Kd, maior a afinidade de ligação. Já a especificidade é a capacidade de um receptor hormonal discriminar outros hormônios. A ligação hormônios-receptores é passível de saturação, tendo um número finito de receptores ao qual um hormônio pode se ligar. Geralmente, a resposta máxima pode ser obtida sem haver ocupação de todos os receptores – aqueles que não são ocupados são denominados receptores de reserva. Como consequência, uma redução do número de receptores nos tecidos-alvos não provoca, necessariamente, um comprometimento imediato da ação hormonal. Ainda, é necessário diferenciar agonistas de antagonistas, pois eles são utilizados para restaurar a função endócrina. Os agonistas são moléculas que se ligam ao receptor hormonal e produzem efeito semelhante ao induzido pelo hormônio. Por outro lado, os antagonistas são moléculas que se ligam ao receptor hormonal e inibem os efeitos biológicos de um hormônio específico. Receptores Hormonais e Transdução de Sinais Receptores de membrana celular Localizam-se dentro da dupla camada da membrana celular. A sua ligação com o hormônio – e consequente formação de um complexo – desencadeia uma cascata de sinalização de eventos intracelulares, resultando em uma resposta biológica. Funcionalmente, eles podem ser divididos em: a) Canais iônios regulados por ligantes: estão funcionalmente acoplados aos canais iônicos. A ligação com um hormônio produz uma mudança de conformação, determinando a abertura e produzindo um fluxo de íons no interior da célula-alvo.. Os efeitos são observados poucos segundos após a ligação do hormônio. b) Receptores que regulam a atividade de proteínas intracelulares: consistem em proteínas transmembrana que transmitem sinais a alvos intracelulares quando ativadas. Os principais tipos de receptores hormonais da membrana celular são os receptores acoplados à proteína G e os receptores de tirosina- quinases. Receptores acoplados à proteína G São cadeias polipeptídicas simples que possuem 7 domínios transmembrana e que estão acopladasa proteínas heterotriméricas de ligação da guanina (proteína G), constituídas de 3 subunidades: α, β e γ. Com a ligação do hormônio, ocorre mudança conformacional que induz a interação do receptor com a proteína G reguladora, estimulando a liberação de GDP em troca de GTP, o que resulta na ativação da proteína G. Uma vez ativada, ela se Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Underline Daniel Underline Daniel Underline Daniel Underline Daniel Underline Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Carlini – MEDUNEB13 dissocia do receptor, seguido da dissociação da subunidade α das demais. As subunidades ativam alvos intracelulares (canal iônico, enzima...). Com base na subunidade Gα, as proteínas G podem ser classificadas em 4 famílias associadas a diferentes proteínas efetoras. Gαs ativa a adenilato-ciclase, Gαi inibe a adenilato-ciclase e a Gαq ativa a fosfolipase C (PLC). A interação entre Gαs com a adenilato-ciclase resulta na maior conversão de ATP em AMPc, que constitui a resposta oposta induzida pela ligação aos receptores acoplados à Gαi. Com a elevação de AMPc no meio intracelular, ativa-se a proteína quinase A, que, por sua vez, fosforila as proteínas efetoras. A ação da AMPc termina com sua degradação pela fosfodiesterase. A ativação da PLC pela Gαq leva à hidrólise de PIP2 e produção de diacilglicerol (DAG) e trifosfato de inositol (IP3). O DAG ativa a proteína-quinase C (CPK), que fosforila proteínas efetoras. O IP3 se liga a canais de cálcio do retículo endoplasmático, com consequente aumento do influxo de íons cálcio para o citosol. Nesse contexto, a calmodulina é uma importante proteína na mediação dos efeitos do cálcio. A sua ligação com o íon resulta na ativação de proteínas Receptores de proteína tirosina-quinase São proteínas transmembrana simples que possuem atividade enzimática intrínseca. A insulina e os fatores de crescimento são exemplos de hormônios que utilizam esses tipos de receptores. A ligação do hormônio com esses receptores ativa a atividade de quinase intracelular, resultando em fosforilação dos resíduos de tirosina no domínio catalítico do próprio receptor, com consequente aumento de sua atividade de quinase. A ligação do hormônio a receptores de superfície celular resulta em rápida ativação das proteínas citosólicas e em respostas celulares. Além disso, por meio da fosforilação proteica, essa ligação pode alterar a transcrição de genes específicos – como exemplo, a fosforilação do fator de transcrição, a proteína de ligação do elemento de resposta ao AMPc, pela proteína-quinase A em resposta à ligação do receptor e à ativação da adenilato-ciclase. A ligação do hormônio ao receptor pode gerar uma resposta imediata quando o receptor está acoplado a um canal iônico ou pela rápida fosforilação das proteínas citosólicas pré-formadas. Receptores intracelulares Esses receptores pertencem à superfamília dos receptores de esteroides. Eles consistem em fatores de transcrição com locais de ligação para o hormônio e o DNA e que atuam como fatores de transcrição regulados por hormônios. Desse modo, a formação do complexo hormônio-receptor e a ligação do DNA vai ativar ou reprimir a transcrição gênica. Para que ocorra a ligação com um receptor intracelular, o hormônio deve ser hidrofóbico, requisito preenchido por hormônios esteroides e o derivado esteroide vitamina D3. Os hormônios tireoidianos, por sua vez, são transportados ativamente. O receptor intracelular pode estar no citosol ou no núcleo. No caso dos receptores citosólicos, a formação do complexo promove uma mudança conformacional, possibilitando a sua entrada no núcleo e sua ligação a sequências de DNA. Uma vez dentro do núcleo,os receptores regulam a transcrição pela ligação a elementos de resposta hormonal em regiões reguladoras de genes-alvo. No caso de os receptores já estarem dentro do núcleo, como o receptor do hormônio tireoidiano, quando não ocupados, reprimem a transcrição. Regulação dos receptores hormonais Pela modulação da função dos receptores, os hormônios podem influenciar a responsividade da célula-alvo. Estas células Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Carlini – MEDUNEB13 têm a capacidade de detectar alterações no sinal hormonal. Isso requer que ela seja capaz de sofrer um processo reversível de adaptação ou dessensibilização, por meio da qual a exposição prolongada a um hormônio diminui a resposta a mudanças na concentração hormonal. Como exemplo de um desses mecanismos, tem-se a ligação do hormônio a receptores de superfície celular, que pode induzir a endocitose e o sequestro temporário de endossomas – podendo levar à destruição dos receptores nos lisossomos. Além dessa downregulation, pode haver upregulation, de modo que ocorra um aumento no número de receptores hormonais específicos e, em geral, acontece quando os níveis do hormônio se encontram baixos. Controle da Liberação dos Hormônios Os níveis plasmáticos hormonais oscilam durante o dia, sendo esse padrão variável de liberação determinado pela interação e pela integração de vários mecanismos de controle – fatores hormonais, neurais, ambientais e nutricionais. A liberação periódica é importante para manter a função endócrina normal. Controle neural (SNC) A liberação de hormônios pelas células endócrinas pode ser modulada por neurônios pré-ganglionares, por meio da acetilcolina, ou por pós-ganglionares do sistema nervoso simpático ou parassimpático, utilizando a acetilcolina ou a noradrenalina. Vale lembrar que o sistema simpático atua na regulação da glândula suprarrenal. Controle hormonal Frequentemente, um hormônio controla a liberação de outro. Quando o estímulo é favorável à liberação, o hormônio estimulador é denominado trófico – como é o caso da maioria dos hormônios produzidos pela adeno-hipófise. Por outro lado, um hormônio pode suprimir a liberação de outro, como é o caso da somatostatina, que inibe a liberação do hormônio do crescimento. Essa inibição é importante para a regulação da liberação hormonal por retroalimentação negativa. Ainda, os hormônios podem estimular a liberação de um segundo hormônio por anteroalimentação. Obs.: retroalimentação corresponde à responsividade das células alvo à ação hormonal. A liberação do hormônio pode reduzir/inibir o estímulo (retroalimentação negativa) ou intensificar esse estímulo (retroalimentação positiva). O mecanismo mais comum é a retroalimentação negativa. Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Carlini – MEDUNEB13 Regulação por nutrientes ou íons Em todos os casos, o hormônio regula a concentração do nutriente ou do íon no plasma, diretamente ou não. Como exemplo, temos o controle da liberação de insulina pelos níveis plasmáticos de glicose; e o controle da liberação do paratormônio pelos níveis plasmáticos de cálcio e fosfato. Cabe ressaltar que a liberação de um hormônio pode ser influenciada por mais de um desses mecanismos. A própria insulina, por exemplo, é regulada por nutrientes, mecanismos neurais e hormonais. Avaliação da Função Endócrina Para medir as concentrações hormonais nos líquidos biológicos, utilizam-se imunoensaios, os quais dependem da capacidade de anticorpos específicos de reconhecer hormônios específicos. A especificidade de anticorpos para a dosagem de um hormônio depende da capacidade dos anticorpos de reconhecer sítios antigênicos hormonais. A resposta máxima produzida por doses do hormônio pode ser diminuída pela redução do número de receptores hormonais, diminuição da concentração da enzima ativada pelo hormônio, aumento da concentração de inibidor não competitivo ou redução do número de células-alvo. Interpretação das medições hormonais Alguns aspectos devem ser considerados: Os níveis hormonais devem ser avaliados com seus fatores reguladores apropriados. A elevação simultânea dos pares sugere um estado de resistência hormonal. A excreção urinaria do hormônio ou de seus metabólitos em 24 horas em indivíduos com função renal normal pode constituir uma melhor estimativa da secreção hormonal do que uma única medição dos níveis plasmáticos. O excesso de hormônio-alvo deve ser avaliado com o hormônio trófico apropriado, a fim de excluir a possibilidade de produção hormonal ectópica. O aumento dos níveis do hormônio trófico com baixos níveis do hormônio- alvo indica uma insuficiência primária do órgão endócrino-alvo. Baixos níveis de hormônio trófico e de hormônio da glândula-alvo indicam uma deficiência de hormônio trófico. Baixos níveis de hormônio trófico com elevados níveis de hormônio da glândula-alvo indicam uma secreção autônoma pelo órgão endócrino-alvo. Medições dinâmicas da secreção hormonal Testes de Estimulação Têm por objetivo determinar a capacidade da glândula-alvo de responder a seu mecanismo de controle, seja um hormônio ou um substrato que estimula sua liberação. Testes de Supressão Esses testes são utilizados para determinar a integridade dos mecanismos de retroalimentação negativa que controlam a liberação hormonal. Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight Daniel Highlight
Compartilhar