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@taizagomes Fisiologia II Sistema endócrino Aulas do dia 14/04/2020 e 28/04/2020 Os tecidos endócrinos secretam hormônios, que são transportados na corrente sanguínea para outras células do corpo, onde ajudam a regular o metabolismo e outras funções na célula. Processos como a digestão, a reprodução, o equilíbrio hidreletrolítico, o crescimento e o desenvolvimento são regulados e coordenados por hormônios. As glândulas endócrinas são glândulas desprovidas de ductos: os hormônios são liberados no líquido extracelular e sofrem difusão para a corrente sanguínea. Essa característica as distingue das glândulas exócrinas, as quais secretam substâncias, como a saliva ou leite. O sistema endócrino atua em conjunto com o sistema nervoso, particularmente o sistema nervoso autônomo, para regular as atividades do organismo. O sistema nervoso é capaz de atuar sobre determinada célula em décimo de segundo. Os hormônios alcançam as células-alvo por meio da corrente sanguínea e, para isso, necessitam de pelo menos 30 s. A ação hormonal sobre as células é mais lenta do que a ação nervosa, porém tende a ser mais persistente, proporcionando estimulação prolongada dos tecidos- alvo. Ação parácrina: Os hormônios podem ser liberados das células endócrinas e sofrer difusão no líquido extracelular para atuar sobre células vizinhas. As ações parácrinas dos hormônios são particularmente importantes no sistema digestório. Ação autócrina: Onde em casos extremos, um hormônio pode ser produzido por determinada célula e atuar sobre a própria célula. Citocinas: São os “hormônios” do sistema imune e desempenham um importante papel na regulação das respostas imunes, exercendo efeitos tanto parácrinos locais (p. ex., local de uma infecção) quanto endócrinos sistêmicos Feromônios: São Uma categoria especial de hormônios é representada pelos, que são secretados sobre o corpo e a superfície das mucosas para estimular ações em outros animais. Hormônios Peptídicos Esses hormônios são principalmente compostos de um a centenas de aminoácidos. Esses hormônios são grandes ou muito hidrossolúveis para entrar nas células. Em muitos casos, o hormônio é constantemente sintetizado e armazenado na célula endócrina, porém secretado apenas quando a célula recebe um estímulo apropriado para secretá-lo. Os hormônios proteicos são transcritos a partir do DNA e armazenados na célula endócrina na forma de uma proteína muito mais longa dentro de uma vesícula produzida pelo aparelho de Golgi. Essa versão do hormônio é denominada pró-hormônio. Quando a célula endócrina é estimulada para secretar o hormônio, o pró-hormônio é dividido por enzimas na vesícula de armazenamento para formar o hormônio verdadeiro ativo. A vesícula de armazenamento funde-se com a membrana celular, e o hormônio é então liberado no líquido extracelular. Em princípio, por serem hidrossolúveis, esses hormônios difundem- se prontamente através dos tecidos e circulam livremente na corrente sanguínea. Alguns deles, como o hormônio do crescimento, circulam pelo sangue ligados a proteínas carreadoras especiais. Entretanto, como não são lipossolúveis, eles não entram nas células-alvo. As células-alvo desses hormônios apresentam receptores localizados dentro da membrana celular, que se estendem para fora no líquido extracelular. Esses receptores reconhecem o seu respectivo hormônio (ligante), ligam-se a ele e sofrem mudança no formato, que desencadeia uma alteração na função da célula. Antes de falar sobre a proteína G, temos que entender como funciona os receptores e os hormônios ligantes, explicado abaixo. Os hormônios peptídicos são incapazes de entrar em suas células- alvo em virtude de seu tamanho e de sua carga, de modo que eles necessitam de um mecanismo para possibilitar a entrada da mensagem hormonal nas células-alvo, causando uma alteração em seu metabolismo ou função. Esse mecanismo envolve um processo @taizagomes denominado transdução de sinal. Quando determinado hormônio se liga a seu receptor, ele desencadeia uma cascata de eventos que finalmente resulta em alteração da fisiologia da célula. As moléculas receptoras de hormônios peptídicos têm um segmento que se projeta no líquido extracelular e que se liga ao hormônio, bem como uma porção intracelular que ativa vias de sinalização dentro da célula. Quando um hormônio se liga a seu receptor, ele provoca uma mudança na conformação da molécula do receptor, particularmente na porção localizada dentro da célula. Isso desencadeia a produção de um segundo mensageiro, que altera a fisiologia da célula. Existem vários tipos básicos de ações que ocorrem na superfície interna da célula-alvo para gerar cada tipo de segundo mensageiro. Receptores acoplados à proteína G Esses receptores têm proteínas G ligadas ao nucleotídeo de guanina, em estreita aposição com seu segmento interno. A proteína G apresenta três subunidades, α, β e γ. A subunidade Gα normalmente tem um difosfato de guanosina (GDP) ligado a ela. A subunidade é considerada inativa nesse estado. Quando o hormônio se liga ao receptor, a mudança na conformação do segmento interno do receptor de hormônio provoca uma mudança mecânica no complexo da proteína G. A subunidade Gα troca, agora, o GDP por uma molécula de trifosfato de guanosina (GTP) de maior energia e passa a ser considerada como no estado ativo. Obs: Uma explicação abaixo para melhor entendimento Os eventos subsequentes seguem o cenário A ou o cenário B. Cenário A A subunidade Gα migra a partir do receptor e segue ao longo da superfície interna da membrana celular até entrar em contato com uma enzima na membrana, como a adenilil ciclase (Figura 51.1). Liga-se a um sítio regulador da enzima e faz com que o sítio catalítico da enzima se torne ativo. No caso da adenilil ciclase, a enzima converte o trifosfato de adenosina (ATP) em monofosfato de adenosina cíclico (AMP cíclico). Por conseguinte, o AMP cíclico é o segundo mensageiro. O AMP cíclico pode ligar-se a sítios reguladores em outra enzima, denominada proteinoquinase A, ativando a parte catalítica dessa enzima. Provoca também a dissociação da subunidade catalítica da proteinoquinase do restante da molécula e deixa a membrana celular. A subunidade catalítica da proteinoquinase A adiciona moléculas de fosfato a outras enzimas (incluindo outras proteinoquinases) e proteínas do citosol, estimulando ou inibindo a sua função. Depois de algum tempo, o GTP ligado à proteína Gα perde o seu fosfato de alta energia, transformando-se em GDP. Isso provoca a liberação da subunidade Gα dá adenilil ciclase e seu retorno ao receptor de hormônio, onde se combina com as subunidades Gβ e Gγ, aguardando o próximo momento em que ocorrerá ligação do hormônio ao receptor. A unidade catalítica da adenilil ciclase não é mais estimulada, e a produção de AMP cíclico é interrompida. Os níveis de AMP cíclico também diminuem em consequência de sua degradação por outra enzima, conhecida como AMP cíclico fosfodiesterase. Quando os níveis de AMP cíclico declinam o suficiente, a ação do hormônio sobre a célula cessa. No exemplo fornecido, a subunidade Gα estimula a ação da adenilil ciclase. Em alguns casos, a subunidade Gα pode ser considerada inibitória: essa forma de subunidade Gα bloqueia a atividade da adenilil ciclase quando se liga ao sítio regulador da adenilil ciclase. A enzima ativada ou inibida pela subunidade Gα são habitualmente a adenilil ciclase, resultando na produção de AMP cíclico como segundo mensageiro. Entretanto, a enzima envolvida também pode ser a guanilil ciclase, resultando na produção de GMP cíclico como segundo mensageiro. Cenário B A subunidade Gα ativada move-se do receptor de hormônio para ligar-se a um sítio de ativação na enzima fosfolipase C ligada à membrana (Figura 51.2). Isso ativa a enzima fosfolipase C e cliva o fosfatidilinositol 4,5-bifosfato (PIP2), um componente da bicamadalipídica da membrana celular, em inositol 1,4,5-trifosfato (IP3) e diacilglicerol (DAG). A molécula de IP3 difunde-se através do citosol e liga-se a um receptor localizado na membrana do retículo endoplasmático. O retículo endoplasmático contém grandes quantidades de íons Ca2+. Quando se liga a seu receptor, o IP3 provoca a abertura de um canal de Ca2+ na membrana do retículo endoplasmático, e os íons Ca2+ entram no citosol e atuam como segundo mensageiro. O Ca2+ pode ligar-se à calmodulina, e o complexo Ca2+-calmodulina pode exercer uma variedade de ações @taizagomes dentro da célula. O DAG migra ao longo da membrana celular até entrar em contato com uma enzima denominada proteinoquinase C. Liga-se a um sítio regulador na enzima proteinoquinase C, ativando-a parcialmente. Entretanto, a enzima é denominada proteinoquinase C pelo fato de que, para exercer a sua atividade catalítica completa, a enzima também precisa se ligar a íons Ca2+. Os íons Ca2+ liberados do retículo endoplasmático pelo IP3 atuam como estimulador final da ativação da proteinoquinase C. Em seguida, a proteinoquinase C fosforila várias proteínas dentro da célula, alterando a sua função. A ativação da proteinoquinase C termina quando a subunidade Gα hidrolisa o GTP em GDP e une-se novamente às subunidades Gβ e Gγ. A fosfolipase C interrompe a produção de DAG e IP3. O Ca2+ é bombeado de volta ao retículo endoplasmático para reduzir os níveis de íons Ca2+ intracelulares, e a resposta da célula ao hormônio cessa. As várias proteínas ativadas nessas vias de sinalização podem ser, elas próprias, proteinoquinases (que adicionam um fosfato a uma molécula de substrato para ativá-la ou desativá-la) ou fosfatases (que removem uma molécula de fosfato de um substrato para ativá-lo ou desativá-lo. Hormônios esteroides Todos esses compostos derivam do colesterol. Os hormônios esteroides são produzidos pelo córtex adrenal, pelas glândulas sexuais, pela placenta, pelos rins e por outros tecidos. Os hormônios esteroides não são armazenados nas células endócrinas que os sintetizam. Isso significa que eles precisam ser produzidos novamente, quando necessário. Esse processo é controlado pela regulação das enzimas envolvidas na sua produção. São lipossolúveis e difundem-se a partir da célula imediatamente após a sua síntese. Por serem lipossolúveis, os hormônios esteroides não são muito hidrossolúveis e necessitam de proteínas de transporte para transportá-los por todo o organismo através da corrente sanguínea para chegar ao órgão alvo. Apenas uma pequena fração, talvez 1 a 10%, do hormônio secretado existe efetivamente no líquido extracelular não ligado às proteínas carreadoras. Essa minúscula fração é de extrema importância, visto que é o hormônio livre ou não ligado que tem a capacidade de sofrer difusão nos tecidos-alvo e produzir ação na célula-alvo. Alguns hormônios formam ligações iônicas fracas com a albumina, enquanto outros hormônios esteroides têm proteínas carreadoras exclusivas para transportá-los no sangue. Em todos os casos, um equilíbrio é estabelecido entre o hormônio esteroide ligado às proteínas carreadoras e o hormônio esteroide que está no estado livre ou não ligado. Esse equilíbrio garante que, à medida que as moléculas de hormônio esteroide livres entram nas células-alvo a partir do líquido extracelular, as proteínas carreadoras liberam moléculas de hormônio esteroide no líquido extracelular. Por conseguinte, a concentração geral de hormônio livre está diretamente relacionada com a concentração de hormônio ligado às proteínas carreadoras no sangue, os receptores nas células alvo se localizam no núcleo (explicação mais a frente). Hormônios tireoidianos Os hormônios tireoidianos derivam do aminoácido tirosina por iodação do grupo hidroxila no anel fenil da tirosina. Os hormônios tireoidianos não são hidrossolúveis e precisam circular ligados a uma proteína carreadora especial. À semelhança dos hormônios esteroides, esses pequenos hormônios tireoidianos são lipossolúveis e sofrem difusão para dentro das células do corpo. As células-alvo têm receptores de hormônio tireoidiano no núcleo, que atuam de modo semelhante aos receptores de hormônios esteroides, seus receptores da célula alvo também se localizam no núcleo (explicado mais a frente). Receptores de hormônios esteroides e hormônios tireoidianos e transcrição Os receptores de hormônios esteroides e hormônios tireoidianos (moléculas de tirosina iodadas) estão localizados no núcleo da célula. Quando o hormônio esteroide ou o hormônio tireoidiano ligam-se a seu receptor, o complexo provoca uma mudança no formato do receptor (Figura 51.4). Na maioria dos casos, o receptor forma então uma ligação (dímero) com uma proteína de regulação da transcrição. O complexo dímero formado pelo hormônio ligado ao receptor e o fator de transcrição possibilita a ligação do complexo a determinados segmentos do DNA, iniciando a transcrição e a tradução de determinados genes. Por outro lado, a formação do complexo dímero pode exercer um efeito inibitório, impedindo a transcrição e a tradução de certos genes. As proteínas recém-sintetizadas (que frequentemente incluem enzimas ou fatores de crescimento) constituem a resposta da célula aos hormônios esteroides. Devido ao tempo @taizagomes levado para a transcrição e a tradução dos genes, os hormônios esteroides e os hormônios tireoidianos estão envolvidos em respostas mais lentas, porém muito mais a longo prazo das células do que os hormônios peptídicos. Feedback/ Retroalimentação Os hormônios têm a capacidade de alterar o metabolismo e as funções dos tecidos-alvo que se encontram a determinada distância do local de produção do hormônio. De que maneira a produção do hormônio é regulada? Os hormônios atuam, em sua maioria, para manter a homeostasia do organismo ou fazê-lo retornar a algum ponto de controle fisiológico. Controle por retroalimentação: E quando um hormônio é secretado, espera-se que ele induza alguma mudança fisiológica nos tecidos-alvo. Em seguida, a resposta do tecido-alvo afeta a secreção posterior do hormônio. O tipo mais comum de controle por retroalimentação é a retroalimentação negativa. Nesse caso, alguma perturbação na fisiologia do animal é detectada por centros reguladores no sistema endócrino ou nervoso. Essa identificação provoca a secreção de um hormônio. Esse hormônio atua então sobre os tecidos-alvo para alterar a fisiologia do animal, a fim de corrigir a situação anormal. Os centros reguladores detectam que as células-alvo realizaram a sua missão, e esses centros induzem a interrupção da produção do hormônio. Uma ilustração simples de retroalimentação negativa pode ser vista no metabolismo do cálcio (Figura 51.5). Importante: A concentração de cálcio no sangue normalmente é de 10 mg/dℓ em muitos mamíferos. As células nas glândulas paratireoides são muito sensíveis à concentração sanguínea de cálcio. Qualquer declínio na concentração sanguínea de cálcio irá induzir as células a secretar paratormônio (PTH). O PTH estimula a reabsorção tubular renal de cálcio, reduzindo a sua excreção urinária, o que pode contribuir para o aumento do cálcio sanguíneo. Se essa ação elevar a concentração sanguínea de cálcio de volta ao valor de 10 mg/dℓ, as células das paratireoides irão detectar a normocalcemia, e a secreção de PTH cessará. Isso talvez seja uma simplificação excessiva. Com frequência, existem múltiplos fatores que podem atuar sobre os centros sensores reguladores que controlam a secreção de determinado hormônio. Em geral, na retroalimentação negativa, quando o hormônio aumentou efetivamente a atividade do órgão-alvo, a resposta do órgão alvo irá causar uma redução na secreção do hormônio. O controle por retroalimentação positiva é muito menos comum. Nessa situação, ocorre secreção de um hormônio para alcançar determinado ponto de controle. Uma vez secretado,o promove a sua secreção adicional até que algum ponto de controle fisiológico seja alcançado. Um exemplo desse mecanismo de retroalimentação positiva é fornecido pela ovulação de um ovócito do ovário. Esse processo começa com a secreção hipotalâmica do hormônio de liberação das gonadotropinas (GnRH) no sistema porta hipotálamo- hipofisário, talvez em resposta à glândula pineal que detecta uma mudança na duração do dia. Isso provoca a secreção de hormônio luteinizante (LH) pela adeno-hipófise. Esse hormônio induz a liberação de estradiol por um folículo ovariano em desenvolvimento. O estradiol alcança o hipotálamo e causa a secreção aumentada de GnRH, resultando em maior secreção de LH e maior secreção de estradiol. Esse aumento do estradiol mais uma vez atua sobre o hipotálamo para estimular a secreção de GnRH e LH, causando maior produção de estradiol para estimular uma secreção ainda mais alta de GnRH. Por fim, o pico na secreção de LH é grande o suficiente para induzir a ovulação, que constitui o ponto final de controle dessa sequência fisiológica. Eixo hipotálamo-hipofisário @taizagomes Hipotálamo: é uma área do sistema nervoso central que contém neurônios com alguns dos atributos das células endócrinas. Ele recebe estímulos de quase todas as regiões do cérebro e usa essa informação para controlar a temperatura corporal, o apetite, o comportamento sexual, as reações de defesa (medo, raiva), os ritmos biológicos e os impulsos eferentes do sistema nervoso autônomo. Trata-se do local onde o sistema nervoso entra em contato com o sistema endócrino. Existem numerosos núcleos (grupos de neurônios com a mesma função) no hipotálamo, que produzem compostos (neuroendócrinos) que afetam a liberação dos hormônios pela hipófise. Hipófise: é as vezes denominada “glândula mestra”, pois ela produz vários hormônios essenciais e modula as secreções produzidas por várias outras glândulas endócrinas. A hipófise é uma glândula singular, também conhecida como pituitária. Localiza- se em uma depressão do osso esfenoide, denominada sela turca, de modo que ela se encontra diretamente abaixo do hipotálamo. A hipófise é dividida em duas partes funcionalmente diferentes: a adenohipófise e a neuro-hipófise (Figura 51.6). Adeno-hipófise: é um conjunto de células endócrinas que secretam uma variedade de hormônios no sangue. Com frequência, é subdividida na parte distal (lobo anterior da hipófise) e na parte intermédia (lobo intermediário ou médio da hipófise). Os principais hormônios secretados pela parte distal incluem o hormônio tireoestimulante, a prolactina, o hormônio do crescimento, o hormônio luteinizante, o hormônio foliculoestimulante e o hormônio adrenocorticotrófico. As células endócrinas da parte intermédia produzem o hormônio estimulante dos melanócitos, β-endorfinas, encefalinas e o peptídeo do lobo intermediário semelhante à corticotropina, o qual é particularmente proeminente e importante nos equinos. Neuro-hipófise: é essencialmente a área onde os axônios das células nervosas localizadas nos núcleos supraópticos e paraventriculares do hipotálamo terminam e secretam seus neurotransmissores no sangue. Os axônios desses núcleos estendem-se ao longo do infundíbulo (haste hipofisária) que suspende a hipófise na sela turca. Os dois principais neurotransmissores liberados por essas terminações axônicas são a ocitocina e o hormônio antidiurético. Por serem liberados no sangue, são frequentemente denominados hormônios, porém, para ser mais preciso, são simplesmente neurotransmissores especiais, que são liberados diretamente nas veias hipofisárias que deságuam na circulação geral. Curiosidade importante: O hipotálamo e a adeno- hipófise são conectados por um sistema porta. Um sistema porta refere-se a um sistema de veias que drenam um leito capilar e transportam o sangue para um segundo leito capilar. Neste caso, o primeiro leito capilar encontra-se na porção ventral do hipotálamo. O segundo leito capilar está localizado na adeno-hipófise. As vênulas porta hipofisárias ligam esses dois leitos capilares. Substâncias neuroendócrinas, que serão designadas como neuro- hormônios, são produzidas pelos neurônios dentro dos vários núcleos do hipotálamo e liberadas na área drenada pelo primeiro leito capilar. Em seguida, entram nas vênulas porta que as transportam para os sinusoides (endotélio altamente fenestrado) do segundo leito capilar. Os neurohormônios difundem-se no líquido extracelular da adeno-hipófise e podem estimular ou inibir a liberação de hormônios da adeno-hipófise (Figura 51.7). A vantagem do sistema porta hipotálamo-hipofisário é que ele possibilita a estimulação de todas as células da adeno-hipófise sem a necessidade de enviar um axônio para cada célula endócrina individual da hipófise. Além disso, evita o problema de diluição dos hormônios de liberação do hipotálamo que ocorreria se fossem secretados na circulação geral, em lugar de sua secreção no sistema porta. A neuro-hipófise não recebe nenhum sangue desse sistema porta. Em resumo, o hipotálamo processa a informação aferente proveniente da maioria das áreas do organismo e do cérebro e, em seguida, secreta neuro-hormônios de liberação ou inibidores da liberação no sistema porta hipotálamo-hipofisário para controlar a secreção dos hormônios pela adeno-hipófise. Os hormônios adeno- hipofisários são secretados nas veias hipofisárias, que os transportam até a circulação sistêmica geral. Em seguida, eles @taizagomes afetam a secreção dos hormônios das glândulas endócrinas secundárias. Hormônio do crescimento O hormônio do crescimento (GH), uma proteína de 191 aminoácidos, também conhecida como somatotropina, é produzido por somatotropos na parte distal da adeno-hipófise. O GH promove o crescimento dos ossos longos em comprimento e também promove o acréscimo (síntese) de proteína (na formação do músculo), enquanto exerce um efeito lipolítico que reduz as reservas do tecido adiposo. Os receptores de GH podem ser encontrados em muitas células do corpo, sendo os mais importantes localizados no fígado e no tecido adiposo. Esses receptores estão ligados a tirosinoquinases, que medeiam suas ações biológicas nos tecidos-alvo. Quando o GH atua sobre o fígado, ele afeta o metabolismo das proteínas, dos lipídios e dos carboidratos. Em muitos tecidos (osso, glândula mamária), a principal ação do GH sobre a sua atividade é mediada por outro hormônio, cuja secreção é controlada pelo GH. Um efeito muito importante do GH sobre o fígado consiste em induzir a secreção hepática de outro hormônio, denominado fator de crescimento semelhante à insulina (IGF)-1. Esse hormônio é também conhecido como somatomedina C. Trata- se de um hormônio de 70 aminoácidos com uma sequência de aminoácidos semelhante àquela da insulina. De fato, o IGF-1 é semelhante o suficiente para ligar-se aos receptores de insulina e ativá-los, embora não tão bem quanto a própria insulina. O IGF-1 deixa o fígado e é transportado através da circulação até os receptores de IGF-1 localizados na cartilagem e células ósseas, tecido adiposo, células alveolares da glândula mamária e músculo esquelético. O IGF-1 apresenta meia-vida mais longa no sangue do que o GH, e os níveis sanguíneos são muito mais constantes do que os níveis de GH. A produção de IGF-1 após estimulação do fígado pelo GH não é garantida. A subnutrição, particularmente a falta de proteína na dieta, faz com que o fígado não secrete IGF-1. Além disso, uma forma ligeiramente diferente do IGF, denominada IGF-2, também conhecida como somatomedina A, é produzida em muitos tecidos, como a cartilagem e o ovário, após estimulação pelo GH. Nesses tecidos, o IGF-2 atua como hormônio parácrino, ligando- se a receptores presentes nas células adjacentes, em lugar de entrar no sangue para atuar como hormônio endócrino. O IGF-2 é produzido pelo fígado fetal em resposta ao GH e liberado na circulaçãofetal. É fundamental para o desenvolvimento embrionário normal. O hormônio do crescimento e o IGF-1 são frequentemente considerados como hormônios que exercem efeitos anti-insulina. Ambos intensificam a lipólise pelo tecido adiposo. O GH reduz a captação de glicose por tecido adiposo e músculo ao reduzir a sensibilidade à insulina. Diminui a atividade gliconeogênica do fígado e dos rins. O resultado final dessas ações consiste em elevação da concentração de glicose no sangue. Quando o IGF-1 liga-se a receptores de IGF- 1 nesses tecidos, ele geralmente aumenta a síntese de proteínas dentro do tecido, com consequente acréscimo de proteínas, o que é particularmente importante para o crescimento muscular e a hipertrofia. Além disso, aumenta a proliferação das células como parte do crescimento de um tecido. Essa ação é particularmente importante no crescimento dos ossos longos. Efeitos do GH sobre tecidos específicos A deficiência de GH resulta em nanismo. É interessante assinalar que isso é observado principalmente nas raças de maior porte, como Pastor-alemão e cão Dinamarquês. Entretanto, a maioria dos cães (e humanos) com nanismo produz quantidades adequadas de @taizagomes GH. Na maioria dos casos, os cães com pernas curtas (Corgi, Dachshund etc.) apresentam mutação genética no gene do receptor do fator de crescimento dos fibroblastos, que provoca redução do crescimento no comprimento dos ossos. A secreção excessiva de GH pode causar gigantismo em animais jovens em crescimento. Nos adultos, com placa epifisária fechada, o excesso de GH provoca acromegalia. Em geral, a acromegalia é causada por um tumor somatotrópico da adeno-hipófise, que secreta GH de modo descontrolado. Os ossos planos da face e o espaço entre os dentes podem ser afetados. Nos ossos e cartilagem o GH é necessário para o alongamento da cartilagem dentro da epífise; especificamente, provoca aumento da divisão celular na zona epifisária da cartilagem em proliferação. Estimula também a produção de sulfato de condroitina pelas células cartilaginosas. Esse efeito do GH não é mediado pela sua ação sobre os receptores de GH das células da cartilagem. Na verdade, o GH induz as células hepáticas a secretar IGF-1, que se liga a receptores de IGF-1 e estimula diretamente as células localizadas na zona da cartilagem em proliferação. Além disso, estimula as células cartilaginosas a produzir localmente IGF-2, que exerce ações semelhantes àquelas do IGF-1. Nos órgãos internos a deficiência de GH resulta em pele fina e mole. O excesso de GH, conforme observado na acromegalia, pode levar a hepatomegalia e cardiomegalia. A cardiomegalia pode resultar em insuficiência cardíaca congestiva. No metabolismo das proteínas a administração de GH aumenta a captação de aminoácidos do sangue e aumenta a taxa de síntese de novas proteínas. O GH (habitualmente por intermédio do IGF-1) faz com que as células-alvo aumentem a expressão de mRNA codificador de proteína, bem como a atividade dos ribossomos. No metabolismo dos carboidratos o GH é frequentemente descrito como hormônio diabetogênico, visto que a sua administração resulta em elevação dos níveis de glicemia. O GH diminui a sensibilidade das células à insulina: reduz o número de receptores de insulina sobre as células do músculo e do tecido adiposo Efeito glicostático: o GH pode preservar o glicogênio no músculo, mais provavelmente produzindo um desvio do uso de glicose para o uso de mais lipídios na geração de ATP das células. No metabolismo dos lipídios o GH diminui a síntese de ácidos graxos a partir da glicose pelo tecido adiposo e fígado. O GH também aumenta a lipólise e a mobilização das gorduras das reservas corporais. Síndromes de interesse especial em medicina veterinária Gatos Nos gatos idosos, observa-se algumas vezes o desenvolvimento de um tumor hipofisário somatotrópico, com secreção excessiva de GH. Com frequência, esses gatos apresentam níveis de glicemia excessivamente altos, lembrando o diabetes, porém mantêm a sua massa corporal magra. Esses animais irão apresentar níveis sanguíneos acentuadamente elevados de insulina (em oposição aos gatos diabéticos). Com frequência, desenvolvem cardiomegalia e insuficiência cardíaca congestiva posteriormente na evolução da doença. Cães A progesterona endógena pode exercer um efeito de retroalimentação sobre o hipotálamo e estimular a produção aumentada de GH. Isso pode ser benéfico para iniciar a lactação. Entretanto, quando fêmeas recebem altas doses de progestinas sintéticas, habitualmente para suprimir o estro, elas podem induzir acromegalia iatrogênica. Nessa situação muito estranha, as progestinas sintéticas induzem as células dentro da glândula mamária a produzir e secretar anormalmente GH. Vacas leiteiras Administra-se uma forma recombinante de GH bovino a vacas leiteiras para aumentar a produção de leite. Essa ação é provavelmente mediada pela estimulação da produção de IGF-1 pelo GH, tendo os IGF-1 dois efeitos. O IGF-1 faz com que a energia produzida pela absorção de nutrientes da dieta seja desviada da formação de triglicerídeos no tecido adiposo e repartida para a produção pela glândula mamária de proteínas, lactose e gorduras que serão incorporadas no leite. Isso reduz o depósito no tecido adiposo e impede que as vacas leiteiras se tornem excessivamente obesas no final da lactação. Inibe a apoptose das células alveolares. Normalmente, a produção de leite declina com o passar do tempo, devido à perda das células alveolares por apoptose. O hormônio do crescimento promove um nível de produção de leite mais longo e mais alto. Prolactina A prolactina é produzida por células localizadas na parte distal da adeno-hipófise, denominadas lactotropos. A prolactina mantém a produção de leite nas fêmeas de mamíferos. Além disso, pode desempenhar um papel na iniciação da secreção de leite em algumas espécies. Em todas as espécies, a secreção de prolactina pela adeno-hipófise ocorre, na maior parte do tempo, em nível basal. Entretanto, quando as condições são apropriadas (gestação ou parto), o hipotálamo secreta o hormônio de liberação da prolactina, que aumenta a secreção do hormônio pela hipófise. Os níveis de estrogênio no sangue aumentam em cada ciclo do estro, causando a liberação aumentada de prolactina e aumento no @taizagomes desenvolvimento das glândulas mamárias a cada ciclo durante a puberdade. Ocorre também elevação dos níveis de estrogênio, particularmente nos ruminantes, no final da gestação para promover o desenvolvimento do tecido mamário, a fim de iniciar o processo da lactação. O ato da sucção pelos recém-nascidos também atua como estímulo para a secreção de prolactina em algumas espécies, particularmente aquelas que dão à luz ninhadas. Quando os níveis sanguíneos de prolactina estão excessivamente altos, ela exerce uma ação de retroalimentação sobre o hipotálamo, que então secreta o hormônio inibidor da liberação de prolactina no sistema porta hipotálamo-hipofisário, inibindo a secreção de prolactina pelos lactotropos da hipófise. Nos coelhos, a administração de prolactina a uma fêmea em lactação que foi submetida a hipofisectomia (remoção da hipófise) pode fazer com que o animal volte a ter uma produção normal de leite. Nos ruminantes, a prolactina é apenas um de vários hormônios necessários para iniciar a produção de leite e mantê-la. Atua com o estrogênio e a progesterona, juntamente com o lactogênio placentário produzido pela placenta fetal no final da gestação, para acelerar o crescimento da glândula mamária. Por ocasião do parto, a secreção de prolactina aumenta acentuadamente. A prolactina desencadeia a produção aumentada de caseína no aparelho de Golgi das células alveolares da glândula mamária. Seu papel nos machos não está bem definido, porém a presença de baixos níveis sanguíneos foi associada a uma redução do comportamento sexual nos machos,e níveis muito elevados podem causar baixos níveis de testosterona ao inibir a secreção de LH pela adeno-hipófise. Tireoide Função Os dois lobos da glândula tireoide situam-se em cada lado da traqueia, imediatamente abaixo da laringe. Em algumas espécies, os dois lobos são unidos por uma ponte de tecido tireoidiano. O tecido da tireoide consiste em numerosas estruturas semelhantes a sacos, denominados folículos da tireoide, que variam de tamanho. Cada folículo é revestido por uma camada de epitélio, e essas células sintetizam os hormônios tireoidianos (Figura 51.9). O lúmen de cada folículo é preenchido por um líquido viscoso rico em proteína, denominado coloide. No tecido conjuntivo, entre os folículos da tireoide, encontra-se outro conjunto de células endócrinas, denominadas células C ou células parafoliculares ou medulares. Essas células produzem o hormônio tireocalcitonina. Nos lobos da glândula tireoide ou imediatamente fora dos lobos em muitas espécies, são encontradas duas a quatro (dependendo da espécie) glândulas paratireoides que produzem PTH (paratormônio). A tireocalcitonina e o PTH são discutidos de modo mais detalhado na seção Glândulas paratireoides, células C da tireoide e homeostasia do cálcio. Quando as células foliculares da tireoide são estimuladas a secretar hormônio tireoidiano pelo hormônio tireoestimulante (TSH) sintetizado pela adeno-hipófise, a tireoglobulina iodada sofre endocitose para dentro da célula e proteólise, liberando tanto a T4 quanto a T3. Os átomos de iodo nos resíduos de tirosina iodados da tireoglobulina que não estavam unidos de modo adequado para formar moléculas de T4 ou de T3 são reciclados eficientemente dentro da célula folicular para a iodação de novas moléculas de tireoglobulina. Os neurônios dentro do hipotálamo produzem um neuro-hormônio tripeptídico, denominado hormônio de liberação da tireotropina (TRH), que entra no sistema porta hipotálamohipofisário para estimular as células tireotrópicas da adeno-hipófise a liberar TSH (Figura 51.12). O TSH entra no sangue e estimula a secreção dos hormônios tireoidianos pelas células foliculares da glândula tireoide. As células foliculares da tireoide produzem dois hormônios, que derivam da tirosina iodada, tiroxina e tri-iodotironina. A tireoide peroxidase catalisa a fusão de duas dessas tirosinas iodadas pelas suas extremidades. Quando duas di-iodotirosinas são unidas pela tireoide peroxidase, a molécula resultante (com quatro átomos de iodo) é denominada tiroxina ou T4. Se uma monoiodotirosina for unida a uma di-iodotirosina, o resultado é uma molécula com três átomos de iodo, denominada tri-iodotirosina ou T3. O iodeto ingerido é absorvido no sangue. O iodeto do soro é capturado ativamente e de modo muito eficiente pelas células foliculares da tireoide por meio de um cotransportador de Na+/I– ,10 em que um íon Na+ fornece a força propulsora para transportar o I– para dentro da célula através da membrana basolateral. @taizagomes As células foliculares captam o iodeto e produzem uma proteína muito grande, denominada tireoglobulina, que contém um grande número de moléculas de tirosina. A tireoglobulina sofre exocitose no lúmen do folículo da tireoide através da membrana apical. Um sistema enzimático presente nas células foliculares da tireoide produz peróxido de hidrogênio próximo à membrana apical. Outra enzima, denominada tireoide peroxidase, também é encontrada na membrana apical das células foliculares. À medida que o iodeto é bombeado para dentro do lúmen, a tireoide peroxidase utiliza peróxido de hidrogênio para oxidar o iodeto a iodo elementar. O iodo é muito reativo e efetua a iodação inespecífica dos resíduos de tirosina da tireoglobulina na posição 3 e/ou posição 5. Se o resíduo de tirosina for iodado apenas na posição 3, é designado como monoiodotirosina. Em condições de iodo dietético normalmente, os resíduos de tirosina sofrem iodação, em sua maioria, nas posições 3 e 5, formando di-iodotirosina (Figura 51.11). Em seguida, a tireoide peroxidase catalisa a fusão de duas dessas tirosinas iodadas pelas suas extremidades. Quando duas di-iodotirosinas são unidas pela tireoide peroxidase, a molécula resultante (com quatro átomos de iodo) é denominada tiroxina ou T4. Se uma monoiodotirosina for unida a uma di-iodotirosina, o resultado é uma molécula com três átomos de iodo, denominada tri-iodotirosina ou T3. A T4 é produzida preferencialmente pelas células foliculares da tireoide quando existe iodo em quantidades suficientes. Normalmente, o hormônio tireoidiano é sintetizado em uma razão de 4:1 (T4/T3). Na presença de deficiência de iodo, a razão pode ser de apenas 1:3 (T4/T3). Nesse estágio, as moléculas de hormônio tireoidiano ainda estão ligadas à grande molécula de tireoglobulina. São armazenados no coloide do folículo da tireoide até surgir a necessidade de sua secreção. Ações dos hormônios tireoidianos Os hormônios tireoidianos aumentam a taxa metabólica das células. Os níveis circulantes de hormônios tireoidianos estão elevados durante o tempo frio e a lactação. Caso haja uma secreção anormal da glândula tireoide, causa-se distúrbios hormônios tireoidianos, como hipotireoidismo ou hipertireoidismo. Os distúrbios hormonais influenciarão em diversos processos, como: Os hormônios tireoidianos aumentam o metabolismo basal: Eles determinam a quantidade de calorias produzidas pelo corpo em repouso. Os hormônios tireoidianos aumentam a taxa de lipólise e de glicólise nas células. Além disso, aumentam a conversão do colesterol em sais biliares, que desempenha uma função desconhecida no estado de energia, mas que pode ser clinicamente útil, visto que animais com hipotireoidismo frequentemente apresentam níveis sanguíneos elevados de colesterol Crescimento e desenvolvimento: Os hormônios tireoidianos possibilitam a maturação do sistema nervoso. Quando os hormônios tireoidianos não são produzidos ou são insuficientes em animais ou humanos jovens, isso resulta em redução das capacidades mentais. Os ossos longos não crescem nem amadurecem apropriadamente. O hormônio tireoidiano afeta a secreção de GH, o que pode explicar por que o nanismo é observado no hipotireoidismo crônico em animais jovens Os hormônios tireoidianos influenciam a liberação dos hormônios sexuais: A puberdade é retardada, e a ovulação é impedida em fêmeas com hipotireoidismo. A produção de espermatozoides está acentuadamente reduzida em machos com hipotireoidismo Os hormônios tireoidianos são necessários para a velocidade normal de condução nervosa: O hipotireoidismo resulta em reflexos mais lentos e redução das capacidades mentais Os hormônios tireoidianos mantêm o número de receptores de epinefrina e de norepinefrina nos tecidos e, portanto, têm impacto sobre os efeitos do sistema nervoso simpático A integridade da pele é mantida pelos hormônios tireoidianos: Animais com hipotireoidismo frequentemente exibem queda dos pelos, alterações na cor da pele e dos pelos e parecem ter predisposição a desenvolver infecções cutâneas Nos anfíbios, os hormônios tireoidianos controlam a metamorfose de uma forma de vida para outra, sendo um exemplo fornecido pela metamorfose do girino em rã. Dukes: Da pagina 1355 até a 1380, interessante de ler as paginas 1381 até a 1401. Obs: todo o capítulo sobre sistema endócrino e interessante ser estudado
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