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[Introd. Sistema Endrocrino] Hormônios Os hormônios são mensageiros químicos secretados para o sangue por células epiteliais especializadas. Alguns dos processos que incluem o controle hormonal incluem o metabolismo, regulação do meio interno, reprodução, crescimento e desenvolvimento. Os hormônios agem nas células-alvo de três maneiras: 1. Controle da taxa das reações enzimáticas 2. Controle do transporte de íons ou moléculas 3. Controle da expressão genica e síntese proteica. O que faz de uma substancia química um hormônio? Os hormônios são secretados por uma célula ou um grupo de células, e secretados na corrente sanguínea. (o termo ecto-hormônio foi dado a moléculas sinalizadoras secretadas no meio externo). Feromônios são ecto-hormônios especializados atuam de forma a provocar uma resposta fisiológica ou comportamental. Os hormônios são transportados para alvos distantes, e exercem seus efeitos em concentrações muito baixas. Os hormônios agem se ligando a receptores Quando os hormônios se ligam a receptores na célula-alvo e iniciam as respostas bioquímicas, essas respostas são o mecanismo de ação celular do hormônio. Um único hormônio pode atuar em múltiplos tecidos e seu efeito pode variar em diferentes tecidos ou nos diferentes estágios de desenvolvimento. Um exemplo de hormônio com efeitos variados, é a insulina, nos tecidos adiposo e muscular, ela altera as proteínas transportadoras de glicose e as enzimas do metabolismo da glicose, no fígado ela modula a atividade enzimática, mas não tem efeito direto nas proteínas transportadoras de glicose. A ação hormonal precisa ser finalizada A atividade sinalizadora deve ter duração limitada para o corpo poder responder às mudanças em seu estado interno. Por exemplo, a insulina é secretada quando as concentrações de glicose no sangue aumentam após uma refeição, enquanto a insulina esta presente, a glicose sai do sangue e entra nas células, entretanto, se a atividade da insulina continuar por muito tempo, o nível de glicose pode cair a um nível tão baixo que o sistema nervoso se torna incapaz de funcionar apropriadamente, uma situação que pode ser fatal. Bianca Oliveira - Medicina Em geral, os hormônios circulantes são degradados em metabólitos inativos por enzimas encontradas principalmente no fígado e nos rins, os metabolitos são então excretados pela bile ou na urina. A taxa de degradação hormonal é indicada pela meia-vida do hormônio na circulação. A classificação dos hormônios A maioria dos hormônios é peptídeo ou proteína Você pode lembrar quais hormônios dessa categoria por exclusão: se um hormônio não é um hormônio esteroide e nem um derivado de aminoácidos, então deve ser um peptídeo ou uma proteína. A síntese e o empacotamento desses hormônios peptídicos em vesículas secretoras delimitadas por membranas são similares aos de outras proteínas. Os pré-pró-hormônios contém uma ou mais copias de um hormônio peptídico, uma sequência-sinal que direciona a proteína ao lúmen do reticulo endoplasmático rugoso e outras sequencias de peptídicos que podem ou não possuir atividade biológica. À medida que esse pré-pró-hormônio inativo se move no RE, a sequência-sinal é removida, criando uma molécula menor, ainda inativa, chamada pró- hormônio. No aparelho de golgi, o pró-hormônio é empacotado em vesículas secretoras junto com enzimas proteolítica, que cortam esse pro- hormônio, originando hormônios ativos. Esse processo é chamado de modificação pós- traducional. As vesículas são armazenadas no citoplasma da célula endócrina até que a célula receba um sinal para libera-los. Se a resposta a um hormônio peptídico for mantida por um período de tempo maior, ele deve ser secretado de forma continua, pois são solúveis em água e rapidamente dissolvidos no liquido extracelular. Como os hormônios são liofóbicos, eles geralmente não conseguem entrar na célula- alvo, em vez disso eles são ligados aos receptores na superfície da membrana, o complexo hormônio-receptor inicia a resposta celular por meio de um sistema de transdução de sinal. Hormônios esteroides são derivados do colesterol Diferente dos hormônios peptídicos, os hormônios derivados do colesterol são produzidos apenas em alguns órgãos. Os córtex da glândula suprarrenal, produz diversos tipos de hormônios esteroides. As gônadas também produzem esteroides sexuais, a pele pode produzir Vit D e em mulheres gravidas, a placenta também é uma grande fonte de hormônios esteroides. As células que secretam hormônios esteroides possuem uma grande quantidade de reticulo endoplasmático liso, a organela encarregada de sintetizar esteroides. Os esteroides são lipofílicos e se difundem rapidamente através de membranas. As células que secretam esteroides não podem armazenar esses hormônios, e eles só são produzidos quando necessário. A maioria das moléculas de hormônios esteroides encontrados no sangue estão ligados a proteínas carreadoras, já que não são muito solúveis no plasma sanguíneo. A ligação de um hormônio esteroide a uma proteína carreadora protege o hormônio da degradação enzimática, o que resulta em um aumento da sua meia-vida. núcleo. O último destino dos complexos receptor- hormônio esteroide é o núcleo, onde o complexo atua como um fator de transcrição, ligando-se ao DNA e ativando ou reprimindo (desligando) um ou mais genes. Os genes ativados geram um novo RNAm, que determina a síntese de novas proteínas. Qualquer hormônio que altera a atividade gênica exerce efeito genômico sobre a célula-alvo. Os genes ativados criam novos RNAm que se movem de volta ao citoplasma. A tradução produz novas proteínas para os processos celulares. Alguns hormônios são derivados de um único aminoácido Hormônio derivados de aminoácidos, são moléculas pequenas criadas a partir do triptofano ou da tirosina, ambos contendo anéis carbônicos em seus grupos R As catecolaminas (adrenalina, noradrenalina e dopamina) são neuro-hormônios que se ligam a receptores na membrana das células, assim como ocorre com os hormônios peptídicos. Os hormônios da tireoide, produzidos pela glândula tireoide, a qual tem o formato de uma borboleta e se localiza no pescoço, comportam-se como hormônios esteroides, com receptores intracelulares que ativam genes. Controle da liberação hormonal A célula endócrina é o sensor em um reflexo endócrino simples A via de modelo mais simples é aquela que a célula endócrina detecta o estimulo diretamente e responde secretando seu hormônio. Nesse tipo de via, a célula endócrina atua como um sensor como um centro integrador. O hormônio é o sinal de saída e a resposta geralmente serve como um sinal de retroalimentação positiva que desliga o reflexo. O hormônio da paratireoide (PTH), que controla a homeostasia do cálcio, é um exemplo de um hormônio que utiliza um reflexo endócrino simples. O PTH é secretado por quatro pequenas glândulas paratireoides no pescoço. Outros hormônios que seguem o padrão de reflexo endócrino simples incluem os hormônios clássicos insulina e glucagon. As células endócrinas pancreáticas são sensores que monitoram a concentração de glicose no sangue. Se a concentração de glicose no sangue aumenta, as células beta-pancreáticas respondem, secretando insulina. Entretanto, os hormônios podem ser regulados por mais de uma via. Por exemplo, a secreção de insulina pode ser iniciada por sinais provenientes do sistema nervoso ou por um hormônio secretado pelo trato digestório após uma refeição. As células beta-pancreáticas devem avaliar os sinais de entrada de diversas fontes quando decidirem secretar insulina. Exemplo de reflexo endócrino simples com hormônio da paratireoide: Muitos reflexos endócrinos envolvem o sistema nervoso Os estímulos integrados pelo sistema nervosocentral influenciam a liberação de diversos hormônios através de neurônios eferentes. Umas das associações extremamente importante entre o encéfalo e o sistema endócrino é a influencia das emoções sobre a secreção e a função dos hormônios. Os neuro-hormônios são secretados no sangue por neurônios O sistema nervoso humano produz três principais grupos de neuro-hormônios: 1. Catecolaminas, produzidas por neurônios modificados da medula da glândula suprarrenal 2. Neuro-hormônios hipotalâmicos secretados pela neuro-hipófise 3. Neuro-hormônios hipotalâmicos que controlam a liberação de hormônios da adeno-hipófise. Os dois últimos grupos de neuro-hormônios estarem associados à glândula hipófise. A glândula hipófise é, na verdade, dois tipos diferentes de tecido, os quais se uniram durante o desenvolvimento embrionário. A adeno- hipófise é uma verdadeira glândula endócrina de origem epitelial, derivada do tecido embrionário que forma o teto da cavidade oral (palato), ela também é chamada de hipófise anterior. A neuro-hipófise, ou hipófise posterior, é uma extensão do tecido neural do encéfalo. Ela secreta neuro-hormônios produzidos no hipotálamo, uma região do encéfalo que controla diversas funções homeostáticas. A neuro-hipófise é o local de armazenamento e liberação de dois neuro-hormônios: ocitocina e vasopressina. Cada neuro-hormônio é produzido em tipos celulares separados, e a síntese e o processamento seguem o padrão dos hormônios peptídicos. A vasopressina, também chamada de hormônio antidiurético ou ADH, atua sobre os rins para regular o balanço hídrico do corpo. Nas mulheres, a ocitocina liberada pela neuro-hipófise controla a ejeção de leite durante a amamentação e as contrações do útero durante o trabalho de parto e a expulsão do feto. Um estudo recente sugere que o autismo, um distúrbio do desenvolvimento no qual os pacientes são incapazes de formar relações sociais normais, pode estar relacionado com defeitos nas vias moduladas pela ocitocina no encéfalo. A adeno-hipófise secreta seis hormônios importantes: importantes: prolactina (PRL), tireotrofina (TSH), adrenocorticotrofina (ACTH), hormônio do crescimento (GH), hormônio folículo-estimulante (FSH) e hormônio luteinizante (LH). A secreção de todos os hormônios da adeno-hipofise é controlada por neuro-hormônios hipotalâmicos. Os neuro- hormônios hipotalâmicos que controlam a liberação dos hormônios da adeno-hipófise são geralmente identificados como hormônios liberadores (p. ex., hormônio liberador de tireotrofina) ou hormônios inibidores (p. ex., hormônio inibidor do hormônio de crescimento). Dos seis hormônios da adeno-hipófise, somente a prolactina atua sobre um alvo não-endócrino (a mama). Os cinco hormônios remanescentes possuem outra glândula ou célula endócrina como um de seus alvos. Os hormônios que controlam a secreção de outros hormônios são denominados hormônios tróficos. Um sistema porta conecta o hipotálamo à adeno- hipófise, esse sistema consiste em dois grupos de capilares conectados em série por um grupo de veias em série. Os hormônios da adeno-hipófise controlam o crescimento, o metabolismo, e a reprodução reprodução, todos processos muito complexos. Um hormônio da adeno-hipófise, a prolactina (PRL), controla a produção de leite (lactação) nas mamas femininas. O hormônio do crescimento (GH) também chamado de somatotrofina) afeta o metabolismo de diversos tecidos, além de estimular a produção hormonal pelo fígado. A prolactina e o hormônio de crescimento são os únicos dois hormônios da adeno-hipófise que possuem hormônios hipotalâmicos inibidores. Os outros quatro hormônios da adeno-hipófise possuem outra glândula endócrina como seu alvo primário. O hormônio folículo-estimulante (FSH) e o hormônio luteinizante (LH), conhecidos coletivamente como gonadotrofinas, foram originalmente assim denominados em razão de seus efeitos sobre os ovários, mas ambos atuam também sobre os testículos. O hormônio estimulante da tireoide (TSH) (ou tireotrofina) controla a síntese e a secreção hormonal da glândula tireoide. O hormônio adrenocorticotrófico (ACTH) (ou adrenocorticotrofina) atua em certas células do córtex da glândula suprarrenal para controlar a síntese e a liberação do hormônio esteroide cortisol. Interações Hormonais No sinergismo, o efeito da interação dos hormônios é maior do que sua soma. Algumas vezes, hormonios diferentes possuem o mesmo efeito no corpo. O que acontece quando dois destes hormônios estão presentes em uma célula-alvo ao mesmo tempo? Frequentemente dois (ou mais) hormônios interagem em seus alvos para que sua combinação gere um resultado que seja maior que o aditivo (1+2>3). Essa reação é chamada de sinergismo. Um hormônio permissivo permite que outro hormônio exerça todo o seu efeito Na permissividade, um hormônio consegue exercer por completo seus efeitos, a menos que um segundo hormônio esteja presente, mesmo que este não tenha ação aparente (2+0>2). Um exemplo é o hormônio da tireoide que por si só não consegue estimular a maturação completa do sistema genital, considera-se então que este hormônio tem efeito permissivo na maturação sexual: Hormônios antagonista têm efeitos opostos O antagonismo pode ocorrer quando duas moléculas competem por um mesmo receptor. Quando uma molécula se liga a um receptor, mas não o ativa, esta molécula tua como inibidor competitivo, ou antagonista. Esse tipo de antagonismo é estudado na indústria farmacêutica para desenvolver medicamentos. Na endocrinologia, dois hormônios são considerados antagonistas funcionais: o glucagon e o hormônio do crescimento aumentam a concentração de glicose no sangue e ambos são antagonistas da insulina, a qual diminui a concentração de glicose no sangue. Disfunções Endócrinas A hipersecreção exagera os efeitos do hormônio Existem diversas causas de hipersecreção, incluindo tumores benignos (adenomas) e tumores cancerosos de glândulas endócrinas. Ocasionalmente, tumores não endócrinos secretam hormônios. A hipossecreção diminui ou elimina os efeitos do hormônio A hipossecreção pode ocorrer devido à alteração em qualquer ponto da via de controle endócrino, no hipotálamo, na hipófise, ou em outras glândulas endócrinas. endócrinas. Por exemplo, a hipossecreção dos hormônios da tireoide pode ocorrer se não há iodo o suficiente na dieta para a glândula tireoide produzir seus hormônios iodados. A causa mais comum de hipossecreção é a atrofia de uma glândula devida a algum processo patológico. Problemas no receptor ou no segundo mensageiro causam responsividade anormal do tecido. O tecido-alvo apresenta respostas anormais, mesmo que os níveis hormonais estejam dentro da faixa normal. As mudanças nas respostas do tecido-alvo geralmente são causadas por interações anormais entre o hormônio e seu receptor, ou por alterações nas vias de transdução de sinal. ❖ Regulação para baixo (down-regulation). Se a secreção de um hormônio é anormalmente alta por um período extenso de tempo, as células-alvo podem regular para baixo (diminuir o número de) os receptores desse hormônio, em um esforço para diminuir sua resposta ao hormônio em excesso. A hiperinsulinemia é um exemplo clássico de regulação para baixo no sistema endócrino. Nessa doença, os altos níveis sustentados de insulina no sangue fazem as células-alvo removerem seus receptores de insulina da membrana celular. Pacientes que apresentam hiperinsulinemia podem apresentar sinais de diabetes, apesar de seus altos níveis de insulina no sangue. ❖ Anormalidades do receptor e da transdução de sinal. Muitas formas de doenças endócrinas hereditárias podem estar relacionadas a problemas com a ação hormonal na célula- alvo. Se uma mutação altera a sequência proteica do receptor,a resposta celular à ligação hormônio-receptor pode ser alterada. Por exemplo, na síndrome de insensibilidade androgência, os receptores androgênicos não são funcionais no feto masculino devido a uma mutação gênica. Como resultado, os androgênios produzidos pelo feto em desenvolvimento são incapazes de influenciar o desenvolvimento da genitália. O resultado é uma criança que aparenta ser mulher, mas não possui útero nem ovários. O diagnóstico de disfunções endócrinas depende da complexidade do reflexo. Se a disfunção (deficiência ou excesso) surge na última glândula da via reflexa complexa, o problema é considerado como disfunção primária. Por exemplo, se um tumor no córtex da glândula suprarrenal começa a produzir quantidade excessiva de cortisol, resulta em uma condição chamada de hipersecreção primária. Se a disfunção ocorre na adeno-hipófise, o problema é uma disfunção secundária. Por exemplo, se a hipófise é danificada por um trauma na cabeça e a secreção do ACTH diminui, a deficiência de cortisol resultante é considerada uma hipossecreção secundária de cortisol. Doenças de hormônios tróficos hipotalâmicos são raras; estas são consideradas como hipossecreção ou hipersecreção terciárias