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ESTUDO DIRIGIDO – SISTEMA ENDÓCRINO 01) “Os hormônios endócrinos são transportados pelo sistema circulatório para células em todo o corpo... onde se ligam a receptores e iniciam muitas reações celulares.” (Guyton & Hall, 13ed). Para compreensão dos diversos mecanismos de ação dos hormônios, seus efeitos e suas propriedades, responda as questões abaixo. A) Existem várias modalidades de ação hormonal. Defina e represente esquematicamente os mecanismos de sinalização: autócrina, parácrina, endócrina, e neuroendócrina - Autócrino: afetam as funções das mesmas células que o produziram / LEC; - Parácrino: afetam células-alvo vizinhas / LEC; - Endócrino: influenciam funções de células-alvo distantes / corrente sanguínea; - Neuroendócrino: secretados por neurônios -> células- alvo distantes/corrente sanguínea. B) Quanto a estrutura química, diferencie os hormônios quanto à composição e armazenamento na célula produtora. Cite pelo menos dois exemplos de cada classe; - Hormônio peptídico ou proteico: derivados de aminoácidos / armazenados em vesículas; - Hormônios esteroides: derivados do colesterol / muito lipossolúvel -> síntese -> difusão; - Hormônios amínicos: derivados da tirosina (tireoide e medula adrenal) / armazenadas. C) Considerando as diferentes classes hormonais discutidas acima, como circulam os hormônios? Qual a importância das proteínas plasmáticas neste processo? • Transporte no sangue - Ligados proteínas transportadoras: horm. lipossolúveis (esteroides e tireoidianos (T3 e T4); - Livre: hormônios solúveis em água (peptídicos e catecolamínicos). As quantidades relativamente grandes de hormônios ligados a proteínas servem como RESERVATÓRIO, restabelecendo a concentração de hormônios livres, quando eles se ligam a receptores-alvo ou eliminados da circulação. A ligação a proteínas torna a sua remoção do plasma mais lenta. D) Quais as formas de depuração dos hormônios? - Destruição metabólica pelos tecidos; - Ligação com os tecidos; - Excreção na bile pelo fígado; - Excreção na urina pelos rins. E) O que é meia-vida plasmática de um hormônio? Como as proteínas influenciam neste tempo? tempo necessário para que a sua concentração plasmática se reduza à metade. 02) A especificidade da ação hormonal garante que, apesar de os hormônios circularem pelo sangue ou pelos líquidos intersticiais, seus efeitos se manifestem em apenas alguns grupos de células. Neste contexto, defina: A) célula-alvo Os hormônios, quando liberados no sangue, agem apenas em um determinado tipo de célula, e por esse motivo elas são chamadas de células alvo. As células alvo possuem proteínas chamadas de receptores hormonais, que podem estar nas membranas ou no interior das células. B) receptor: natureza química, localização e função. são proteínas nas membranas das células alvo. Localização: no núcleo ou na superfície da célula ou na membrana ou no citoplasma. capacitados a combinarem-se de maneira singular aos hormônios específicos. O estímulo hormonal só acontece quando é verificado a combinação correta entre um hormônio e seu receptor na célula-alvo. Ao se encaixarem, os receptores presentes nas células são ativados, e essa ativação provoca inúmeras reações químicas. Uma dessas reações é a produção de monofosfato de adenosina cíclico (AMP cíclico), que estimula a síntese de proteínas, ativa algumas enzimas, aumenta a permeabilidade da membrana plasmática, dentre outras reações. Receptores presentes nas glândulas, que identificam a escassez ou o excesso de alguma substância no sangue, fazem com que a secreção hormonal aumente ou diminua. 03) “Quase que sem exceção, o hormônio afeta seus tecidos-alvo formando, primeiro, um complexo hormônioreceptor. A formação deste complexo altera a função do próprio receptor e o receptor ativado inicia os efeitos hormonais” (Guyton & Hall, 13ed). Explique os mecanismos de ação dos hormônios esteroides (lipofílicos) diferenciando dos mecanismos de segundo mensageiro (adenilil ciclase-AMPc e fosfolipase C). Os mecanismos básicos de ação hormonal estão em função do tipo de hormônio: (a) Os hormônios peptídicos e as catecolaminas, que não podem penetrar as membranas plasmáticas das células, tem seus receptores localizados na membrana plasmática das célulasalvo. A união do hormônio a seu receptor específico causa mudanças que levam ao aumento de substâncias conhecidas como segundos mensageiros, geralmente nucleotídeos cíclicos ou cálcio, os quais regulam reações enzimáticas específicas ou modificam a velocidade de transcrição de genes específicos. (b) Os hormônios esteróides e tireoidianos, que podem atravessar as membranas plasmáticas, tem seus receptores localizados no núcleo. O mecanismo de ação dos hormônios peptídicos e das catecolaminas, os quais atuam através de segundos mensageiros, é mais rápido que o mecanismo de ação dos hormônios esteróides e tireoidianos, pois os primeiros não necessitam entrar na célula e causam rápidas modificações metabólicas por alterar a atividade de enzimas específicas, enquanto os segundos devem atravessar a membrana plasmática e o citosol até chegar no núcleo, além de requerer tempo para a síntese de mRNA no núcleo e seguido da síntese de proteínas nos ribossomos. 04) “As concentrações de hormônios necessárias para controlar a maioria das funções metabólicas e endócrinas são incrivelmente pequenas. Suas concentrações no sangue variam de não mais que 1 picograma (que é o milionésimo de um milionésimo de grama), em cada mililitro de sangue até, no máximo, alguns microgramas (alguns milionésimos de grama)”. (Guyton & Hall, 12ed). Para isso, o sistema endócrino possui diferentes mecanismos de regulação, via secreção hormonal ou via receptores. Responda as questões abaixo. A) Descreva o mecanismo neural de regulação da secreção hormonal e onde ele acontece? O controle neural da liberação de hormônios é mais bem exemplificado pela regulação simpática da glândula suprarrenal, que funciona como gânglio simpático modificado, recebendo o influxo neural direto do sistema nervoso simpático. A liberação da acetilcolina (ACh) das terminações nervosas simpáticas pré-ganglionares da medula suprarrenal estimula a liberação de adrenalina na circulação. B) Conceitue feedback e diferencie o feedback negativo do feedback positivo. Anteroalimentação positiva: hormônios dominantes (sinais) estimulam a produção de hormônios- alvo pelos órgãos endócrinos. Retroalimentação negativa: possibilita controle dos níveis hormonais. O hormônio alvo endócrino circula para hipotálamo e hipófise, inibindo a produção e a secreção do hormônio de liberação hipotalâmico e o regulador hipofisário. C) Explique como a regulação dos receptores influencia na intensidade da ação hormonal. Diferencie a upregulation (ou regulação para cima ou sensibilização) da down regulation (ou regulação para baixo ou dessensibilização). Quando a resposta é molecular ou direcionada à expressão gênica, acontece o que se chama “upregulation”, que é o aumento na transcrição de certos genes ou a atividade de certas enzimas, ou “downregulation” que é a diminuição, ou inibição. a) Up-regulation / Sensibilização (regulação para cima): . ↑ número/afinidade dos receptores; b) Down-regulation / Dessensibilização (regulação para baixo): . número/afinidade dos receptores. Sensibilidade: concentração do hormônio que produz 50% da resposta máxima. 05) “Embriologicamente, as duas porções da hipófise são oriundas de fontes distintas – a hipófise anterior origina-se da bolsa de Rathke, uma invaginação embrionária do epitélio faríngeo, e a hipófise posterior deriva do crescimento do tecido neural do hipotálamo... E quase toda a secreção hipofisária é controlada por sinais hormonais e nervosos, vindos do hipotálamo.” (Guyton & Hall, 13ed.) Neste contexto, responda as questões abaixo. A) Expliquea relação do hipotálamo com a hipófise posterior. A interação com a neuro-hipofise se dá por axônios que partem do hipotálamo e se estendem até o lobo posterior da hipófise. São dois os axônios que chegam à hipófise e trazem o mesmo número de hormônios. Um dos axônios é o prolongamento do núcleo supra-óptico e outro axônio é o prolongamento do núcleo paraventricular, núcleos esses que estão localizados no hipotálamo. Assim, dois hormônios são produzidos, a ocitocina e o ADH (Hormônio antidiurético), por células localizadas no hipotálamo, são transportados até a hipófise pelos axônios, e na hipófise são armazenados e posteriormente secretados. B) Explique a relação do hipotálamo com a hipófise anterior, especificando os hormônios hipotalâmicos e seus efeitos. Já a interação do hipotálamo com a adeno-hipófise é diferente. O lobo anterior da glândula realmente produz hormônios. A conexão se dá pela circulação sanguínea. Há uma rede de capilares que levam os hormônios liberadores produzidos pelo hipotálamo até o lobo anterior da hipófise. E, ao chegar na adeno-hipófise, a estimulam a produzir e secretar o hormônio. Sete hormônios são liberados pelo hipotálamo para atuar na adeno-hipófise. Desses, cinco são hormônios estimulantes de liberação, sendo eles: • PRH – Hormônio liberador de prolactina • GHRH – Hormônio liberador de hormônio do crescimento • CRH – Hormônio liberador de corticotrofina • TRH – Hormônio liberador de tireotrofina • GNRH – Hormônio liberador de Gonadotrofina. O hipotálamo secreta também outros dois hormônios que atuam na adeno-hipófise, mas esses têm função de inibição: • Dopamina (inibe produção de prolactina) • Somatostatina (inibe produção de GH). C) Cite os hormônios liberados pela hipófise anterior e pela hipófise posterior, elencando os seus efeitos. ADENO HIPÓFISE • Prolactina • GH (Hormônio do Crescimento) • ACTH (Hormônio Adrenocorticotrófico) • TSH (Hormônio estimulante da Tireoide) • LH (Hormônio Luteinizante) • FSH (Hormônio Folículo estimulante) • TSH – Hormônio Estimulante da Tireoide (tirotropina) ↑ T3 e T4. Regulação da secreção: TRH. • FSH – Hormônio Estimulante do Folículo ↑ desenvolvimento dos folículos; ↑ estrogênio; ↑ produção de espermatozoide; Regulação da secreção: GnRH. • LH – Hormônio Luteinizante ↑ estrogênio (ovulação); ↑ formação do corpo lúteo; ↑ progesterona; ↑ testosterona; Regulação da secreção: GnRH. • GH – Hormônio do Crescimento (somatotropina) - Ação direta: pouca ação direta (meia-vida < 20 minutos); - Ação indireta: principal mecanismo de ação (meia-vida < 20 horas) ↑ produção hepática de proteínas somatomedinas; (efeito das somatomedinas efeito da insulina IGF) • PRL – Prolactina . ↑ lactogênese; . ↑ desenvolvimento das mamas; . ↓ ovulação; . Regulação da secreção: gravidez, amamentação (PRH e PIF). • ACTH – Hormônio Adrenocorticotrópico (corticotropina) - ↑ glicocorticóides. - Regulação da secreção: CRH e estresse NEUROHIPÓFISE • ADH (Hormônio Antidiurético ou Vasopressina) - O aumento osmolaridade plasmática -> osmorreceptores hipotalâmicos -> secreção ADH: . ↑ reabsorção de água (rins); . ↓ sudorese; . Constrição das arteríolas. o Efeito resultante: redução da osmolaridade plasmática. - Diabetes insipidus • Ocitocina - Contração uterina; - Ejeção do leite (contração células mioepiteliais); - Regulação da secreção: amamentação, dilatação da cérvice uterina 06) Cada glândula adrenal é composta por duas partes diferentes, a medula adrenal e o córtex adrenal; ambas secretam hormônios distintos e possuem formas de regulação diferentes. Responda as questões abaixo. A) Identifique as divisões e subdivisões anatomohistológicas da glândula adrenal com seus respectivos hormônios. O corpo possui duas glândulas adrenais, uma próxima à parte superior de cada rim. Elas são glândulas endócrinas que secretam hormônios na corrente sanguínea. As glândulas adrenais são formadas por duas partes. Medula: A parte interna secreta hormônios, como adrenalina ( epinefrina), que ajudam a controlar a pressão arterial, a frequência cardíaca, a produção de suor e outras atividades que também são reguladas pelo sistema nervoso simpático. Córtex: A parte externa secreta vários hormônios, como corticosteroides (hormônios semelhantes à cortisona, como cortisol) e os mineralocorticoides (sobretudo a aldosterona, que controla a pressão arterial e os níveis de sal [cloreto de sódio] e de potássio no organismo). O córtex adrenal também estimula a produção de uma pequena quantidade de hormônios esteroides sexuais masculinos ( testosterona e hormônios similares). B) Quais os hormônios medulares e como a sua secreção é regulada? Medula: A parte interna secreta hormônios, como adrenalina ( epinefrina), que ajudam a controlar a pressão arterial, a frequência cardíaca, a produção de suor e outras atividades que também são reguladas pelo sistema nervoso simpático. As glândulas adrenais são parcialmente controladas pelo cérebro. O hipotálamo, uma pequena área do cérebro envolvida na regulação hormonal, produz o hormônio liberador de corticotrofina (CRH) e a vasopressina (também conhecida como hormônio antidiurético). A vasopressina e o CRH induzem a hipófise a secretar corticotrofina (também chamada de hormônio adrenocorticotrófico ou ACTH), que estimula as glândulas adrenais a produzirem corticosteroides. O sistema renina- angiotensina-aldosterona, regulado principalmente pelos rins, faz com que as glândulas adrenais produzam uma quantidade maior ou menor de aldosterona. C) Quais os efeitos do cortisol sobre o metabolismo dos carboidratos, lipídios e proteínas. Correlacione ao seu efeito diabetogênico (“diabetes adrenal”). ele é um relevante mecanismo de adaptação ao stress pois disponibiliza maior quantidade de glicose para o cérebro. Vimos que o cortisol promove o aumento da glicemia através da estimulação da gliconeogênese hepática e indução de resistência à captação de glicose nos tecidos periféricos. No entanto, os altos níveis de glicose podem danificar as proteínas que realizam o tranporte da glicose do meio extra para o meio intracelular, que são as proteínas GLUT4. Se as proteínas GLUT4 se danificarem, o tecido passa a apresentar uma resistência real à captação de glicose. Esse efeito se assemelha à diabetes tipo 2; sendo, portanto, conhecido como efeito diabetogênico. D) Explique o papel do cortisol na reação do organismo ao estresse e à inflamação. O Efeito anti-inflamatório do cortisol dá-se pela redução dos Sinais Flogísticos Inflamatórios: Dor – Rubor – Calor – Edema – Perda de função. O Cortisol tem efeito tanto Geral quanto específico na cascata do Ácido Araquidônico: Geral: Aumento da Síntese da proteína Lipocortina (Anexina). A lipocortina age impedindo a Fosfolipase A2 de se quebrar em Ácido Araquidônico, fazendo assim, que a inflamação por via PLA2 → AA não propicie as vias COX e LOX responsáveis pelos sinais flogísticos. Específica: Por diminuição da IL-12, age diminuindo os estímulos para musculoconstrição e vasodilatação que geram dor, rubor, calor e facilitam a passagem de líquidos e, as vezes, proteínas, gerando o edema. E) Sistematize a regulação do córtex da glândula adrenal pelo eixo hipotálamo-hipofisário. F) Quais os efeitos dos hormônios mineralocorticoides para a manutenção do equilíbrio hidroeletrolítico e como a sua secreção é regulada?
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