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P2 – Fisiologia Humana II 1 Raissa Fidelis - XLVI A glândula tireoide é uma das maiores glândulas endócrinas do organismo, tendo duas funções principais: 1) Secretar os hormônios tireoidianos, que mantêm o nível ideal do metabolismo nos tecidos para a sua função normal ótima. 2) Secreção do hormônio calcitonina para que a gente possa manter a homeostasia do cálcio no organismo. Os hormônios tireoidianos estimulam o consumo de O2 pela maioria das células do organismo; Auxiliam na regulação do metabolismo de lipídeos e carboidratos; E influenciam a massa corporal e o grau de atividade mental. As consequências da disfunção da glândula tireoide dependem do estágio da vida em que ocorrem. Se eu estou falando de alteração do estado mental e constituição corporal, em qual contexto o indivíduo vai ser mais prejudicado quando eu falo em alguma disfunção tireoidiana? Início da vida. Essa glândula não é essencial para a vida, porém sua ausência ou hipofunção durante a vida fetal e neonatal resulta em grave deficiência mental e nanismo. Nos adultos, o hipotireoidismo está acompanhado de lentidão mental e física e pouca resistência ao frio. Inversamente, o excesso de secreção tireoidiana leva à perda de peso, nervosismo, taquicardia, tremor e produção de calor em excesso. A função tireoidiana é controlada pelo hormônio estimulante da tireoide (TSH, tireotrofina) da adeno- hipófise. A secreção desse hormônio é, por sua vez, estimulada pelo hormônio liberador de tireotrofina (TRH) proveniente do hipotálamo e esses hormônios estão sujeitos ao controle por retroalimentação negativa pelos níveis circulantes elevados dos hormônios tireoidianos os quais atuam na adeno-hipófise e no hipotálamo (eixo hipotálamo- hipofisário). Uma “conexão” muito importante que temos em nosso organismo é a conexão entre hipotálamo e hipófise, conhecido como eixo hipotálamo-hipofisário. O hipotálamo é uma região do diencéfalo, que faz a ligação do sistema nervoso com o sistema endócrino. É ele quem coordena a atividade da hipófise, por meio de hormônios liberadores. Ou seja, algum estímulo chega ao hipotálamo e estimula a liberação de determinado hormônio liberador. Esse determinado hormônio liberador chega à hipófise e a estimula, fazendo com a glândula secrete o hormônio (de acordo com o hormônio liberador, por exemplo, o frio estimula o hipotálamo a liberar o TRH – Hormônio liberador de Tireotrofina. Esse TRH estimula a hipófise a produzir e secretar o TSH – Hormônio Estimulante da Tireoide, que então é liberado e vai estimular a tireoide e assim em diante). Esse eixo é autorregulado! O principal hormônio secretado pela tireoide é a tiroxina (T4), juntamente com quantidades bem menores de triiodotironina (T3). O T3 apresenta uma atividade biológica muito maior que o T4 e é especificamente produzido no seu local de ação, nos tecidos periféricos, pela desiodação do T4. P2 – Fisiologia Humana II 2 Raissa Fidelis - XLVI Eu produzo mais T4, mas o T3 tem maior atividade biológica e é produzido quando eu faço uma desiodação do T4. Ambos os hormônios são aminoácidos que contêm iodo. Pequenas frações de tri- iodotironina reversa (3,3',5'-tri- iodotironina, rT3) e outros compostos são também encontrados no sangue venoso da tireoide. O rT3 não é biologicamente ativo. O iodo é a matéria-prima essencial para a síntese dos hormônios da tireoide. O iodeto presente na alimentação é absorvido pelo intestino e entra na circulação. Seu destino posterior é resumido na próxima figura. A quantidade mínima diária de consumo de iodo necessária para manter as funções normais da tireoide é de 150 µg em adultos. Na maior parte dos países desenvolvidos, a suplementação do sal de cozinha resulta em um consumo médio na dieta de aproximadamente 500 µg/dia. Em países subdesenvolvidos onde o déficit nutricional é grave, o iodo também deverá ser estudado. Os principais órgãos que utilizam Iodo são a tireoide, que o usa para produzir os hormônios da tireoide, e os rins, que o excretam na urina. Cerca de 120 µg/dia entram na tireoide em taxas normais de síntese e secreção de hormônio da tireoide. Essa glândula secreta 80 µg/dia na forma de T3 e T4, enquanto 40 µg/dia se difundem de volta para o líquido extracelular (LEC). Os hormônios T3 e T4 circulantes são metabolizados no fígado e em outros tecidos, com a liberação de um adicional de 60 µg de Iodo por dia no LEC. Alguns derivados dos hormônios da tireoide são excretados na bile, e uma parte do iodo presente neles é reabsorvida (circulação êntero-hepática), mas há uma perda líquida de Iodo nas fezes de aproximadamente 20 µg/ dia. A quantidade total de Iodo que entra no LEC é, portanto, de 500 + 40 + 60, ou seja, 600 µg/d; • 20% dos quais entram na tireoide, enquanto 80% são excretados pela urina. As membranas basolaterais dos tireócitos voltadas para os capilares contêm um transportador sinport que carreia, por sinporte, dois íons Na+ e um Iodo para a célula, em cada ciclo contra o gradiente eletroquímico para Iodo. Esse sinport Na+-Iodo (NIS) é capaz de produzir concentrações intracelulares de Iodo que são 20 a 40 vezes tão elevadas quanto as concentrações no plasma. O iodeto deve também deixar o tireócito por meio da membrana apical para chegar ao coloide, onde ocorrem as etapas iniciais da síntese do hormônio da tireoide. Acredita-se que essa etapa de transporte seja mediada, pelo menos em parte, por um trocador Cl-Iodo conhecido como pendrina. Inicialmente, essa proteína foi identificada como o produto do gene responsável pela síndrome de Pendred, cujos pacientes sofrem de disfunção da tireoide e surdez. A pendrina (SLC26A4) é um membro da maior família dos permutadores de ânions SLC26. A relação entre a função tireoidiana e o iodeto é única. O iodeto é essencial para o funcionamento normal da tireoide, mas tanto a deficiência de iodeto quanto o seu excesso inibem o funcionamento dessa glândula. A tireoide é um equilíbrio entre o excesso e a baixa de iodo. Não adianta ter muito e não adianta ter pouco. As glândulas salivares, a mucosa gástrica, a placenta, o corpo ciliar do olho, o plexo coroide, as glândulas mamárias P2 – Fisiologia Humana II 3 Raissa Fidelis - XLVI e certos cânceres derivados desses tecidos também expressam NIS (2Na-I sinport) e podem transportar iodeto contra um gradiente de concentração, mas o transportador nesses tecidos não é afetado pelo TSH. O significado fisiológico de todos esses mecanismos extratireoidianos concentradores de iodeto é desconhecido, mas eles podem fornecer vias para a radioablação das células cancerosas que expressam NIS por radioisótopos de iodeto. Essa abordagem também é útil para a ablação dos cânceres tireoidianos. Se eu tenho um tumor em alguma topografia dessas acima que transporta o iodo, eu posso inserir radioisótopo do iodo para destruir o câncer nessa glândula. Na interface entre o tireócito e o coloide, o iodeto passa por um processo chamado de organificação, antes de ser absorvido para formar os hormônios tireoideanos. Primeiro ele é oxidado a iodo e então incorporado na posição do carbono 3 dos resíduos de tirosina, que são parte da molécula de tireoglobulina no coloide. A tireoglobulina é uma glicoproteína formada por duas subunidades com um peso molecular de 660 kDa. Ela contém 10% de seu peso como carboidratos. Ela também possui 123 resíduos de tirosina, mas apenas 4 a 8 deles são normalmente incorporados aos hormônios da tireoide. A tireoglobulina é sintetizada nas células da tireoide e secretada no coloide por exocitose dos grânulos. A oxidação e a reação do iodeto com a tireoglobulina secretada são mediadas pela tireoperoxidase, uma enzima ligada à membrana, encontrada na membrana apical do tireócito.Os hormônios da tireoide assim produzidos permanecem como parte da molécula de tireoglobulina enquanto for necessário. O iodo vai ser oxidado pela tireoperoxidase, que vai produzir peças reativas de iodo, que vai ser capturado pela tiroglobulina, ficando em estoque para ser usado quando necessário. Como tal, o coloide representa um reservatório dos hormônios da tireoide e os humanos podem ingerir uma dieta completamente desprovida de iodeto por até dois meses antes que seja registrada uma queda nos níveis de hormônio da tireoide circulante. P2 – Fisiologia Humana II 4 Raissa Fidelis - XLVI Quando há necessidade de secreção do hormônio da tireoide, o coloide é internalizado pelos tireócitos por meio de endocitose e direcionado para a degradação lisossomal. Deste modo, as ligações peptídicas da tireoglobulina são hidrolisadas, e T4 e T3 livres são liberados no citosol e então para os capilares. Os tireócitos, portanto, têm quatro funções: coletam e transportam iodo, sintetizam tireoglobulina e a secretam para o coloide, fixam iodo para a tireoglobulina a fim de gerar hormônios da tireoide e removem os hormônios da tireoide da tireoglobulina e os secretam para a circulação A síntese de hormônios da tireoide é um processo que ocorre em várias etapas. A tireoperoxidase gera espécies reativas de iodo que podem atacar a tireoglobulina. O primeiro produto é a monoiodotirosina (MIT). Esta é em seguida iodada no carbono 5 para formar a diiodotirosina (DIT). Duas moléculas de DIT sofrem então uma condensação para formar T4 com a eliminação da cadeia lateral de alanina da molécula que forma o anel mais externo. Há duas teorias a respeito de como essa reação de acoplamento acontece: 1) O acoplamento ocorre com ambas as moléculas de DIT ligadas à tireoglobulina (acoplamento intramolecular). 2) O DIT que forma o anel externo é primeiro a ser removido da tireoglobulina (acoplamento intermolecular). Em qualquer um dos casos, a tireoperoxidase está envolvida no acoplamento bem como na iodação. O T3 é formado pela condensação de MIT com DIT. Uma pequena quantidade de rT3 também é formada, provavelmente pela condensação de DIT com MIT. Na tireoide humana normal, a distribuição média de compostos iodados é de 3% de MIT, 33% de DIT, 35% de T4 e 7% de T3 Apenas traços de rT3e outros componentes estão presentes. A tireoide humana secreta cerca de 80µg (103nmol) de T4, 4µg (7nmol) de T3 e 2µg (3,5nmol) de rT3 por dia. MIT e DIT não são secretados. Essas tirosinas iodadas são desiodadas por uma iodotirosina desiodase microssomal. Isso representa um mecanismo para recuperar iodo e ligar tirosinas, reciclando-as para outros circuitos de síntese hormonal. O iodo liberado pela desiodação do MIT e do DIT é reutilizado na glândula e normalmente fornece cerca de duas vezes tanto iodeto para a síntese hormonal quanto o NIS. Em pacientes com ausência congênita de iodotirosina desiodinase, o MIT e o DIT aparecem na urina e há sintomas de deficiência de iodo. Tironinas iodadas são resistentes à atividade da iodotirosina desiodinase, permitindo assim que T4 e T3 passem para a circulação. O nível normal total de T4 plasmático em adultos é de aproximadamente 8µg/dL (103nmol/L), e o nível de T3 plasmático é de aproximadamente 0,15µg/dL (2,3nmol/L). Tanto o T4 quanto o T3 são relativamente lipofílicos. Portanto, suas formas livres no plasma estão em equilíbrio com um conjunto muito maior de hormônios da tireoide ligados a proteínas, no plasma e nos tecidos. Hormônios da tireoide livres são adicionados ao conjunto circulante pela tireoide. São esses hormônios livres no plasma que são fisiologicamente ativos e que atuam por retroalimentação para inibir a secreção hipofisária de TSH. (eixo hipotalâmico-hipofisário) Eixo hipotalâmico-hipofisário equilíbrio entre a liberação do hormônio TRH e TSH por meio de um feedback negativo, ou seja, se a concentração de TSH aumenta muito, eu faço uma inibição do TRH, ou se o TSH está baixo, eu faço uma estimulação do TRH. P2 – Fisiologia Humana II 5 Raissa Fidelis - XLVI A função da ligação com proteínas parece ser a de manutenção de um grande conjunto de hormônios que pode ser prontamente mobilizado quando necessário. Além disso, pelo menos para o T3, a ligação do hormônio impede o consumo em excesso pelas primeiras células encontradas e promove uma distribuição tecidual uniforme. Tanto o T4 quanto o T3 totais podem ser medidos por radioimunoensaio. Há também ensaios diretos que medem especificamente apenas as formas livres desses hormônios. Os últimos são as medidas mais clinicamente relevantes, uma vez que essas são as formas ativas e também devido à existência de variações adquiridas e congênitas nas concentrações de proteínas de ligação entre os indivíduos. As proteínas do plasma que se ligam a hormônios da tireoide são a albumina, uma pré-albumina chamada transtiretina (anteriormente chamada de pré-albumina ligada à tiroxina) e uma globulina conhecida como globulina ligadora da tiroxina (TBG, do inglês thyroxine- bindingglobulin). Dentre as três proteínas, a albumina apresenta a maior capacidade de se ligar ao T4 (i.e., ela pode se ligar à maior parte de T4 antes de se tornar saturada) e a TBG possui a menor capacidade. Entretanto, as afinidades das proteínas pelo T4 (a avidez com que se ligam ao T4 sob condições fisiológicas) são tamanhas que a maior parte do T4 circulante se encontra ligada à TBG, com mais de um terço dos sítios de ligação da proteína ocupado. Quantidades menores de T4 são ligadas à transtiretina e à albumina. A meia-vida da transtiretina é de dois dias, a da TBG é de cinco dias e a da albumina é de 13 dias. Normalmente, 99,98% do T4 no plasma se encontra ligado, sendo o T4 livre apenas cerca de 2 ng/dL. Há muito pouco T4 na urina!! Sua meia-vida biológica é longa (cerca de 6 a 7 dias) e seu volume de distribuição é menor que o do LEC (1OL, ou cerca de 15% do peso corporal). Todas essas propriedades são características de uma substância que é FORTEMENTE LIGADA A PROTEÍNAS. O T3 não se liga com a mesma intensidade. Dentre os 0,15µg/dL normalmente encontrados no plasma, 0,2% (0,3ng/dL) se encontra na forma livre. O restante 99,8% está ligado a proteínas, 46% à TBG e a maior parte dos demais à albumina, com muito pouco T3 se ligando à transtiretina. A menor ligação do T3 se relaciona ao fato de ele ter uma meia-vida mais curta que o T4 e ao fato de sua ação nos tecidos ser bem mais rápida. O rT3 também se liga à TBG. Quando ocorre um aumento súbito e estável na concentração plasmática de proteínas ligadoras, a concentração dos hormônios livres da tireoide cai. Entretanto, essa mudança é temporária, porque a diminuição na concentração dos hormônios livres da tireoide na circulação estimula a secreção de TSH, que, por sua vez, provoca um aumento na produção desses hormônios livres. Se tem o TSH baixo, o TRH será aumentado e vice-versa! Um novo equilíbrio é eventualmente atingido, no qual a quantidade total de hormônios da tireoide no sangue é elevada, mas a concentração de hormônios livres, a taxa do seu metabolismo e a taxa de secreção de TSH são normais. Mudanças correspondentes na direção oposta ocorrem quando a concentração de proteínas ligadoras da tireoide diminui. Consequentemente, pacientes com concentrações altas ou baixas de proteínas de ligação, particularmente TBG, geralmente, não são hiper ou hipotireoideos; isto é, eles são eutiroideos. Os níveis de TBG são elevados em pacientes tratados com estrogênio e durante a gravidez, bem como após tratamento com vários medicamentos. Eles são reduzidos por glicocorticoides, P2 – Fisiologia Humana II 6 Raissa Fidelis - XLVI androgênios, pelo fraco androgênio donazol e pelaL- asparaginase, um agente quimioterápico contra o câncer. Vários outros fármacos, inclusive salicilatos, o anticonvulsivante fenitoína e os agentes quimioterápicos mitotano (o, p'-DDD) e 5- fluorouracil inibem a ligação de T4 e T3 a TBG e consequentemente produzem mudanças semelhantes àquelas produzidas por uma diminuição na concentração de TBG. Mudanças no T4 e T3 totais do plasma também podem ser produzidas por alterações nas concentrações plasmáticas de albumina e pré-albumina. O T3 e o T4 são desiodados no fígado, nos rins e em vários outros tecidos. Essas reações de desiodação servem não apenas para catabolizar os hormônios, mas também fornecem uma fonte local de T3, que é supostamente o principal mediador dos efeitos fisiológicos da secreção da tireoide. Um terço do T4 circulante é normalmente convertido a T3 em humanos adultos, e 45% é convertido a rT3. Apenas cerca de 13% do T3 circulante é secretado pela tireoide, enquanto 87% é formado pela desiodação do T4. Do mesmo modo, apenas 5% do rT3 circulante é secretado pela tireoide, e 95% é formado pela desiodação do T4. Deve ser observado também que diferenças acentuadas na razão T3/T4 ocorrem em vários tecidos. Dois tecidos que têm proporções T 3/T4 muito elevadas são a hipófise e o córtex cerebral, devido à expressão de deiodinases específicas. Três desiodinases diferentes atuam nos hormônios da tireoide: D1, D2 e D3. Todas são únicas em apresentar o raro aminoácido selenocisteína, com o átomo de selênio no lugar do de enxofre, que é essencial para sua atividade enzimática. • D1 está presente em altas concentrações no fígado, nos rins, na tireoide e na hipófise. Ela parece ser responsável principalmente pela manutenção da produção de T3 a partir de T4 na periferia. • D2 é encontrada no cérebro, na hipófise e no tecido adiposo marrom. Ela também contribui para a formação de T3. No encéfalo, ela é encontrada nos astrócitos e produz uma reserva de T3 para os neurônios. • D3 também é encontrada no encéfalo e nos tecidos reprodutivos.Ela atua apenas na posição 5 de T4 e T3 e é provavelmente a principal fonte de rT3 no sangue e nos tecidos. Em geral, as desiodinases parecem ser responsáveis por manter as diferenças nas proporções T3/T4 nos diversos tecidos do corpo. No encéfalo, em particular, altos níveis de atividade da desiodinase garantem um abastecimento amplo de T3 ativo. Uma parte do T4 e T3 é convertida adicionalmente a deiodotirosinas pelas desiodinases. T4 e T3 são também conjugadas no fígado para formar sulfatos e glicuronídeo. Esses conjugados entram na bile e passam para o intestino. Os conjugados da tireoide são hidrolisados e alguns são em seguida reabsorvidos (circulação êntero-hepática), mas outros são excretados nas fezes. Além disso, uma parte do T4 e do T3 passa diretamente da circulação para o lúmen intestinal. O iodeto perdido nessas rotas chega a 4% do total da perda diária dessa substância. OBS: Oscilações na Desiodação Bem mais rT3 e bem menos T3 são formados durante a vida fetal, e a proporção se altera para aquela dos adultos cerca de seis semanas após o nascimento. Vários fármacos inibem as desiodinases, produzindo uma queda nos níveis plasmáticos de T3 e um aumento recíproco no rT3. A deficiência de selênio tem o mesmo efeito. Uma grande variedade de doenças não tireoidianas também suprime as desiodinases. Estas incluem queimaduras, trauma, câncer avançado, cirrose, insuficiência renal, infarto do miocárdio e estados febris. O estado de baixo T3 produzido por essas condições desaparece com a convalescença. É difícil avaliar se os indivíduos com um quadro de baixo T3 produzido por fármacos e doenças apresentam hipotireoidismo leve. A dieta também tem um efeito nítido na conversão de T4 aT3. Em indivíduos em jejum, o T3 plasmático é reduzido em 1O a 20% em 24h e em cerca de 50% em 3 a 7 dias, com um aumento correspondente no rT3. Os níveis de T4 livre e ligado permanecem essencialmente normais. Durante fome mais prolongada, a rT3 retorna ao normal, mas o T3 permanece baixo. Ao mesmo tempo, a taxa metabólica basal (TMB) cai e a excreção urinária de nitrogênio, um índice de proteínas, diminui. Portanto, a queda no T3 conserva calorias e proteína. No sentido inverso, alimentação excessiva aumenta o T3 e reduz o rT3. P2 – Fisiologia Humana II 7 Raissa Fidelis - XLVI O funcionamento da tireoide é regulado principalmente por variações no nível circulante do TSH hipofisário. Se eu tenho TSH baixo eu vou precisar estimular a sua produção! • A secreção de TSH é aumentada pelo hormônio hipotalâmico TRH e inibida em retroalimentação negativa por T4 e T3 livres circulantes. Porque é o TRH que estimula o TSH – se o TSH estiver alto, e o T3 e T4, eu vou fazer uma inibição (retroalimentação negativa), para estabelecer um equilíbrio. • O efeito do T4 é aumentado pela produção de T3 no citoplasma das células hipofisárias pela 5'-D2 que elas contêm. • A secreção de TSH também é inibida por estresse, e aumentada pelo frio e diminuída pelo calor. O TSH humano é uma glicoproteína que contém 211 resíduos de aminoácidos. Ela é formada por duas subunidades, designadas α e β. A subunidade α é codificada por um gene no cromossomo 6, e a subunidade β por um gene no cromossomo1. As duas subunidades se tornam ligadas não covalentemente nos tireotrofos hipofisários. O TSH- α é idêntico à subunidade α do TSH do LH, FSH e hCG- α. A especificidade funcional do TSH é conferida pela subunidade β. A estrutura do TSH varia de uma espécie para outra, mas TSHs de outros mamíferos são biologicamente ativos em humanos. ✓ A meia-vida biológica do TSH humano é de cerca de 60 minutos. Ele é degradado na sua maior parte nos rins e em um grau menor no fígado. ✓ A secreção é pulsátil e a produção média começa a aumentar por volta das 21:00 h, atinge o pico por volta da meia-noite e então diminui ao longo do dia. A taxa de secreção normal é de cerca de 110 µg/dia. O nível plasmático médio é de cerca de 2µg/mL. Como a subunidade a no hCG é a mesma que no TSH, grandes quantidades de hCG podem ativar os receptores da tireoide (TR) de modo não específico. Em alguns pacientes com tumores benignos ou malignos de origem placentária, os níveis plasmáticos de hCG podem aumentar tanto a ponto de produzir hipertireoidismo moderado. Quando a hipófise é removida, a função da tireoide é diminuída e a glândula atrofia; quando o TSH é administrado, a função da tireoide é estimulada. • Poucos minutos após a injeção de TSH há aumentos na ligação do iodeto, síntese de T 3 e T 4 e de iodotirosinas, secreção de tireoglobulinas para o coloide e endocitose do coloide. O aprisionamento de iodeto aumenta em poucas horas; ocorre um aumento do fluxo sanguíneo e, com o tratamento crônico de TSH, as células hipertrofiam e o peso da glândula aumenta. SEMPRE QUE A ESTIMULAÇÃO DE TSH É PROLONGADA, A TIREOIDE TORNA-SE DETECTAVELMENTE MAIOR. ✓ O aumento da tireoide é chamado de bócio. O receptor de TSH é um típico receptor com sete domínios transmembrana acoplado à proteína G que ativa a adenilato-ciclase por meio de G5. Ele também ativa a fosfolipase C (PLC). Como outros receptores hormonais glicoproteicos, ele tem um domínio extracelular glicosilado estendido. Além dos receptores de TSH, os tireócitos expressam receptores para o fator de crescimento semelhante à insulina-1 (IGF-1), o fator de crescimento epidermal (EGF, do inglês epidermal growthfactor) e outros fatores de crescimento. O IGF-1 e o EGF promovem o crescimento, enquanto o interferon y e o fator de necrose tumoral a o inibem. O papel fisiológico exato desses fatores na tireoide não está bem estabelecido, mas o efeito das citocinas implica que a função tireoidiana pode serinibida na instalação da inflamação crônica, o que poderia contribuir para a caquexia ou perda de peso. P2 – Fisiologia Humana II 8 Raissa Fidelis - XLVI O efeito de retroalimentação negativa dos hormônios tireoidianos sobre a secreção do TSH é exercido, em parte, em nível hipotalâmico, mas também é devido, em grande parte, a uma ação sobre a hipófise, uma vez que T4 e T3 bloqueiam o aumento na secreção de TSH produzido pelo TRH. Infusões tanto de T4 quanto de T3 reduzem o nível circulante de TSH, que diminui de forma mensurável em uma hora. Em animais experimentais, ocorre um aumento inicial do teor de TSH hipofisário antes do declínio, indicando que os hormônios da tireoide inibem a secreção antes de inibir a síntese. A manutenção diária da secreção tireoidiana depende da interação por retroalimentação dos hormônios da tireoide com o TSH e o TRH. Os ajustes que parecem ser mediados via TRH incluem o aumento da secreção de hormônios tireoidianos produzido pelo frio e, presumivelmente, a diminuição produzida pelo calor. Vale a pena notar que, embora o frio produza um nítido aumento do TSH circulante em animais experimentais e em lactentes humanos, o aumento produzido pelo frio em adultos humanos é desprezível. Consequentemente, nos adultos, o aumento da produção de calor devido ao aumento da secreção de hormônio tireoidiano (termogênese causada pelos hormônios da tireoide) desempenha pouco ou nenhum papel na resposta ao frio. O estresse tem um efeito inibitório sobre a secreção de TRH. A dopamina e a somatostatina atuam em nível hipofisário inibindo a secreção de TSH, mas não se sabe se elas desempenham um papel fisiológico na regulação da secreção de TSH. Os glicocorticoides também inibem a secreção de TSH. A quantidade de hormônio tireoidiano necessária para manter a função celular normal em indivíduos tireoidectomizados costumava ser definida como a quantidade necessária para normalizar a TMB, mas atualmente é definida como o montante necessário para retornar os níveis normais de TSH no plasma. De fato, com a precisão e sensibilidade dos modernos ensaios para TSH e a destacada correlação inversa entre os níveis de hormônios tireoidianos livres no plasma e o TSH plasmático, a medição do TSH é, agora, amplamente reconhecida como um dos melhores testes de função da tireoide. A quantidade de T4 que normaliza o TSH plasmático em indivíduos atireóideos é, em média, de 112µg de T4 por via oral, por dia, em adultos. Cerca de 80% dessa dose são absorvidos a partir do trato gastrintestinal. Ela produz um IT4L (índice de T4 livre) um pouco acima do normal, mas um IT3L (índice de T3 livre) normal, indicando que, em seres humanos, ao contrário de alguns animais experimentais, é o T3 circulante, mais do que o T4, o principal regulador da retroalimentação da secreção de TSH. Alguns dos efeitos mais conhecidos dos hormônios tireoidianos no organismo são consequência do estímulo do consumo de O2 (ação calorigênica), embora os hormônios também afetem o crescimento e o desenvolvimento em mamíferos, ajudem a regular o metabolismo lipídico e intensifiquem a absorção de carboidratos a partir do intestino. Eles também incrementam a dissociação do oxigênio da hemoglobina por meio do aumento da 2,3-difosfoglicerato (DPG). Os hormônios da tireoide entram nas células e o T3 se liga ao TR no núcleo. O T4 também pode se ligar, mas não com tanta avidez. O complexo hormônio-receptor, em seguida, se liga ao DNA por meio dos dedos de zinco e aumenta (ou, em alguns casos, diminui) a expressão de uma variedade de genes diferentes que codificam proteínas que regulam a P2 – Fisiologia Humana II 9 Raissa Fidelis - XLVI função celular. Assim, os receptores nucleares para os hormônios da tireoide são membros da superfamília de fatores de transcrição nucleares sensíveis aos hormônios. Existem dois genes humanos para TR: um gene do receptor α no cromossomo 17 e um gene do receptor β no cromossomo 3. Por splicing alternativo, cada um forma pelo menos dois mRNA diferentes e, portanto, duas proteínas receptoras diferentes. • O TRβ2 é encontrado apenas no encéfalo, mas o TRα1, o TRα2 e o TRβ1 estão amplamente distribuídos. • O TRα2 difere dos outros três na medida em que ele não se liga ao T3 e a sua função ainda não está totalmente estabelecida. Os TRs se ligam ao DNA como monômeros, como homodímeros e como heterodímeros com outros receptores nucleares, em particular, o receptor retinoide X (RXR). O heterodímero TR/RXR não se liga ao ácido 9-cis- retinoico, o ligante comum para o RXR, mas a ligação do TR ao DNA é bastante facilitada em resposta aos hormônios tireoidianos quando o receptor está na forma deste heterodímero. Há também proteínas coativadoras e correpressoras que afetam as ações dos TRs. Presumivelmente, essa complexidade fundamenta a habilidade dos hormônios da tireoide em produzir vários efeitos diferentes no corpo. Na maior parte das suas ações, o T3 atua mais rapidamente e é de três a cinco vezes mais potente que o T4. Isto ocorre porque o T 3 é menos fortemente ligado a proteínas plasmáticas que o T4, mas se liga mais avidamente aos receptores do hormônio da tireoide. ✓ Como destacado previamente, o rT3 é inerte. O T4 e o T3 aumentam o consumo de O2 em quase todos os tecidos metabolicamente ativos. As exceções são o encéfalo adulto, os testículos, o útero, os linfonodos, o baço e a adeno-hipófise. • O T4 na verdade reduz o consumo de O2 da adeno- hipófise, presumivelmente porque ele inibe a secreção de TSH. • O aumento da taxa metabólica produzida por uma única dose de T4 se torna mensurável após um período de latência de várias horas e dura seis dias ou mais. Uma parte do efeito calorigênico dos hormônios da tireoide se deve ao metabolismo dos ácidos graxos que eles mobilizam. Além disso, os hormônios tireoidianos aumentam a atividade da Na+-K+-ATPase ligada à membrana em muitos tecidos. Quando a taxa metabólica está aumentada por T4 e T3 em adultos, a excreção de nitrogênio aumenta; se a ingestão de alimentos não aumentar, proteína endógena e depósitos de gordura são catabolizados e perde-se peso. Em crianças com hipotireoidismo, pequenas doses de hormônios da tireoide provocam um balanço positivo de nitrogênio, pois elas estimulam o crescimento. Porém, altas doses causam catabolismo proteico semelhante àquele produzido no adulto. ➢ O potássio liberado durante o catabolismo proteico aparece na urina e também há um aumento da hexosamina urinária e da excreção de ácido úrico. Quando a taxa metabólica está aumentada, a necessidade de todas as vitaminas é maior, e síndromes de deficiência de vitaminas podem ser precipitadas. ➢ Os hormônios da tireoide são necessários para a conversão hepática do caroteno em vitamina A, e o acúmulo de caroteno na corrente sanguínea (carotenemia) no hipotireoidismo é responsável pela coloração amarelada da pele. ➢ A carotenemia pode ser distinguida da icterícia, pois na primeira condição a esclera não está amarelada. A pele normalmente contém uma variedade de proteínas combinadas com polissacarídeos, ácido hialurônico e ácido condroitínico sulfúrico. No hipotireoidismo, esses complexos acumulam, promovendo a retenção de água e o inchaço característico da pele (mixedema). Quando os hormônios da tireoide são administrados, as proteínas são metabolizadas, e a diurese continua até que o mixedema desapareça. A secreção de leite é diminuída no hipotireoidismo e estimulada pelos hormônios tireoidianos, um fato por vezes empregado na prática pela indústria de laticínios. Os hormônios da tireoide não estimulam o metabolismo do útero, mas são essenciais para os ciclos menstruais normais e para a fertilidade. Grandes doses de hormônios tireoidianos provocama produção de calor extra suficiente para levar a um ligeiro aumento da temperatura corporal, o que por sua vez, ativa os mecanismos de dissipação de calor. A resistência periférica diminui devido à vasodilatação cutânea, e isso aumenta os níveis renais de absorção de Na+ e água, expandindo o volume sanguíneo. O débito cardíaco é aumentado pela ação direta dos P2 – Fisiologia Humana II 10 Raissa Fidelis - XLVI hormônios da tireoide, bem como o das catecolaminas no coração, de modo que a pressão de pulso e a frequência cardíaca são aumentadas e o tempo de circulação é diminuído. O T3 não é formado, a partir do T4 nos miócitos cardíacos. Porém, o T3 circulatório entra nos miócitos, se combina com os seus receptores e entra no núcleo, onde promove a expressão de alguns genes e inibe a expressão de outros. Aqueles que são estimulados incluem os genes para a cadeia pesada da α-miosina, a Ca2+-ATPase do retículo sarcoplasmático, os receptores β-adrenérgicos, as proteínas G, a Na+-K+- ATPase e certos canais de K+. Aqueles que são inibidos incluem os genes para a cadeia pesada de α- miosina, os fosfolambanos, dois tipos de adenilato-ciclase, os receptores nucleares de T 3 e o NCX, que é o trocador Na+-Ca2+. O resultado líquido é o aumento da frequência cardíaca e da força de contração. As duas isoformas da cadeia pesada da miosina (MHC), α-MHC e β -MHC, produzidas pelo coração, são codificadas por dois genes altamente homólogos localizados no braço curto do cromossomo 17. Cada molécula de miosina consiste em duas cadeias pesadas e dois pares de cadeias leves. A miosina que contém β-MHC tem menor atividade ATPásica que a miosina que possui α -MHC. A α -MHC predomina nos átrios em adultos, e seu nível é aumentado pelo tratamento com hormônios da tireoide. Isto aumenta a velocidade da contração cardíaca. Ao contrário, no hipotireoidismo a expressão do gene α-MHC é diminuída e aquela do gene β - MHC é aumentada. No hipotireoidismo, a atividade mental é baixa e o nível de proteína no líquido cerebrospinal (LCS) é elevado. Os hormônios tireoidianos revertem essas mudanças e grandes doses provocam atividade mental rápida, irritabilidade e inquietação. No geral, o fluxo sanguíneo cerebral e o consumo de glicose e O2 pelo cérebro são normais no hipo e no hipertireoidismo adulto. No entanto, os hormônios da tireoide entram no encéfalo dos adultos e são encontrados na substância cinzenta em vários locais diferentes. Além disso, os astrócitos no encéfalo convertem T4 em T3, e há um aumento acentuado na atividade de D2 cerebral após tireoidectomia, que é revertido em 4 horas por uma única dose intravenosa de T3. Alguns dos efeitos dos hormônios da tireoide no encéfalo são provavelmente resultantes da resposta aumentada às catecolaminas, com a consequente ativação elevada do sistema ativador reticular. Além disso, os hormônios da tireoide têm efeitos acentuados no desenvolvimento cerebral. As partes mais afetadas do sistema nervoso central (SNC) são o córtex cerebral e os núcleos da base. Além disso, a cóclea também é afetada. Consequentemente, a deficiência de hormônio tireoidiano durante o desenvolvimento provoca deficiência mental, rigidez motora e surdez-nudez. Deficiências na síntese do hormônio da tireoide secundárias à falência dos tireócitos em transportar iodeto presumivelmente também contribuem para a surdez na síndrome de Pendred. Os hormônios tireoidianos também exercem efeitos nos reflexos! O tempo de reação do reflexo de estiramento é encurtado no hipertireoidismo e prolongado no hipotireoidismo. A medição do tempo de reação do reflexo Aquileu do tornozelo tem atraído a atenção como um teste clínico para a avaliação da função da tireoide, mas esse tempo de reação também é afetado por outras doenças e, portanto, não é uma avaliação específica da atividade tireoidiana. As ações dos hormônios da tireoide e as catecolaminas noradrenalina e adrenalina estão intimamente relacionadas. A adrenalina aumenta a taxa metabólica, estimula o sistema nervoso e produz efeitos cardiovasculares semelhantes àqueles dos hormônios tireoidianos, embora a duração dessas ações seja breve. A noradrenalina tem geralmente ações semelhantes. A toxicidade das catecolaminas é acentuadamente aumentada em ratos tratados com T4. Embora os níveis de catecolaminas plasmáticas sejam normais no hipertireoidismo, os efeitos cardiovasculares, tremores e sudorese que são vistos nos casos de excesso de hormônios da tireoide, podem ser reduzidos ou abolidos por meio da simpatectomia. Eles também podem ser reduzidos por fármacos como o propranolol, que bloqueia os receptores β-adrenérgicos. De fato, o propranolol e outros β-bloqueadores são utilizados extensivamente no tratamento da tireotoxicose e no tratamento da exarcebação grave do hipertireoidismo, chamadas de tempestades da tireoide. No entanto, embora os β -bloqueadores sejam inibidores fracos da conversão extratireoidiana do T4 em T3, e consequentemente possam produzir uma pequena queda no T3 plasmático, eles têm pouco efeito em outras ações dos hormônios da tireoide. Presumivelmente, o sinergismo funcional observado entre catecolaminas e hormônios tireoidianos, particularmente em contextos patológicos, decorre da sobreposição de suas funções biológicas, bem como da habilidade dos hormônios tireoidianos em aumentar a expressão dos receptores de catecolamina e os efetores de sinalização aos quais eles estão ligados. P2 – Fisiologia Humana II 11 Raissa Fidelis - XLVI Fraqueza muscular ocorre na maioria dos pacientes com hipertireoidismo (miopatia tireotóxica), e quando o hipertireoidismo é grave e prolongado, a miopatia pode ser grave. A fraqueza muscular deve-se, em parte, ao aumento do catabolismo proteico. Os hormônios da tireoide afetam a expressão dos genes MHC no músculo esquelético assim como no músculo cardíaco. No entanto, os efeitos produzidos são complexos e sua relação com a miopatia não é conhecida. O hipotireoidismo está também associado à fraqueza muscular, câimbras e rigidez. Os hormônios da tireóide aumentam a taxa de absorção de carboidratos a partir do trato gastrintestinal, uma ação que é provavelmente independente de sua ação calorigênica. No hipertireoidismo, portanto, o nível de glicose plasmática aumenta rapidamente após uma refeição com carboidratos, às vezes excedendo o limiar renal. No entanto, ele cai novamente em uma taxa rápida. Os hormônios tireoidianos diminuem os níveis de colesterol circulante. O nível plasmático de colesterol cai antes que as taxas metabólicas aumentem, o que indica que esta ação é independente do estímulo ao consumo de O2. A diminuição da concentração de colesterol no plasma se deve ao aumento da formação de receptores de lipoproteínas de baixa densidade (LDL) no fígado, resultando em aumento da remoção hepática do colesterol da circulação. Apesar de esforço considerável, no entanto, não tem sido possível produzir um análogo do hormônio da tireoide clinicamente útil que diminua o colesterol plasmático sem aumentar o metabolismo. Os hormônios da tireoide são essenciais para um crescimento normal e para a maturação esquelética. Em crianças com hipotireoidismo, o crescimento ósseo é retardado e o fechamento epifisário atrasado. Na ausência de hormônios tireoidianos, a secreção do hormônio do crescimento também é deprimida. Isso prejudica ainda mais o crescimento e o desenvolvimento, uma vez que os hormônios da tireoide normalmente potencializam o efeito do hormônio do crescimento nos tecidos. P2 – Fisiologia Humana II 12 Raissa Fidelis - XLVI
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