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No instagram : @estetodamaria Curta, salve e deixe seu comentário para me apoiar 😊 Conceitos básicos para compreensão da fisiologia endócrina Funções do sistema endócrino: 1. Garantir a reprodução 2. Promover crescimento e desenvolvimento 3. Garantir a homeostase do meio interno O que é hormônio e o que é ação endócrina • Hormônio é um mensageiro químico com ação mais generalizada e ampla que chega no seu alvo usando o sangue como meio de transporte. O efeito de um hormônio é mais lento e duradouro. Além disso, o hormônio precisa identificar receptores específicos nas suas células alvo. São produzidos e secretados por glândulas endócrinas clássicas e não clássicas. A definição clássica de hormônio diz tratar-se de substância química produzida por tecidos especializados e secretada na corrente sanguínea, onde é conduzida até os tecidos-alvo. Entretanto, esta definição foi concebida quando a maioria dos sistemas hormonais conhecidos era restrita a vertebrados, sendo que vários princípios desta definição já foram revisados de acordo com o conhecimento atual: o Existem os ecto-hormônios, os quais atravessam o ar ou a água (como os feromônios, os alomônios e cairomônios). o Alguns hormônios não precisam ser secretados e, assim, têm função intácrina. • Atualmente, o melhor conceito para definir hormônio é: substância química não nutriente capaz de conduzir determinada informação entre uma ou mais células. Sistemas hormonais clássicos: • Sistemas endócrino, parácrino, autócrino o Endócrino: se utiliza da corrente sanguínea. Alcance maior, com célula-alvo distante. o Parácrino: efeito do hormônio sobre uma região próxima. O hormônio difunde-se pelo interstício. o Autócrino: ação sobre si mesmo, mesmo assim é secretado. • OBS: citocinas são peptídeos secretados por células no líquido extracelular e podem funcionar como hormônios autócrinos, parácrinos ou endócrinos (como leptina). Sistemas hormonais não clássicos: • Sistemas criptócrino, justácrino e intrácrino o Criptócrino: secreção e ação do hormônio em um sistema fechado e envolve diferente células (como célula de Sertoli e as espermátides). o Justácrino: hormônio sintetizado passa a integrar a membrana celular, com parte da proteína localizada no meio extracelular (como os fatores de crescimento EGF, TGF-alfa e TNF-alfa). o Intrácrino: atua na própria célula sem precisar sair da mesma. o Ação neural: neurotransmissores são liberados por terminais de axônios de neurônios nas junções sinápticas e atuam No instagram : @estetodamaria Curta, salve e deixe seu comentário para me apoiar 😊 localmente para controlar as funções das células nervosas. Hormônios neuroendócrinos são secretados por neurônios no sangue circulante e influenciam a função de células-alvo, em outro local do corpo. Claude Bernard, considerado o pai da Fisiologia e quem lançou o conceito de homeostase na segunda metade do século XIX, já demonstrara que a manutenção do meio interno dependia da atividade coordenada de dois sistemas essenciais: o sistema endócrino e o sistema nervoso autônomo, salientando que a acetilcolina e a norepinefrina podiam circular no sangue agindo como verdadeiros hormônios. A medula suprarrenal, um dos primeiros sistemas definido como neuroendócrino, é sabidamente glândula e gânglio pós-ganglionar ao mesmo tempo. O importante hoje é saber que há moléculas como a epinefrina, por exemplo, que agem como hormônio e como neurotransmissor na transmissão sináptica. Diferenças entre glândulas endócrinas clássicas e não clássicas • Clássicas: tem a produção hormonal como função primária. o Tireoide, ovários, testículos, pâncreas, hipófise., paratireoide e suprarrenal, • Não clássicas: tecidos que não possuem a produção hormonal como função primária. o Tecido adiposo, rins, endotélio e coração . Natureza química dos hormônios: • Compreende-se então que, dependendo da sua composição química, um hormônio é hidro ou lipossolúvel e, consequentemente, várias de suas características decorrerão dessas suas qualidades físico-químicas: o Hidrossolúveis: secretados em vesículas, envolvendo aumento [Ca+2] intracelular e contração do citoesqueleto. Por não conseguirem atravessar a membrana celular, é característico desses hormônios apresentarem receptores localizados na membrana da célula-alvo. ▪ Aminoácidos modificados: síntese dependente da disponibilidade intracelular do aa e do conteúdo e atividade das enzimas-chave no processo de metabolização do aa. No instagram : @estetodamaria Curta, salve e deixe seu comentário para me apoiar 😊 ▪ Peptídicos/proteicos: codificados por genes específicos, seguindo os princípios básicos de transcrição e tradução. Vale ressaltar que, após a etapa da tradução, ocorrem processos de metabolização pós- traducional. Esses processos são fundamentais para a atividade biológica de alguns hormônios. o Lipídicos: síntese dependente do aporte do substrato lipídico precursor à célula secretora e da presença de enzimas específicas que metabolizam a molécula precursora até chegar à forma ativa. A grande maioria deriva do colesterol (hormônios esteroides). Alguns podem derivar de análogos do colesterol, os calciferóis, originando as diferentes formas de vitamina D. Secretados por difusão na membrana plasmática à medida que são sintetizados. Dessa maneira, não há estoque desses hormônios na célula secretora. Apresentam atividade biológica bastante diversa (metabolismo dos carboidratos, por glicocorticoides, até funções reprodutoras, por andrógenos, progesterona e estrógenos). ▪ Exemplos e locais de síntese: Hormônios esteroides derivados do colesterol podem ser produzidos tanto no córtex suprarrenal como nas gônadas. O tipo de hormônio a ser sintetizado em cada território depende da presença de enzimas específicas na célula, conduzindo a rota da esteroidogênese para determinados produtos. Metabolismo e depuração hormonal: • A intensidade da remoção do hormônio do sangue é chamada de depuração metabólica. • Hormônios hidrossolúveis: solubilizam-se facilmente no interstício e no sangue, circulando livremente. Entretanto, há exceções: GH e os IGF (insulin-like growth fator) costumam cirular ligados a uma proteína carregadora. o Meia-vida: alguns territórios do organismo são ricos em enzimas proteolíticas, como o fígado e o rim, sendo locais de degradação de hormônios proteicos. Uma vez que a cadeia peptídica seja quebrada, a atividade biológica do hormônio é perdida. Além disso, na célula-alvo da ação hormonal ocorre um contínuo processo de internalização do complexo hormônio-receptor; e, por ação de lisossomos, ocorre a metabolização/degradação dos hormônios. Alguns desses hormônios têm meia-vida No instagram : @estetodamaria Curta, salve e deixe seu comentário para me apoiar 😊 (definida como tempo necessário para degradar 50% da quantidade secretada em um dado momento) extremamente curta, como a da insulina, que é de 5 a 8 minutos • Hormônios lipossolúveis: necessitam da ligação com proteínas que os englobam para conferir hidros solubilidade .e evitar a formação de gotículas gordurosas, as quais poderiam agir como trombos e obstruir capilares. Existem proteínas que são ligadoras especificas dos vários hormônios lipossolúveis, designadas BG (binding globulin). Podem ligar andrógenos (ABG); estrógenos (EBG), hormônios tireoidianos (TBG) e glicocorticois (CBG). Além disso, a albumina é outro importante ligante de hormônios lipossolúveis. Apresentam receptores intracelulares em suas células-alvo, pois, a ligação hormônio-proteína,por ser dinâmica, acaba por deixar pequenas frações de hormônio temporariamente livres. São essas frações livres que imediatamente se fundem à membrana da célula-alvo e vão para o meio intracelular para desencadear a atividade biológica. Mecanismo de ação é desencadeado a partir da sua ligação a receptores intracelulares, cujo complexo hormônio-receptor termina por se ligar em locais específicos da região promotora de genes-alvo, agindo como fatores transcricionais da expressão gênica. Entretanto, recentes observações demonstram que esses hormônios também têm ações biológicas imediatas, independentes do controle de transcrição gênica e utilizando-se de segundos mensageiros, sugerindo a existência de receptores na membrana plasmática e/ou intracelulares. O efeito biológico dos hormônios lipossolúveis depende da sua quantidade na forma livre. Algumas situações fisiológicas (como a gravidez) ou patológicas (como na doença hepática) podem aumentar ou diminuir a quantidade de proteínas carregadoras; consequentemente, aumentando ou diminuindo a quantidade total de hormônio, sem que isso signifique alteração na sua quantidade livre, e, portanto, na magnitude do efeito biológico do hormônio. o Meia-vida: esses hormônios são passíveis de inúmeros processos de metabolização (ou de conversão da molécula), podendo formar tanto metabólitos inativos como ativos, apresentando meia-vida longa. Processos de conjugação com ácido glicurônico ou de sulfatação ocorrem principalmente no fígado, e, em geral, inativam os hormônios esteroides. Adicionalmente, pode ocorrer a geração de metabólitos ainda biologicamente ativos: a testosterona, um andrógeno, no tecido adiposo pode ser convertida a estrógeno (por uma enzima tipo aromatase) e, nos tecidos- alvo de ação androgênica, a di- hidrotestosterona (por uma enzima tipo 5 alfarredutase), outro potente andrógeno. No instagram : @estetodamaria Curta, salve e deixe seu comentário para me apoiar 😊 Sinalização hormonal • Importância dos receptores hormonais Os receptores hormonais estão presentes nas células-alvo (na membrana celular, no citoplasma ou no núcleo da célula) e são elementos fundamentais na resposta endócrina. Sem eles, o hormônio circulante não consegue gerar uma resposta. Quando o hormônio se combina com seu receptor, essa ação em geral inicia uma cascata de reações na célula, com cada etapa ficando mais potencialmente ativada, de modo que até pequenas concentrações do hormônio podem ter grande efeito. O número e a sensibilidade dos receptores hormonais são regulados, podendo haver down- regulation quando aumentada a ligação hormônio- receptor. A up-regulation pode ocorrer pelo efeito de alguns hormônios na célula-alvo, o que aumenta a sensibilidade do tecido-alvo aos efeitos de estimulação hormonal. • Tipos de interações: o Receptores ligados a canais iônicos: combinação hormônio-receptor altera a estrutura do receptor, geralmente abrindo ou fechando o canal para um ou mais íons. A maioria dos hormônios que abre ou fecha canais iônicos o faz, indiretamente, por acoplamento com receptores ligados às proteínas G ou ligados a enzimas, como discutido a seguir. o Receptores hormonais ligados à proteína G: quando o ligante (hormônio) se une à parte extracelular do receptor, ocorre alteração da conformação no receptor, ativando as proteínas G e induzindo sinais intracelulares que (1) abrem ou fecham os canais iônicos da membrana celular, (2) mudam a atividade de uma enzima no citoplasma da célula, ou (3) ativam a transcrição gênica. Alguns hormônios se acoplam a proteínas G inibitórias (denotadas como proteínas Gi), enquanto outros se unem a proteínas G estimuladoras (denotadas como proteínas Ge). Dessa forma, dependendo do acoplamento do receptor hormonal à proteína G inibitória ou estimuladora, o hormônio pode aumentar ou diminuir a atividade das enzimas intracelulares. o Receptores hormonais ligados a enzimas: Os receptores ligados a enzimas têm seu local de ligação ao hormônio no exterior da membrana celular e seu local catalítico ou de ligação a enzima, no interior. Quando o hormônio se liga à parte extracelular do receptor, é ativada (ou por vezes inativada) uma enzima, imediatamente dentro da membrana celular. Embora muitos receptores ligados a enzimas tenham atividade enzimática intrínseca, outros dependem de enzimas que se associam estreitamente ao receptor para produzir alterações na função celular. o Receptores hormonais intracelulares e ativação de genes: o complexo hormônio- receptor ativado então se liga à sequência do DNA regulador (promotor) específico chamado elemento de resposta hormonal e, No instagram : @estetodamaria Curta, salve e deixe seu comentário para me apoiar 😊 dessa maneira, ativa ou reprime a transcrição de genes específicos e a formação de RNA mensageiro (mRNA). o Segundos mensageiros: No instagram : @estetodamaria Curta, salve e deixe seu comentário para me apoiar 😊 Regulação das glândulas endócrinas • Importância do sistema de retroalimentação (feedback) para o controle da atividade hormonal: Manutenção do equilíbrio de secreção ou do ritmo de secreção. Os mecanismos de retroalimentação podem ser regulados tanto por hormônios como por substratos metabólicos, podendo envolver vários níveis de regulação. Algumas funções endócrinas estão sob um controle que chamamos de eixo hipotálamo-hipófise-glândula periférica (incluem-se aqui as gônadas, a tireoide e o córtex suprarrenal). Por outro lado, mecanismos de retroalimentação podem implicar apenas a secreção de um hormônio e um substrato metabólico diretamente envolvido na sua ação (homeostase da glicemia). o Importância do ritmo de secreção: pode variar tanto ao longo de 1 dia (a secreção de cortisol é maior pela manhã, diminuindo à noite; a isto chamamos de ritmo circadiano de secreção), como pode variar ao longo de vários dias (a secreção de gonadotrofinas hipofisárias na mulher eleva-se durante cerca de 24 h a cada 28 dias, a isto chamamos de ritmo infradiano de secreção). Além disso, mesmo a chamada secreção constante de hormônio, em geral, é obtida a partir de pulsos secretórios, de intervalos curtos (20 a 30 minutos), e que proporcionam ao longo do tempo (dia ou meses) uma concentração média constante de hormônio. ▪ Preservação do efeito biológico do hormônio. ▪ Proporciona momento de maior repouso para a célula secretora. ▪ Determina o padrão de expressão de seus receptores específicos, fundamental para a concretização da ação hormonal. • Diferenças entre feedback negativo e feedback positivo o Feedback negativo impede a hiperatividade dos sistemas hormonais. Depois que o estímulo causa liberação do hormônio, condições ou produtos decorrentes da ação do hormônio tendem a suprimir sua liberação adicional. o Surtos de secreção hormonal podem ocorrer com feedback positivo: Em alguns casos, ocorre feedback positivo quando a ação biológica do hormônio causa sua secreção adicional. Exemplo desse feedback positivo é o surto de secreção de hormônio luteinizante (LH) que ocorre em decorrência do efeito estimulatório do estrogênio sobre a hipófise anterior, antes da ovulação. No instagram : @estetodamaria Curta, salve e deixe seu comentário para me apoiar 😊 Fisiopatologias • Diabetes melito: decorrente de falha na secreção ou na ação do hormônio insulina, atualmente é uma doença endêmica. • Obesidade. • Uso indevido de hormônios. • Geralmente, as doenças endócrinas envolvem diminuição ou aumento da atividade de um determinado hormônio, e as abordagensterapêuticas devem visar à correção desse desequilíbrio. Assim, é importante lembrar que se pode aumentar ou diminuir uma determinada atividade hormonal tanto por elevar ou abaixar a concentração hormonal no sangue, como por estimular ou inibir os fenômenos envolvidos no mecanismo de ação do hormônio, que são os determinantes do seu efeito biológico final. No instagram : @estetodamaria Curta, salve e deixe seu comentário para me apoiar 😊 Glândulas Endócrinas, Hormônios e suas Funções e Estrutura No instagram : @estetodamaria Curta, salve e deixe seu comentário para me apoiar 😊 Referências bibliográficas: Mecanismo de Ação dos Hormônios: Seminário apresentado pela aluna TAMARA ZINN FERREIRA na disciplina BIOQUIMICA DO TECIDO ANIMAL, no Programa de Pós-Graduação em Ciências Veterinárias da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, no primeiro semestre de 2013. Professor responsável pela disciplina: Félix H. D. González. Guyton & Hall - Tratado de Fisiologia Médica - 13ª edição Margarida de Mello Aires - Fisiologia - 5ª edição
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