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Foca na Medicina Aula 2 – Biologia Material do Aluno Professores: Rafael Cafezeiro Acúmulo e Mobilização de Reservas O acúmulo e mobilização de reservas está intimamente relacionado com o sistema endócrino, por isso muitas glândulas e seus respectivos hormônios serão aqui comentados. Pâncreas O pâncreas é o mais famoso exemplo de glândula mista ou anfícrina, ou seja, possui porções exócrinas e endócrinas. Os ácinos pancreáticos produzem e secretam o suco pancreático no duodeno. Já as Ilhotas pancreáticas (ou de Langerhans) são responsáveis pela produção e secreção dos hormônios glucagon e insulina. Insulina A insulina é o hormônio proteico secretado pelas células beta das ilhotas pancreáticas em situações de hiperglicemia. Fonte da imagem. Na figura vemos o pâncreas secretando via célula beta a insulina. A ligação da insulina às células alvo promove vários efeitos dentre eles, a liberação de permeases do tipo GLUT-4 para a membrana plasmática. Isso permite influxo de glicose para muitas células do organismo. Esse processo ajuda as células a suprirem suas demandas energéticas, em algumas situações para acumular reservas através da ativação de enzimas como a glicogênio sintetase. Além disso a ativação da glicoquinase nessas células evita que a glicose, na forma fosforilada saia do fígado. Vale ressaltar que há formação de glicogênio muscular também. mailto::http://naturezafarmaceutica.blogspot.com.br/2012/04/diabetes-na-pratica-clinica-1_27.html Fonte da imagem Além de estimular a conversão de glicose à glicogênio (glicogênese), a insulina também estimula a produção de ácidos graxos e consequentemente, síntese de lipídeos (lipogênese) nos hepatócitos e nos adipócitos. E para potencializar o acúmulo de gordura promove a inibição de lipases. Podemos perceber que a insulina, um hormônio hipoglicemiante, estimula a diminuição da glicemia, consumo de glicose, e produção de reservas. Há também estimulo de síntese proteica. Glucagon Em situação de hipoglicemia ou atividade física, as células alfas das ilhotas de pancreáticas secretam o glucagon, que é parcialmente antagônico à insulina. Esse hormônio tem atividade hiperglicemiante, ou seja, estimula o aumento de glicose sanguínea. Suas funções são basicamente: - Glicongenólise hepática: consiste na quebra do glicogênio do fígado; mailto:https://en.wikibooks.org/wiki/Principles_of_Biochemistry/Glucose,Glycogen_and_Diabetes - Gliconeogênese: transformação de compostos não glicídicos em glicose no fígado. -Lipólise: quebra de triglicerídeos. Adrenais ou suprarrenais Fonte da imagem Se localizam na porção superior dos rins. Essas glândulas possuem duas porções distintas com funções distintas, o córtex e a medula. Fonte da imagem mailto:http://www.linkirado.net/dia/25/10/2011 mailto:https://www.kullabs.com/class-8/health-and-physical-education/introduction-to-human-body/glandular-system-1 Córtex Essa porção da suprarrenal produz os corticoides, hormônios esteroides (provenientes do colesterol). Abordaremos os dois principais grupos de hormônios do córtex da suprarrenal, os mineralocorticoides e glicocorticoides. Há também a produção de hormônios androgênicos. Na aula de hoje não abordaremos os Mineralocorticoides (aldosterona, por exemplo). Glicocorticoides Fonte da imagem Esse outro grupo de hormônios inclui o cortisol (principalmente), dentre outros. São hormônios liberados e, situação de estresse e tem relação com o aumento de da concentração de glicose. Comentaremos preferencialmente os efeitos do cortisol. -Gliconeogênese a partir de aminoácidos e glicerol. - Proteólise. Quebra de proteínas. - Ação anti-flamatória como anti-inflamatórios). A secreção de cortisol é estimulada pelo ACTH que em resposta ao estresse e hipoglicemia mailto:https://www.fasting.fr/cortisol-hormone-amie-ou-ennemie/ Medula das Adrenais Essa região da suprarrenal secreta adrenalina e noradrenalina, também conhecidas como epinefrina e norepinefrina. Esses hormônios são liberados principalmente em situações de estresse e perigo sob estímulo do sistema nervoso simpático. Desta forma o corpo fica preparado para o estado de luta e fuga. Devemos destacar algumas consequências importantes: - glicólise. - lipólise. - glicogenólise hepática com a finalidade de aumentar glicose no plasma. - glicogenólise muscular. -vasoconstrição periférica. - aumento da frequência cardíaca. - broncodilatação, o que aumenta a ventilação pulmonar. Tireóide Fonte da imagem Figura: localização da tireoide. T3 e T4 A tireoide possui folículos que acumulam tireoglobulina e iodo que serão usados na mailto:http://www.theborneopost.com/2015/10/27/doctor-raises-key-issues-on-thyroid-diseases-and-their-complications/ síntese de tiroxina (T4) e tri-iodo-tironina (T3). O iodo bombeado pelas células foliculares é convertido a iodeto e é se une a tireoglobulina. Com a iodinação dos grupos tirosil da tireoglubulina há formação de tetraiodotirosina (T4 ou tiroxina) e de triiodotironina (T3). A maior parte da secreção é sob a forma de tiroxina (mais de 90%). Esses hormônios, uma vez no sangue, podem se combinar a transportadores como a albumina. Nas células aproximadamente 90% do T4 tornando-se T3. Fonte da imagem Figura: folículos da tireoide. Os hormônios tireoideos agem em todos os tecidos, aumentando a taxa metabólica, que culmina em aumento da liberação de calor, desenvolvimento fetal, suporte ao sistema nervoso, aumento da frequência cardíaca, aumento da pressão sanguínea. Esses hormônios também estimulam a gliconeogênese, glicólise, metabolização de lipídeos. Em anfíbios há relação com a metamorfose. 1.1.1- Hipertireoidismo. O aumento da função glandular pode ter origem em tumores benignos, reação de autoanticorpos anti receptor de TSH. Podemos citar como exemplos o bócio tóxico e a Doença de Graves. Os mais comuns sintomas do hipertiroidismo são emagrecimento excessivo, agitação; taquicardia, e exoftalmia. mailto:http://pt-br.infomedica.wikia.com/wiki/Fisiologia_da_Gl%C3%A2ndula_Tire%C3%B3ide Fonte da imagem Figura: exoftalmia. 1.1.2 - Hipotireoidismo É decorrente basicamente da falta de T3 e T4. A mais comum causa é o bócio endêmico (papo), causado pela falta de iodo na alimentação, principalmente frutos do mar. O papo surge a partir da hipertrofia da tireoide tentando compensar a carência em iodo. O sal iodado tenta suprir nossas demandas diárias nesse nutriente indispensável para a formação de T3 e T4. Podemos destacar os sintomas: sonolência; obesidade; hipotermia, mixedema e braquicardia. O hipotireoidismo na vida intrauterina pode gerar cretinismo. Figura: bócio. Fonte da imagem Nessa aula não comentaremos sobre as células parafoliculares e a calcitonina. mailto:https://www.pinterest.com/pin/434386326532381997/ mailto:http://www.patrocinioonline.com.br/blogs/detalhes/1822-c-ncer-de-tire-ide.html 1. (UFMG) A importância do iodo na síntese de hormônios tireoidianos é representada na experiência abaixo (Figura I), em que dois grupos de animais foram submetidos a dietas diferentes: um grupo alimentado com uma dieta sem iodo (DSI), e o outro com a mesma dieta suplementada com iodeto de potássio (DSI + KI). A figura II ilustra a regulação da produção dos hormônios T3 e T4 pela tireoide. Com base nos dados das figuras e em outros conhecimentos sobre o assunto, a) CITE o hormônio que depende da presença de iodo na dieta para sua produção. JUSTIFIQUE. b) EXPLIQUE por que a concentração plasmática de TSH é aumentada na ausência de iodo na dieta. c) CITE duas consequências da carência de iodo na dieta para o organismo. 2. (UniRio) O mundo vai se vestir de azul: Monumentos receberão a cor azul para simbolizar a doençaNesta sexta-feira, vários monumentos do mundo serão iluminados em azul para marcar o Dia Mundial do Diabetes. No Brasil estão confirmados 91 monumentos, entre eles o Cristo Redentor, no Rio de Janeiro, o MASP, em São Paulo e o Elevador Lacerda, em Salvador. Desde 2007, a data passou a fazer parte do calendário oficial das Nações Unidas que reconheceu o diabetes como doença crônica que traz graves efeitos econômicos e sociais. (...) A insulina foi descoberta há 87 anos, mesmo assim muitos doentes ainda não têm acesso a ela. O dia 14 de novembro foi escolhido para ser o Dia Mundial do Diabetes por ser o dia do nascimento do descobridor da insulina, Frederick Banting, em 1921, no Canadá. O diagnóstico de diabetes em uma criança tem um peso muito grande para o dia dela, pois obriga a mudanças de comportamento, injeções de insulina e controle dos níveis de açúcar no sangue. Participe, informe-se e ajude a divulgar as informações sobre o diabetes para que essa doença não avance mais no mundo. http://g1.globo.com/Noticias/Ciencia Que explicação você oferece a uma pessoa leiga, que o aborda e pergunta: a) O que é insulina? b) Onde ela é produzida? 3. (Fuvest) O gráfico mostra os níveis de glicose medidos no sangue de duas pessoas, sendo uma saudável e outra com diabetes melito, imediatamente após uma refeição e nas cinco horas seguintes. a) Identifique a curva correspondente às medidas da pessoa diabética, justificando sua resposta. b) Como se explicam os níveis estáveis de glicose na curva B, após 3 horas da refeição? 4. (Ufpa) Calcula-se que existam em diversos países pobres do mundo cerca de 200 milhões de pessoas afetadas pelo bócio endêmico ou carencial. No Brasil, a adição obrigatória de iodo ao sal de cozinha comercializado fez com que o bócio deixasse de ser uma enfermidade endêmica. Sobre o assunto, responda: a) Qual a glândula que tem sua produção de hormônios comprometida pela falta de iodo? b) Quais são os hormônios produzidos pela glândula a que se refere a pergunta a) e qual a sua função no organismo humano? 5. (Ufmg) Na última década, um número crescente de pesquisas tem mostrado que a prática de exercício físico é uma atividade benéfica para a saúde humana. Em uma dessas pesquisas, três grupos de indivíduos - I, II e III -, com diferentes distúrbios de saúde, foram submetidos a atividade física regular e supervisionada. Ao final do período de condicionamento físico, esses indivíduos apresentaram estes resultados: - Grupo I: Redução da concentração de glicose no sangue. - Grupo II: Redução da pressão sanguínea. - Grupo III: Aumento de lipólise. a) Com base nessas informações e em outros conhecimentos sobre o assunto, CITE o provável distúrbio que acomete os indivíduos de cada um desses grupos. b) Considerando os três grupos de indivíduos pesquisados, CITE o(s) órgão(s) ou o(s) tecido(s) associado(s) ao distúrbio específico indicado em cada um deles. JUSTIFIQUE sua resposta. c) Considere esta hipótese: A prática regular de exercício físico por indivíduos da terceira idade aprimora, neles, a capacidade de reter informação nova. A partir dessa informação e de outros conhecimentos sobre o assunto, PLANEJE um experimento que permita testar a hipótese proposta, atentando, sobretudo, para o comportamento ético do pesquisador e para a confiabilidade dos resultados. 6. (Ufmg) Analise os esquemas I e II, em que se retrata a atuação do hormônio cortisol e sua relação com alterações do humor. Níveis sanguíneos elevados de cortisol estimulam o hipotálamo, fechando um circuito de hiperatividade das glândulas hipófise e adrenal. a) Considerando a ação do hormônio cortisol, EXPLIQUE o comportamento provável dos indivíduos nas situações A e B do esquema II. b) Sabe-se que o cortisol diminui a atividade de linfócitos e neutrófilos. RESPONDA qual é a implicação de tal ação do cortisol para a saúde humana. c) As glândulas hipófise e adrenal exercem funções importantes no organismo. CITE uma função de cada uma dessas glândulas. 7. (Unicamp) O texto a seguir se refere ao relato de um viajante inglês que esteve em Minas Gerais entre 1873 e 1875: O bócio é muito comum entre os camponeses mais pobres, mas raramente é visto nos fazendeiros mais prósperos. A presença de cal nas águas dos córregos e uma atmosfera úmida são consideradas as causas primárias do mal, mas hábitos indolentes e uma ausência de toda higiene e limpeza, seja na própria pessoa ou na casa, são sem dúvida grandes promotores da doença. Pode ser, e possivelmente é, hereditária, pois está principalmente confinada àqueles nascidos nas áreas afetadas, e os colonos vindos de outras localidades não são muito sujeitos a ela. (Adaptado de James W. Wells, "Explorando e viajando três mil milhas através do Brasil, do Rio de Janeiro ao Maranhão." v. 1. Belo Horizonte: Fundação João Pinheiro, 1995). a) Das causas mencionadas pelo autor, alguma é realmente responsável pelo aparecimento do bócio? Justifique. b) Qual a consequência do aparecimento do bócio para o organismo? c) Que medida foi tomada pelos órgãos de saúde brasileiros para combater o bócio endêmico? 8. (Unicamp) No futuro, pacientes com deficiência na produção de hormônios poderão se beneficiar de novas técnicas de tratamento, atualmente em fase experimental, como é o caso do implante das células â (beta) das ilhas pancreáticas (ilhotas de Langerhans). a) Qual a consequência da deficiência do funcionamento das células â (beta) no homem? Explique. b) Além das secreções de hormônios (endócrinas), o pâncreas apresenta também secreções exócrinas. Dê um exemplo de secreção pancreática exócrina e sua função. c) Por que neste caso a secreção é chamada exócrina? 9. (Uerj) ALGUMAS ETAPAS METABÓLICAS ENCONTRADAS NO CITOPLASMA DAS CÉLULAS HEPÁTICAS DE MAMÍFEROS Indique a consequência da ação da insulina sobre a taxa de glicose circulante no sangue. 10. (Ufg) "Afinal as cobras se acabaram e o herói cheio de raiva desceu da gaiola com o pé direito." ("Macunaíma", Mário de Andrade) A frase acima descreve o momento em que a personagem está dominada pelo sentimento de raiva. Em relação à raiva, a) cite o hormônio liberado em situação de raiva e a glândula responsável pela liberação deste hormônio, no organismo humano. b) A palavra raiva refere-se a uma emoção, mas também a uma disfunção orgânica. Relacione raiva (doença) com hidrofobia. Gabarito: Resposta da questão 1: a) Os hormônios tireoidianos T3 e T4 contêm iodo em sua composição. O gráfico mostra a queda no nível plasmático do T4 no animal cuja dieta não contém iodo. b) A queda no nível plasmático do hormônio T4 estimula a adenohipófise a secretar o hormônio tireoestimulante (TSH). Na falta de iodo, a glândula tireóidea não pode sintetizar o hormônio tiroxina (T4). c) A carência de iodo na dieta causa o aparecimento do bócio e a redução da taxa metabólica, entre outras consequências. Resposta da questão 2: a) A insulina é o hormônio responsável pela regulação da glicemia, isto é, pela disponibilidade de glicose na corrente sanguínea. b) A insulina é produzida nas células β das ilhotas pancreáticas (de Langerhans) e lançada na corrente sanguínea e linfática. Resposta da questão 3: a) A curva A representa um indivíduo diabético porque ocorreu uma hiperglicemia acentuada, ou seja, o nível de glicose sanguíneo ficou muito elevado, após a refeição. b) Na curva normal B, de 1 a 3 horas foi o tempo utilizado para que a glicemia voltasse ao normal, devido ao hormônio insulina. Após 3 horas a glicemia ficou normal por causa do hormônio glucagon. Resposta da questão 4: a) Tireoide. b) Hormônios triiodotironina (T3) e tetraiodotironina (T4). Esses hormônios regulam o desenvolvimento e o metabolismo geral do organismo.Resposta da questão 5: a) Grupo I: Diabetes Grupo II: Pressão arterial elevada Grupo III: Obesidade b) Grupo I: Pâncreas Grupo II: Coração e rins Grupo III: Tecido adiposo Pâncreas: Produz a insulina. Coração e rins: Relacionados à pressão arterial elevada, podem provocar infartos e insuficiência renal. Tecido adiposo: Acumula gordura. c) Um grupo de controle de indivíduos sedentários será testado com relação à memória atual e informações. O outro grupo de indivíduos que realizam atividade física será testado com relação à memória atual e informações. Os indivíduos devem ter a mesma idade, deve ser considerado o sexo, os testes de memória devem ser os mesmos para os dois grupos. A atividade física deve ser planejada e controlada. Resposta da questão 6: a) Na situação A o coeficiente de humor é alto, devido aos níveis mais baixos de cortisol. A diminuição da adrenalina estaria relacionada ao bom humor. Na situação B o coeficiente de humor é baixo devido aos níveis mais altos de cortisol. O aumento da atividade da Adrenal estimula a produção de adrenalina que provocaria o mau humor. b) Diminuição da atividade do sistema imunológico, favorecendo o surgimento de doenças. c) Glândula hipófise: produz o hormônio de crescimento (somatotrófico) que estimula o crescimento; Glândula Adrenal (supra-renal): produz a adrenalina que regula, por exemplo, a pressão sanguínea e os batimentos cardíacos. Resposta da questão 7: a) Não. O bócio endêmico é causado pela falta nutricional de iodo. b) Diminuição da taxa metabólica. c) Acrescentar iodo ao sal consumido pela população. Resposta da questão 8: a) As células β das ilhotas de Langerhans produzem e secretam a insulina, hormônio hipoglicêmico. A deficiência desse hormônio causa a diabetes melito. b) O pâncreas secreta também o suco pancreático. Este suco possui várias enzimas digestórias que são lançadas no duodeno. Entre estas pode-se citar a tripsina, que age na digestão de proteínas. c) A secreção é exócrina porque o suco pancreático é lançado na cavidade entérica. Resposta da questão 9: A insulina promove a diminuição da taxa de glicose circulante no sangue. Resposta da questão 10: a) Situações de emergência provocam a liberação de adrenalina e noradrenalina, hormônios produzidos pelas glândulas supra-renais. b) O vírus da raiva, ou hidrofobia, causa, entre outros sintomas, contrações severas dos músculos relacionados à mastigação, o que sugere, a princípio, aversão à água.