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HORMÔNIOS ESTERÓIS Colesterol é convertido em pregnolonona e depois em progesterona para sintetizar os esteróides-glicocorticoides no córtex adrenal, mais especificamente na camada fasciculada. (a aldosterona – mineralcorticoides, na camada glomerular, e os hormônios sexuais- andrógenos e estrogênio, na camada reticular também são formados pelo colesterol). ACTH estimula a conversão do Colesterol em Pregnenolona no córtex adrenal. SÍNTESE DE HORMÔNIOS ESTERÓIS Esteróis são estruturas químicas derivada do ciclopentanoperidrofenantreno ou esterano. Em sua cadeia lateral há de 8 a mais átomos de carbono ligado ao carbono 17, e um grupo álcool ligado ao carbono 3. (álcool secundário – hidroxila está ligada a um composto tetracíclico). Os hormônios esteróides são de sinalização endócrina em que possuem receptores nucleares específicos para expressão gênica. São hormônios sintetizados pelo córtex da adrenal (mais especificamente a zona fasciculada), ovários e testículos, derivados do mesmo precursor, nesse caso o próprio colesterol. Todos os hormônios sintetizados pelo córtex da adrenal são derivados do mesmo precursor, o colesterol. A maior parte da síntese ocorre nos hepatócitos (células do fígado) e incorporados em membranas ou exportadores (proteinas lipídicas. Os lipídios necessitam de proteínas carreadoras). Formam a bile, éster. O córtex adrenal pode sintetizar o colesterol a partir do acetato e proveniente das LDL do sangue circulante. O fígado produs Colesterol. VLDL são proteínas que carregam o colesterol pela corrente sanguínea, ricas em ácido graxo > colesterol. As VLDL levam o colesterol para os capilares. Pode ocorrer a lípase lipoproteica que degrada a TAG nas VLDL e os ácidos graxos levados aos tecidos (adiposo); saindo dos capilares são levadas pelo LDL em que a taxa de colesterol é maior do que os ácidos graxos, tornando-a ainda menos densa. As LDLs ligam-se a receptores específicos nos tecidos extra- hepáticos e no fígado, onde são endocitados. Após endocitados são clivados, sendo transformado em aminoácidos, e moléculas menores de colesterol que se aderem ao retículo endoplasmático da célula. Carol Colnaghi O colesterol estimula a produção de hormônios adrenocorticais. O transporte do colesterol para a membrana interna mitocondrial ativa a formação de PREGNENOLONA via enzima colesterol desmolase. COLESTEROL – PREGNENOLONA – PROGESTERONA A progesterona formará tanto a aldosterona e intermediários, quanto o cortisol. Além de fazer parte da estrutura das membranas celulares, é também precursor para a biossíntese de vários hormônios e da vitamina D. O colesterol é composto por 27 átomos de carbono, todos provenientes da acetil- coenzima A. É uma molécula anfipática que possui uma cabeça polar, constituída pelo grupo hidroxila em C3, e um corpo não-polar, constituído pelos quatro anéis do núcleo esteroide e pela cadeia alifática lateral ligada em C-17. Caracteriza-se por ser uma molécula hidrofóbica, bastante solúvel em solventes não-polares. O colesterol existente nos tecidos e no plasma sanguíneo pode apresentar-se sob a sua forma livre (Figura 1), ou sob a forma de ésteres de colesterol, uma forma ainda mais hidrofóbica, que resulta da sua combinação com um ácido graxo de cadeia longa. A síntese de colesterol ocorre no citosol e no retículo endoplasmático de todas as células nucleadas do organismo a partir da acetil-CoA. Em teoria, todas as células dos mamíferos, excetuando eritrócitos maduros, têm a capacidade de sintetizar colesterol. Contudo, a síntese endógena ocorre primariamente, em mamíferos, em nível de fígado e intestino (cerca de 10% do total do colesterol sintetizado no organismo), sendo que os tecidos extra-hepáticos contribuem com uma fração menor. A via da biossíntese do colesterol se processa em quatro fases (Figura 2). Na primeira, acontece a conversão do acetilcoenzima A (acetil-coA) em mevalonato, um composto com seis carbonos (C-6), em três passos: duas moléculas de acetil-coA condensam, por ação da enzima tiolase (primeiro passo), formando acetoacetil-coA, o qual condensa com uma terceira molécula de acetil-CoA (segundo passo) para formar o β- hidroxi-β-metilglutaril-CoA (HMG-CoA), reação catalisada pela HMG-CoA sintetase. O HMG- CoA é depois reduzido a mevalonato pela HMG-CoA redutase (terceiro passo). Na segunda fase, ocorre a conversão do mevalonato em unidades isoprenoides ativadas através da adição de três grupos fosfato ao mevalonato, provenientes de três moléculas de ATP, em três passos sucessivos. Na terceira fase, forma-se o esqualeno (C-30), através da condensação de seis unidades isoprenoides (C-5). Na quarta e última fase, ocorre a ciclização do esqualeno para formar os quatro anéis do núcleo esteroide do colesterol, ao nível do retículo endoplasmático. Nos animais, esta ciclização origina o lanosterol, que após é convertido em colesterol, em cerca de 20 reações sucessivas, que ocorrem no retículo endoplasmático. HORMONIOS ESTEROIDES O colesterol é o precursor de todas as cinco classes de hormônios esteróides: glicocorticóides, mineralocorticóides, andrógenos, estrógenos e progestinas. Esses hormônios são sintetizados no córtex adrenal, nos ovários, nos testículos e no corpo lúteo ovariano. Os hormônios esteróides são transportados pelo sangue a partir de seus locais de síntese para seus órgãos-alvo, onde, devido à sua hidrofobicidade, atravessam a membrana celular e se ligam a receptores específi cos no citoplasma ou no núcleo. Os receptores ligados, então, ligam-se ao DNA para regular a transcrição gênica. O colesterol usado para a síntese de hormônios esteróides é tanto sintetizado nos tecidos a partir de acetil-CoA quanto extraído do pool intracelular de colesterol-éster ou captado pela célula na forma de lipoproteínas contendo colesterol (internalizado pelo receptor de LDL ou absorvido pelo receptor SR-B1). De forma geral, os glicocorticóides e as progestinas contêm 21 carbonos, os andrógenos contêm 19, e os estrógenos, 18. O complemento específico de enzimas presentes nas células de um determinado órgão determina quais hormônios o órgão pode sintetizar. As reações oxidativas que levam à síntese e à secreção de glicocorticóides como cortisol são estimuladas pelo hormônio adrenocorticotrófico (ACTH). Rota celular para a síntese de cortisol. O colesterol é sintetizado a partir da acetil-CoA ou derivado da lipoproteína de baixa densidade (LDL), a qual sofre endocitose e é digerida por enzimas lisossomais. O colesterol é estocado nas células do córtex adrenal como colesterol-ésteres. O ACTH sinaliza à célula para converter colesterol em cortisol. 1 = colesterol-desmolase (envolvida na clivagem da cadeia lateral); RELAÇÃO COLESTEROL-CORTISOL O cortisol é um hormônio esteróide sintetizado no córtex adrenal, que afeta metabolismo de proteínas, carboidratos e lipídeos na maioria dos tecidos. É uma molécula hidrofóbica que liga-se a proteínas receptoras localizadas no citosol ou núcleo. No SNC causa irregularidades no sono, irritabilidade emocional e no centro regulador do apetite. No tecido ósseo inibe a síntese de colágeno tipo I e reduz a captação de cálcio afetando a formação óssea. Na transcrição gênica induz a supressão de genes codificadores de proteínas, por exemplo, a lipocortina. Hormônio esteróide cortisol atua pela ativação de um regulador de transcrição. Produzidos pelas glândulas adrenais em resposta ao estresse. Difunde-se pela membrana plasmática e se liga à sua proteína receptora que está no citosol. O complexo hormônio-receptor entra no núcleo pelos poros nucleares. A ligação do cortisol ativa oreceptor, o que o torna capaz de se ligar a sequências reguladoras específicas no DNA e ativar (ou reprimir, não mostrado) a transcrição de genes-alvo específicos. O CRH é produzido no hipotálamo, liberado na hipófise anterior (adenohipófise) que estimula a síntese e liberação do ACTH na correte sanguínea, chegando ao córtex adrenal estimulando a produção do cortisol, mais especificamente na zona fasciculada. A maior parte do cortisol circulante está associada a proteínas plasmáticas (globulina ligadora de cortisol) o tempo de meia vida do cortisol é maior do que o tempo de meia vida da aldosterona. O cortisol é uma molécula lipossolúvel com fácil difusão pela membrana, em que há um complexo hormônio-receptor citoplasmático que gera uma interação com seqüência específica do DNA e uma alteração da transcrição gênica. A maior parte dos efeitos metabólicos do cortisol não são imediatos. O cortisol age como sinalizador de estresse, que pode ser ansiedade, medo, dor, infecção, jejum .. O ACTH entra na célula e ativa a AMPc e a proteina cinase. Age no núcleo celular gerando a síntese de proteínas, esteróides e hormônios. Os efeitos metabólicos do cortisol são para manter o equilíbrio corporal em situações de estresse. As vias são por adipócitos e musculares. A quebra do tecido adiposo (lipólise) - triglicerídeos fornece AcetilCoA para o corpo; a via muscular quebra proteínas em aminoácidos que são transformados em ácido piruvico no fígado e então convertido em glicose. MECANISMO DE AÇÃO ACTH MECANISMO DE AÇÃO CORTISOL EFEITOS METABÓLICOS O metabolismo de carboidratos: jejum e entre refeições ocorrerá a gliconeogênese e a glicogênese. Permite a disponibilidade de glicose mediante necessidade fisiológica. A relação do estoque-disponibilidade de glicose gera a normoglicemia. O cortisol inibe a captação periférica de glicose fornecendo assim um maior suprimento para o SNC. Em altas concentrações induz resistência insulínica. O metabolismo de proteínas: o cortisol reduz a síntese protéica (exceto nos hepatócitos) e induz o catabolismo de proteínas musculares gerando uma disponibilidade de aminoácidos que serão captados pelos hepatócitos para formar a gliconeogênese. Em altas concentrações promove a degradação excessiva de proteína muscular. O metabolismo de lipídeos: estimula a lipólise que gera ácidos graxos livres e glicerol para o sangue; a oxidação de ácidos graxos é uma fonte de energia para as células periféricas; o cortisol em altas concentrações estimula a lipogênese e a ingestão alimentar. SECREÇÃO DOS GLICOCORTICÓIDES A síntese e a secreção do cortisol são controladas por uma cascata de sinais neurais e endócrinos ligados em série no eixo cerebrocortical – hipotalâmico - hipofisário- adrenocortical. Os sinais cerebrocorticais para o mesencéfalo são iniciados no córtex cerebral por fatores estressantes, como dor, hipoglicemia, hemorragia e exercício. Esses estressores não- específicos aumentam a produção de monoaminas no corpo celular de neurônios do mesencéfalo. A síntese e a liberação do hormônio liberador de corticotropina (CRH, do inglês corticotropin-releasing hormone) são estimuladas por acetilcolina e serotonina. Esses neurotransmissores induzem a produção de CRH pelos neurônios originados no núcleo paraventricular. Esses neurônios descarregam CRH no sangue portal hipotalâmico-hipofi sário. O CRH é entregue por meio desses vasos portais a receptores específicos na membrana celular das células secretoras do hormônio adrenocorticotrópico (ACTH, do inglês adrenocorticotropic hormone) da pituitária anterior (corticotrofos). Essa interação hormônio-receptor causa a liberação de ACTH para a circulação geral para, finalmente, interagir com receptores específicos para ACTH nas membranas plasmáticas das células da zona fasciculada e reticulosa do córtex adrenal. A principal influência trófica na síntese do cortisol é no nível da conversão de colesterol em pregnenolona, da qual os hormônios esteróides adrenais são derivados (ver Capítulo 34 para a biossíntese de hormônios esteróides). O cortisol é secretado pelo córtex adrenal em resposta ao ACTH. A concentração do cortisol livre (não-ligado) que banha as células produtoras de CRH no hipotálamo e as células produtoras de ACTH na pituitária anterior age como um sinal de feedback (retroalimentação) negativo, tendo, portanto, uma influência regulatória sobre a liberação de CRH e ACTH. Altas concentrações de cortisol no sangue inibem a secreção de CRH e ACTH, enquanto baixos níveis têm efeito contrário. Entretanto, em situações estressantes graves, o sinal de feedback negativo sobre a secreção de ACTH exercido pelos altos níveis de cortisol no sangue é superado pela atividade induzida pelo estresse nas porções mais altas do eixo. Os glicocorticóides têm efeitos diversos sobre outros tecidos e, em muitos casos, essenciais para a vida. EFEITOS DOS GLICOCORTICÓIDES Os glicocorticóides têm diversas ações que afetam a maioria dos tecidos do corpo. À primeira vista, alguns desses efeitos podem parecer contraditórios (como a inibição da captação de glicose por certos tecidos), mas em conjunto eles promovem a sobrevida em tempos de estresse. Efeitos dos glicocorticóides (GCs) sobre o metabolismo energético. Os glicocorticóides estimulam a lipólise no tecido adiposo e a liberação de aminoácidos das proteínas musculares. No fígado, os glicocorticóides estimulam a gliconeogênese e a síntese de glicogênio. A degradação do glicogênio hepático é estimulada pela adrenalina. Em resposta ao estresse crônico, os GC agem disponibilizando substratos energéticos, de maneira que, quando o alarme agudo soa e a adrenalina é liberada, o organismo pode lutar ou fugir. Quando os GC estão elevados, a captação de glicose pelas células de muitos tecidos é inibida, a lipólise ocorre em tecido adiposo periférico, e a proteólise ocorre na pele, nas células linfóides e nos músculos. Os ácidos graxos liberados são oxidados pelo fígado para produzir energia, o glicerol e os aminoácidos servem como substrato para a gliconeogênese hepática, e a glicose produzida é convertida em glicogênio que será armazenado. O sinal de alarme da adrenalina estimula a glicogenólise hepática, disponibilizando glicose como substrato energético para combater o estresse agudo. Os mecanismos pelos quais os GC exercem seus efeitos envolvem a ligação dos esteróides a receptores intracelulares, a interação do complexo esteróide-receptor com elementos de resposta a GC no DNA, a transcrição de genes e a síntese de proteínas Específicas. Em alguns casos, as proteínas específicas responsáveis pelos efeitos dos GC são conhecidas (p. ex., a indução de fosfoenolpiruvato-carboxiquinase que estimula a gliconeogênese). Em outros casos, as proteínas responsáveis pelos efeitos dos GC ainda não foram identificadas.
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