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Sistema Endócrino – Genética Yasmin Azevedo Neves Herança Genética – Monogenética e Multifatorial Existe, na verdade, uma interação complexa entre genes, hormônios, enzimas, receptores de membrana, redes neuronais, e assim por diante, que cria um labirinto de conexões que determinam nossas rotas individuais de funcionamento e de desenvolvimento. A enciclopédia genética a partir da qual o paciente está sendo desenhado foi escrita na fertilização e será expressa progressivamente desde o embrião até a velhice. O ácido desoxirribonucleico (DNA) codifica proteínas e vários tipos de ácidos ribonucleicos (RNA) produzidos nos diversos tipos celulares do corpo. Ele pode ditar muito sobre as habilidades e limitações físicas de um indivíduo. Mas ele não é uma fonte estática de informações. Ao longo da vida, ele é modificado por mutações e por processos que reduzem ou bloqueiam o uso de várias sequências gênicas. Além disso, fatores ambientais podem influenciar em processos epigenéticos, que são as interações químicas subsequentes a uma ação gênica inicial que têm efeitos importantes tanto no início quanto no fim da vida. OBS: Alguma variação genética é normal, mas nem todas as alterações genéticas são benignas. As mutações em genes primordiais ou alterações cromossômicas estruturais podem causar mudanças graves no desenvolvimento e até mesmo a morte. RNA e o “mundo do RNA”: O DNA é a macromolécula da hereditariedade na maioria das formas de vida, mas é improvável que tenha sido a primeira. Existem fortes evidências teóricas e experimentais em apoio à hipótese de que o RNA teria surgido antes. Tanto o DNA quanto o RNA são compostos por cadeias de monômeros chamados de nucleotídeos, o RNA exerce papel central na síntese de proteínas. Porém, ele pode também exercer uma função catalítica, como aquelas das enzimas (proteínas catalizadoras). As moléculas de RNA catalizadoras, chamadas de ribozimas, podem produzir cópias complementares de outros RNAs curtos, além de produzir proteínas. A base molecular da herança: A transmissão genética preocupa-se com a forma pela qual as características são combinadas e transmitidas entre as gerações de descendentes. A genética molecular explora a base bioquímica da expressão de uma característica. Assim como as proteínas, os ácidos nucleicos são cadeias poliméricas de subunidades. As subunidades do ácido nucleico são os nucleotídeos, cada um deles composto por um açúcar no carbono 5, um grupo fosfato (ácido fosfórico), e uma base nitrogenada. Existem duas classes de ácidos nucleicos. Os nucleotídeos do DNA possuem uma desoxirribose no carbono 5 (portanto, DNA); os do RNA, possuem ribose (ácido ribonucleico). Ambas as classes de ácido nucleico possuem quatro bases nitrogenadas diferentes, duas purinas e duas pirimidinas. A sequência das bases nitrogenadas fornece a estas moléculas sua capacidade codificadora. Os carbonos do açúcar são numerados em sentido horário no nucleotídeo. A base nitrogenada é ligada ao carbono 1 e o grupo fosfato, ao carbono 5. Durante a síntese de uma nova fita, os nucleotídeos são unidos pela ligação de um novo nucleotídeo no carbono 3 da fita existente. O RNA permanece em fita simples, embora algumas regiões se dobrem produzindo padrões tridimensionais complexos que são importantes para sua função. O DNA, por sua vez, é uma molécula dupla-fita produzida quando uma das fitas, a molde, liga-se sequencialmente a nucleotídeos complementares durante a síntese de uma nova fita. O genoma: O termo “genoma” se refere à informação genética necessária para codificar os processos bioquímicos e o desenvolvimento de um indivíduo. A maior parte dessa informação genética está no “genoma nuclear”, mas parte reside em cópias do “genoma mitocondrial” no citoplasma. Um ser humano necessita, ao longo de sua vida, de aproximadamente 20.000 a 22.000 genes. Cromossomos são simplesmente estruturas que carregam conjuntos do genoma de uma espécie durante a divisão celular. Em um indivíduo, porém, uma alteração cromossômica estrutural ou numérica pode alterar significativamente o conteúdo de informação de seu genoma, tendo consequências graves e até mesmo fatais. Cada cromossomo é formado por apenas uma molécula longa de DNA dupla-fita. Cada gene do genoma nuclear está arranjado linearmente ao longo da molécula de DNA de um de seus cromossomos. Podemos, assim, descrever o conteúdo de informação de cada cromossomo como um “grupo de ligação”. Uma cópia de cada grupo de ligação, o número cromossômico “haploide” (n), será fornecida pelo núcleo do óvulo (n=23), e o outro conjunto haploide de cada grupo de ligação (n=23) virá do espermatozoide. A fertilização estabelece a composição genética diploide (2n) do genótipo único do indivíduo. Após a fertilização, cada um dos 46 cromossomos será duplicado e distribuído para as células-filhas resultantes em cada ciclo de divisão celular. Assim, cada célula adulta retém duas cópias de cada grupo de ligação, com exceção do único cromossomo X encontrado nos homens (seu parceiro é o cromossomo Y único). O projeto genoma humano: A composição genética de cada indivíduo é única. Sob esta perspectiva, não há apenas um genoma humano; há bilhões. Porém, apesar da variação genética, há um grau surpreendente de semelhança na estrutura final de nossos corpos e nossa fisiologia. A grande semelhança de eventos bioquímicos que controlam o desenvolvimento normal é acompanhada por extensa diversidade genética dentro do conjunto de genes (gene pool) humano. Ela produz as diferenças genéticas comuns, complexas, e frequentemente sutis que resultam na individualidade pessoal. Replicação do DNA: introduzimos o DNA como uma molécula dupla-fita, um polímero composto por subunidades nucleotídicas. É importante ter em mente várias características dessa molécula helicoidal ao explorar sua replicação. Cada nucleotídeo carrega uma das quatro bases nitrogenadas: adenina (A) e guanina (G) são purinas; timina (T) e citosina (C) são pirimidinas. Os nucleotídeos apresentam uma importante assimetria direcional baseada na maneira como seus componentes se ligam ao açúcar do carbono 5, a desoxirribose. A base nitrogenada é ligada ao carbono 1’, um grupo fosfato é ligado ao carbono 5’, e há uma hidroxila (-OH) no carbono 3’. DNA-polimerases são enzimas que unem nucleotídeos para formar uma fita simples. Elas só conseguem adicionar um novo nucleotídeo a uma hidroxila 3’ de um açúcar preexistente. Elas catalisam a formação de uma ligação covalente entre o carbono 3’ de um nucleotídeo existente e o grupo fosfato ligado ao carbono 5’ do novo nucleotídeo, criando um arcabouço de açúcar- fosfato com bases em intervalos regulares. Nesta fita, o carbono “inicial” é o carbono 5’ do primeiro nucleotídeo, a posição mais nova é o carbono 3’ do último nucleotídeo. Em outras palavras, uma fita de DNA cresce no sentido 5’-3’. Transcrição e processamento do RNA: A transcrição é o processo de síntese de uma molécula de RNA de fita simples a partir de um gene ativo, literalmente “transcrevendo” uma cópia da mensagem genética. A transcrição pode ser convenientemente dividida em três fases: iniciação da transcrição, alongamento do transcrito de RNA e terminação. O reconhecimento do início de um gene envolve a ação de fatores de transcrição, proteínas que se ligam ao DNA e auxiliam a ligação da RNA--polimerase a um promotor, uma sequência de nucleotídeos específica a montantedo início da região codificante do gene. Outros fatores de transcrição podem se ligar a curtas sequências de nucleotídeos próximas ao promotor e aumentar ou inibir a taxa de transcrição. A RNA-polimerase começa a sintetizar uma fita de RNA no promotor, de modo que cada transcrito possua um trecho de nucleotídeos antes daqueles que serão eventualmente traduzidos em um polipeptídeo. Herança multifatorial: “Multifatorial” como o nome sugere significa “muitos fatores”. Isso significa simplesmente que tanto os fatores genéticos quanto os ambientais possuem contribuições significativas para o fenótipo. Assim sendo, o que então constitui a herança multifatorial? As principais características incluem: 1. Presença de variabilidade genética sem a identificação de um mecanismo unifatorial para explicar o padrão de transmissão. 2. Estudos familiares indicam um risco maior de parentes afetados. 3. Fatores ambientais podem exercer uma influência significativa no fenótipo. A expressão de traços multifatoriais envolve um limiar biológico. O conceito é de que cada indivíduo tem um conjunto de susceptibilidades para uma dada condição. Essas susceptibilidades são ambos os fatores genéticos e ambientais. Cada indivíduo possui sua combinação única de genes protetores ou de predisposição e influências ambientais favoráveis ou desfavoráveis. Como os traços multifatoriais são observados em famílias, várias características gerais são observadas em sua transmissão. Os princípios básicos de herança exibidos por traços multifatoriais são: 1. A condição não segrega na família de uma maneira mendeliana reconhecível (gene único) ou outra forma unifatorial. 2. O risco de recorrência da condição é maior em parentes quando comparado à sua ocorrência na população em geral. 3. Existe uma diminuição não linear nos riscos de recorrência com o aumento da distância da relação. Em geral, os riscos de recorrência são mais altos nos parentes de primeiro e segundo graus. Assim que a distância da relação se torna maior que o terceiro grau, o risco cai para o risco basal da população em geral. 4. Existe um risco maior com o aumento do número de indivíduos afetados. 5. Dentro do espectro de condições de expressão variável, há um risco maior visto com uma maior gravidade do distúrbio observado nos indivíduos afetados. Herança Monogênica: 1ª Lei de Mendel. Herança monogênica, que conceitualmente representa a transmissão de uma característica, de uma geração a outra, cuja expressão do fenótipo depende de somente um gene. É determinada por um alelo especifico num único locus em um ou ambos os membros de um par de cromossomos homólogos. São causados por mudanças que acontecem na sucessão de DNA de um único gene. São classificados em: Herança Autossômica e Heranças Relacionadas ao Sexo. Herança Autossômica: Ocorre quando o par de genes está localizado no par de cromossomos que não é aquele que determina o sexo, portanto quer os indivíduos do sexo feminino quer do sexo masculino poderão ser afetados. Podem ser: -Herança Autossômica Dominante -Herança Autossômica Recessiva Herança Autossômica Dominante: Na herança autossômica dominante um fenótipo é expressado da mesma maneira em homozigotos (AA) e heterozigotos (Aa). Toda pessoa afetada em um heredograma possui, pelo menos, um genitor afetado, que por sua vez possui um genitor afetado, e assim por diante. Herança Autossômica Recessiva: São necessários dois genes com defeito, um do pai e um da mãe para que a pessoa tenha a doença (indivíduos homozigotos recessivos aa). Heranças Relacionadas ao Sexo: O pai determina o sexo: As células sexuais humanas (o óvulo e o espermatozoide) possuem 23 cromossomos cada uma. No óvulo, além dos 22 autossomos, está presente o cromossomo X. Um espermatozoide pode ser de dois tipos, contendo: 22 autossomos e o cromossomo X, ou 22 autossomos e o cromossomo Y. Assim, o sexo da criança será determinado pelo tipo de espermatozoide que fecundar o óvulo. Se um óvulo for fecundado por um espermatozoide que carrega um cromossomo X, nascerá uma menina. Se for fecundado por um espermatozoide que contém um cromossomo Y, nascerá um menino. Anatomia das Glândulas Endócrinas – Hipófise e Hipotálamo INTRODUÇÃO: O Sistema Endócrino, com os Sistemas Nervoso e Imunológico, facilita a comunicação, integração e regulação de diversas funções do corpo. O Sistema Endócrino em particular, atua sobre células e tecidos através da liberação de hormônios na corrente sanguínea. Os órgãos do sistema endócrino são um grupo disperso de glândulas sem ducto que secretam moléculas mensageiras, chamadas hormônios, na circulação. Os hormônios circulantes alcançam células distantes no corpo e sinalizam respostas fisiológicas características nessas células. Por meio desses sinais hormonais, o sistema endócrino controla e integra as funções de outros sistemas orgânicos. Alguns processos importantes controlados pelo sistema endócrino são o crescimento do corpo, o desenvolvimento e a função dos órgãos reprodutores, a mobilização das defesas do corpo contra o estresse, a manutenção da química sanguínea adequada e o controle da taxa metabólica. Os órgãos endócrinos são dispersos pelo corpo. Os órgãos que contêm células endócrinas podem ser divididos em três grupos: 1. Órgãos que contêm apenas células endócrinas. Esses órgãos puramente endócrinos são a hipófise, na base do cérebro; a glândula pineal, no teto do diencéfalo; as glândulas tireoide e paratireoide, no pescoço; e as glândulas suprarrenais, nos rins, que contêm duas regiões endócrinas distintas: o córtex da glândula suprarrenal e a medula da glândula suprarrenal. 2. Órgãos que contêm uma grande parcela de células endócrinas, mas também funcionam em outro sistema orgânico. O pâncreas enquadra-se nessa categoria, pois possui funções endócrinas e digestórias. Outros órgãos com papéis importantes no sistema endócrino e em outro sistema orgânico são o timo, que atua no sistema imune; as gônadas, no sistema genital; e o hipotálamo, no sistema nervoso, que é descrito como um órgão neuroendócrino. 3. Órgãos que contêm algumas células endócrinas. Muitos órgãos e tecidos contêm bolsões de células, pequenos ou dispersos, que secretam hormônios. Entre eles, temos o coração, o trato digestório, os rins e a pele. A maioria das células endócrinas — como grande parte das células glandulares no corpo — tem origem epitelial. O sistema endócrino é tão diverso que também inclui neurônios secretores de hormônio, células musculares e células similares a fibroblastos. As glândulas endócrinas são ricamente abastecidas por vasos sanguíneos e linfáticos. Tipicamente, as células endócrinas estão organizadas em pequenos agrupa�mentos, cordões ou redes ramificadas, uma organização que maximiza seu contato com um grande número de capilares. Apósas células endócrinas liberarem seus hormônios no espaço extracelular circundante, estes entram imediatamente nos capilares adjacentes. As glândulas endócrinas e os hormônios compartilham diversas funções: - A secreção é controlada por mecanismo de feedback - Os hormônios se ligam a receptores nas membranas das células-alvo ou no interior das células - A ação do hormônio pode demorar a aparecer mas pode ter efeitos duradouros - Os hormônios são moléculas quimicamente diversas Hormônios: O corpo produz muitos tipos diferentes de hormônio, todos com estruturas químicas distintas. No entanto, a maioria deles pertence a uma de duas categorias gerais: moléculas baseadas em aminoácidos e moléculas esteroides. * Os hormônios baseados em aminoácidos incluem aminoácidos modificados (ou aminas), peptídeos (cadeias curtas de aminoácidos) e proteínas (cadeias longas de aminoácidos). As células que produzem esses hormônios possuem um retículo endoplasmático rugoso (RER) elaborado para produzir essas moléculas baseadas em proteína e grânulos secretórios abundantes que secretam tais hormônios via exocitose. * Os hormônios esteroides são moléculas lipídicas derivadas do colesterol. As células secretoras de esteroide possuem um REL amplo que produz as moléculas esteroides e gotículas lipídicas abundantes que contêm a matéria-prima da qual são feitos os esteroides. Essas células não possuem grânulos secretórios; os hormônios esteroides são secretados por difusão através da membrana plasmática. Os hormônios apresentam diversas maneiras de influenciar células ou tecidos: - Autócrina: Ação sobre outra célula assim como em si mesma, são secretadas por células no líquido extracelular ligando-se a receptores na superfície celular. - Parácrina: Diretamente em uma célula adjacente ou próxima, são secretados por células no líquido extracelular. - Endócrina: A distância, através de uma corrente sanguínea ou linfática. - Neurócrina: Um hormônio influencia neurônios ou é afetado por eles, são secretados por neurônios. RESUMO DOS PRINCIPAIS HORMÔNIOS TECIDO-ÓRGÃO HORMÔNIO Hipotálamo - Hormônio antidiurético (ADH), ocitocina, hormônio liberador de tireotrofina (TRH), hormônio liberador de corticotrofina (CRH), hormônio liberador do hormônio do crescimento (GHRH), hormônio liberador de gonadotropina (GnRH), somatostina e dopamina. Glândula Pineal – Melatonina. Adeno-hipófise – Hormônio adrenocorticotrófico (ACTH), hormônio tireoestimulante (TSH), hormônio do crescimento (GH), prolactina, hormônio foliculoestimulante (FSH), hormônio luteinizante (LH). Neuro-hipófise – Ocitocina, vasopressina (hormônio antidiurético ADH). Glândula Tireoide – Tiroxina (T4), tri-iodotironina (T3), calcitonina. Glândulas Paratireoides – Hormônio paratireóideo (PTH). Timo – Timopoietina, timulina, timosina, fator tímico humoral. Coração – Peptídeo natriurético atrial (PNA). Trato Digestório – Gastrina, secretina, colecistoquina (CCK), motilina, peptídeo inibitório gástrico (GIP), glucagon, somatostatina, peptídeo intestinal vasoativo (VIP). Fígado – Fatores de crescimento semelhantes à insulina (IGFs). Glândulas Suprarrenais – Cortisol, adolsterona, andrógenos, adrenalina, noradrenalina. Ilhotas Pancreáticas – Insulina, glucagon, somatostatina, VIP, polipeptídio pancreático. Rins – Eritropoietina (EPO), calcitriol, renina, urodilatina. Tecido Adiposo – Leptina. Ovários – Estrógeno, progestógenos, inibina, relaxina. Testículos – Testosterona, inibina. Leucócitos – Várias citosinas (interleucinas, fatores estimulantes de colônia, interferons, fator de necrose tumoral TNF). Hipófise: A hipófise está situada no interior de uma base óssea denominada sela turca do osso esfenoide. Está conectada ao hipotálamo por uma haste conhecida como infundíbulo que contém vasos sanguíneos. A hipófise lembra bastante um taco de golfe: a própria glândula forma a cabeça do taco, e o pedículo hipofisário, chamado infundíbulo (“funil”), forma a haste do taco. O infundíbulo conecta-se superiormente a uma parte do hipotálamo chamada túber cinéreo, situada entre o quiasma óptico, anteriormente, e os corpos mamilares, posteriormente. A hipófise apresenta 2 partes: Lobo Anterior: Denominado adeno-hipófise. A parte distal, que contém cinco tipos diversos de células endócrinas que produzem e secretam pelo menos sete hormônios diferentes. Quatro dos hormônios secretados pela adeno-hipófise — tireoestimulante, adrenocorticotrópico, folículo-estimulante e luteinizante — regulam a secreção dos hormônios por outras glândulas endócrinas. Esses hormônios chamam-se hormônios trópicos. Os três hormônios adeno- hipofisários restantes — o hormônio do crescimento, a prolactina e o hormônio melanócito-estimulante — agem diretamente nos tecidos-alvo não endócrinos. Lobo Posterior: Denominado neuro-hipófise, libera dois hormônios, faz parte do encéfalo. Consiste em tecido nervoso contendo axônios não mielinizados e células da neuróglia chamadas pituícitos. Seus axônios formam o trato hipotálamo-hipofisário, que surge dos corpos celulares neuronais nos núcleos supraóptico e paraventricular no hipotálamo e termina nos terminais axônicos na parte nervosa. Os hormônios da neuro-hipófise são produzidos nos corpos celulares dos neurônios, transportados ao longo de axônios e armazenados em terminais axônicos dilatados. Quando os neurônios disparam, eles liberam os hormônios armazenados em um leito capilar na parte nervosa para serem distribuídos por todo o corpo. Portanto, a neuro-hipófise não produz hormônios, apenas armazena e libera os hormônios produzidos no hipotálamo. Ela libera dois hormônios peptídico, hormônio antidiurético (“inibidor da micção”) e oxitocina (“hormônio do parto”). As células neuroendócrinas do hipotálamo liberam hormônios no interior do sistema porta-hipotálamo-hipofisárioque estimula ou inibe as células secretoras da hipófise. Esses hormônios incluem: TRH Estimula a liberação de TSH CRH Estimula a liberação de ACTH GHRH Estimula a liberação GH Somatostatina Inibe a liberação de GH GnRH Estimula a liberação de LH e FSH Dopamina Inibe a liberação de prolactina As células da adeno-hipófise são de dois tipos principais e liberam os seguintes hormônios: SOMATOTROFOS: Células acidófilas (coram em vermelho) que secretam GH, hormônio que estimula o crescimento global do corpo, o crescimento dos órgãos, o aumento da massa magra e o crescimento ósseo. LACTOTROFOS: Células acidófilas (coram em vermelho), que secretam a prolactina, hormônio que estimula o desenvolvimento de mamas e promove redução de leite. TIREOTROFOS: Células basófilas (coram em azul), que secretam TSH hormônio que estimula o desenvolvimento e a liberação de tiroxina pela glândula tireoide. CORTICOTROFOS: Células basófilas (coram em azul) que secretam ACTH, hormônio que estimula o córtex da suprarrenal a liberar cortisol. GONADOTROFOS: Células basófilas (coram em azul) que secretam LH e FSH, hormônios que promovem a produção dos gametas e a síntese de hormônios nas gônadas. Os axônios que se estendem do hipotálamo para a neuro-hipófise podem armazenar os hormônios em seus terminais axonais até serem liberados mediante estímulos. Esses hormônios incluem: OCITOCINA: Estimula a ejeção do leite nas mamas e as contrações uterinas durante o parto. ADH: Provoca a vasoconstrição e um aumento na pressão sanguínea, além de atuar nos rins para absorver água e ajudar reter os líquidos do corpo. Hipotálamo: Compõe uma porção do diencéfalo com o tálamo e epitálamo. Funcionalmente, é muito importante no controle visceral e na homeostase. Suas células liberam hormônios no sistema porta-hipotálamo-hipófise, que estimula ou inibe as células secretoras da adeno-hipófise. Células neuroendócrinas do hipotálamo também enviam axônios para a neuro-hipófise que representa uma via descendente do diencéfalo. O hipotálamo está situado inferiormente ao tálamo e adjacente à parte inferior do terceiro ventrículo do encéfalo. Cada lado do hipotálamo é dividido em zonas medial e lateral, formando seis regiões em cada lado. O hipotálamo regula as respostas somáticas e viscerais de acordo com as necessidades do encéfalo. Por exemplo: Se uma pessoa está com muito frio, o hipotálamo vai ser responsável por fazer a pessoa tremer (resposta visceral) em tentativa de aumentar a temperatura e também faz com que a pessoa vá para um lugar mais quente (resposta somática). As funções do hipotálamo são divididas em dois grupos: Homeostasia – Manutenção do ambiente interno. Regulação da temperatura, pressão, concentração de glicose, etc. Conexões - Dividir o hipotálamo em 3 porções (lateral, medial e periventricular). * Periventricular: Conexão com a retina. Controla o SN visceral. Controla a hipófise. * Medial e Lateral: Regulação de comportamento. Histologia das Glândulas Endócrinas – Hipófise e Hipotálamo INTRODUÇÃO: Células endócrinas comumente se unem formando glândulas endócrinas, em que se organizam geralmente sob forma de cordões celulares. As células endócrinas estão sempre muito próximas de capilares sanguíneos, que recebem os hormônios secretados e os distribuem pelo organismo, diluídos no plasma. Muitos hormônios, portanto, agem distantes do seu local de secreção. Há, no entanto, células endócrinas que produzem hormônios que agem a uma distância curta, um tipo de controle chamado parácrino. Esses hormônios podem chegar ao seu local de ação por meio de curtos trechos de vasos sanguíneos. Outro modo de controle é o justácrino, no qual uma molécula é liberada na matriz extracelular, difunde-se por essa matriz e atua em células situadas a uma distância muito curta de onde foram liberadas. No controle chamado de autócrino, as células podem produzir moléculas que agem nelas próprias ou em células do mesmo tipo. O fator de crescimento semelhante à insulina (IGF) produzido por vários tipos celulares pode agir nas mesmas células que o produziram. Os tecidos e órgãos nos quais os hormônios atuam são chamados tecidos-alvo ou órgãos-alvo. Esses reagem aos hormônios porque as suas células têm receptores que reconhecem especificamente determinados hormônios e só a eles respondem. Por esse motivo, os hormônios podem circular no sangue sem influenciar indiscriminadamente todas as células do corpo. As próprias células endócrinas também podem ser células-alvo de outras glândulas endócrinas. Deste modo, o organismo pode controlar a secreção de hormônios por um mecanismo de retroalimentação (feedback) e manter níveis hormonais plasmáticos adequados dentro de limites muito precisos. - Hipófise: A hipófise é um pequeno órgão. Localiza-se em uma cavidade do osso esfenoide – a sella turcica – que é um importante ponto de referência radiológico. A hipófise se liga ao hipotálamo, situado na base do cérebro, por um pedículo que é a ligação entre a hipófise e o sistema nervoso central. Ela tem origem embriológica dupla: nervosa e ectodérmica. A porção de origem nervosa se desenvolve pelo crescimento do assoalho do diencéfalo em direção caudal e a porção ectodérmica da hipófise se desenvolve a partir de um trecho do ectoderma do teto da boca primitiva que cresce em direção cranial formando a bolsa de Rathke. Uma constrição na base dessa bolsa acaba separando-a da cavidade bucal. Ao mesmo tempo, a parede anterior da bolsa de Rathke se espessa, diminuindo o tamanho da cavidade da bolsa, que se torna reduzida a uma pequena fissura. A porção originada do diencéfalo mantém continuidade com o sistema nervoso, constituindo o pedículo da glândula. Em razão de sua origem embriológica dupla, a hipófise consiste, na realidade, em duas glândulas: a neuro-hipófise e a adeno-hipófise, unidas anatomicamente e tendo funções diferentes, porém inter-relacionadas. A neuro-hipófise, a porção de origem nervosa, consta de uma porção volumosa – a pars nervosa –, e do seu pedículo de fixação – o infundíbulo –, que se continua com o hipotálamo. A porção originada do ectoderma – a adeno-hipófise – não tem conexão anatômica com o sistema nervoso. É subdividida em três porções: a primeira e mais volumosa é a pars distalis ou lobo anterior;a segunda é a porção cranial que abraça o infundíbulo, denominada pars tuberalis; a terceira, denominada pars intermedia, é uma região rudimentar na espécie humana, intermediária entre a neuro-hipófise e a pars distalis, separada desta última pela fissura restante da cavidade da bolsa de Rathke. Ao conjunto de pars nervosa e pars intermedia também se dá o nome de lobo posterior da hipófise. A glândula é revestida por uma cápsula de tecido conjuntivo, contínua com a rede de fibras reticulares que suporta as células do órgão. - Adeno-hipófise: A pars distalis representa em torno de 75% da massa da hipófise. É formada por cordões e ilhas de células epiteliais cuboides ou poligonais produtoras de hormônios. Os hormônios produzidos pelas células secretoras são armazenados em grânulos de secreção. Entre os cordões e ilhas de células há muitos capilares sanguíneos (que pertencem ao plexo capilar secundário do sistema porta-hipofisário). Os poucos fibroblastos dessa região produzem fibras reticulares que sustentam os cordões de células. - Neuro-hipófise: A neuro-hipófise consiste na pars nervosa e no infundíbulo. A pars nervosa, diferentemente da adeno-hipófise, não contém células secretoras. Apresenta um tipo específico de célula glial muito ramificada, chamada pituícito. Os neurônios secretores têm todas as características de neurônios típicos, inclusive a habilidade de liberar um potencial de ação, mas têm corpos de Nissl muito desenvolvidos relacionados com a produção de neurossecreção. A neurossecreção (que pode ser observada por colorações especiais como a hematoxilina crômica de Gomori) é transportada ao longo dos axônios e se acumula nas suas extremidades, situadas na pars nervosa. Seus depósitos formam estruturas conhecidas como corpos de Herring, visíveis ao microscópio de luz. Quando os grânulos são liberados, a secreção entra nos capilares sanguíneos fenestrados que existem em grande quantidade na pars nervosa, e os hormônios são distribuídos pela circulação geral. Fisiologia das Glândulas Endócrinas – Hipófise e Hipotálamo - GH Relações hipotalâmicas-hipofisárias: O hipotálamo e a glândula hipófise funcionam de modo coordenado para orquestrar muitos dos sistemas endócrinos. A unidade hipotálamo-hipófise regula as funções das glândulas tireoide, suprarrenais e reprodutivas e, também, controla o crescimento, a produção e ejeção de leite e a osmorregulação. É importante visualizar as relações anatômicas entre o hipotálamo e a hipófise, pois essas relações são subjacentes às conexões funcionais entre as glândulas. A glândula pituitária, também chamada de hipófise, consiste no lobo posterior e no lobo anterior. O lobo posterior (ou hipófise posterior) é, também, chamado de neuro-hipófise. O lobo anterior (ou hipófise anterior) é, também, chamado de adeno-hipófise. O hipotálamo está ligado à hipófise por fina haste chamada infundíbulo. Funcionalmente, o hipotálamo controla a hipófise, tanto por mecanismos neurais, como hormonais. Relação entre Hipotálamo e a Neuro-hipófise: O lobo posterior da glândula hipófise é derivado do tecido neural. Ele secreta dois hormônios peptídicos, hormônio antidiurético (ADH) e ocitocina, que atuam em seus respectivos tecidos-alvo — rim, mama e útero. As conexões entre o hipotálamo e o lobo posterior da hipófise são neurais. Na verdade, a neuro-hipófise é coleção de axônios, cujos corpos celulares estão localizados no hipotálamo. Assim, os hormônios secretados pelo lobo posterior (ADH e ocitocina) são, realmente, neuropeptídeos; em outras palavras, eles são peptídeos liberados por neurônios. Os corpos celulares dos neurônios secretores de ADH e ocitocina estão localizados nos núcleos paraventricular e supraóptico, no hipotálamo. Embora ambos os hormônios sejam sintetizados nos dois núcleos, o ADH está, principalmente, associado aos núcleos supraópticos e a ocitocina é, principalmente, associada aos núcleos paraventriculares. Uma vez sintetizados nos corpos celulares, os hormônios (i.e., os neuropeptídeos) são transportados, pelos axônios, nas vesículas neurossecretoras e armazenados nos terminais nervosos bulbosos na hipófise posterior. Quando o corpo da célula é estimulado, as vesículas neurossecretoras são liberadas pelas terminações nervosas por exocitose e o hormônio secretado entra nos capilares fenestrados próximos. O sangue venoso da neuro-hipófise entra na circulação sistêmica, que distribui os hormônios para os tecidos-alvo. Em resumo, a relação entre o hipotálamo e a neuro-hipófise é direta — um neurônio secretor de hormônio tem seu corpo celular no hipotálamo e seus axônios no lobo posterior da hipófise. Relação do Hipotálamo com a Adeno-hipófise: O lobo anterior da hipófise deriva do intestino anterior primitivo. Ao contrário do lobo posterior, que é tecido neural, o lobo anterior é, essencialmente, coleção de células endócrinas. A adeno-hipófise secreta seis hormônios peptídicos: hormônio estimulante da tireoide (TSH), hormônio foliculoestimulante (FSH), hormônio luteinizante (LH), hormônio do crescimento, prolactina e hormônio adrenocorticotrópico (ACTH). A natureza da relação entre o hipotálamo e a adeno-hipófise é tanto neural como endócrina (em contraste com o lobo posterior, que é apenas neural). O hipotálamo e a adeno-hipófise estão diretamente ligados pelos vasos sanguíneos porta hipotalâmicos-hipofisários, que fornecem a maior parte do suprimento sanguíneo para o lobo anterior. A relação hipotálamo-adeno-hipófise pode ser ilustrada considerando-se o sistema hormonal TRH-TSH-tireoide. O TRH é sintetizado nos neurônios hipotalâmicos e secretado na eminência mediana do hipotálamo, onde entra nos capilares e vasos porta hipofisários. É distribuído por esse sangue porta para o lobo anterior da hipófise, onde estimula a secreção de TSH. O TSH entra na circulação sistêmica e é distribuído para seu tecido-alvo, a glândula tireoide, onde estimula a secreção de hormônios da tireoide. Estrutura Química do Hormônio do Crescimento: O hormônio do crescimento é sintetizado no somatotrofos do lobo anterior da hipófise, sendo, também, chamado somatotropina ou hormônio somatotrófico. O hormônio do crescimento humano contém 191 aminoácidos em polipeptídio de cadeia linear com duas pontes internas de dissulfeto. O gene para o hormônio do crescimento é membro da família de genes de peptídeos relacionados, a prolactina e o lactogênio (somatomamotropina) placentário humano. A síntese do hormônio do crescimento é estimulada pelo GHRH, seu hormônio de liberação hipotalâmico. O hormônio do crescimento humano é estruturalmente semelhante à prolactina, sintetizada por lactotrofos no lobo anterior, e ao lactogênio placentário humano, sintetizado na placenta. A prolactina, polipeptídeo de cadeia linear com 198 aminoácidos, com três pontes dissulfeto, tem 75% de homologia com o hormônio do crescimento. O lactogênio placentário humano, polipeptídeo de cadeia linear com 191 aminoácidos, com duas pontes dissulfeto, tem 80% de homologia. Regulação da Secreção do Hormônio do Crescimento: O hormônio do crescimento é secretado, em padrão pulsátil, e surtos de secreção ocorrem aproximadamente a cada 2 horas. O maior aumento secretor ocorre no período de 1 hora após adormecer (durante os estágios III e IV do sono). O padrão de aumento repentino, em termos tanto de frequência como de magnitude, é afetado por vários agentesque alteram o nível geral da secreção do hormônio do crescimento. A intensidade de secreção do hormônio do crescimento não é constante ao longo da vida. A intensidade de secreção aumenta, de modo constante, desde o nascimento até a primeira infância. Durante a infância, a secreção se mantém relativamente estável. Na puberdade, ocorre surto enorme, induzido pelo estrogênio, nas mulheres, e pela testosterona, nos homens. Os altos níveis do hormônio de crescimento puberal estão associados à maior frequência e maior amplitude dos pulsos secretores e são responsáveis pelo estirão do crescimento. Após a puberdade, a intensidade de secreção do hormônio do crescimento diminui até nível estável. Por fim, na senescência, a intensidade da secreção do hormônio do crescimento e sua pulsatilidade caem para seus níveis mais baixos. O GHRH age diretamente sobre os somatotrofos da adeno-hipófise, induzindo a transcrição do gene do hormônio do crescimento e assim estimulando tanto a síntese quanto a secreção do hormônio do crescimento. Ao iniciar sua ação no somatotrofo, GHRH se liga a receptor de membrana, que é acoplado por proteína Gs , tanto à adenilil ciclase como à fosfolipase C. Assim, GHRH estimula a secreção do hormônio do crescimento, utilizando tanto AMPc como IP3 /Ca 2+ como segundos mensageiros. Somatostatina (hormônio inibidor da liberação de somatotropina, SRIF) também é secretada pelo hipotálamo e age sobre os somatotrofos inibindo a secreção do hormônio do crescimento. A somatostatina inibe a secreção do hormônio do crescimento, bloqueando a ação do GHRH no somatotrofo. A somatostatina se liga a seu próprio receptor de membrana, que é acoplado à adenilil ciclase por proteína Gi , inibindo a geração de AMPc e diminuindo a secreção do hormônio do crescimento. A secreção do hormônio do crescimento é regulada por retroalimentação negativa. Três alças de retroalimentação, incluindo tanto as alças longas como as curtas, estão envolvidas. (1) GHRH inibe a sua própria secreção, o hipotálamo, por alça de retroalimentação ultracurta. (2) Somatomedinas, que são subprodutos da ação do hormônio do crescimento nos tecidos-alvo, inibem a secreção do hormônio do crescimento, pela adenohipófise. (3) Tanto o hormônio do crescimento como as somatomedinas estimulam a secreção de somatostatina pelo hipotálamo. O efeito global dessa terceira alça é inibitório (i.e., retroalimentação negativa), pois a somatostatina inibe a secreção do hormônio do crescimento pela hipófise anterior. Como ocorre os Feedbacks Hormonais – Positivo e Negativo Para manter a homeostasia, a secreção de hormônios deve ser ligada e desligada conforme a necessidade. Os ajustes nas intensidades de secreção podem ser produzidos por meio de mecanismos neurais ou por mecanismos de retroalimentação. Os mecanismos neurais são ilustrados pela secreção de catecolaminas, onde os nervos simpáticos pré-ganglionares formam sinapses na medula suprarrenal e, quando estimulados, causam a secreção de catecolaminas na circulação. Os mecanismos de retroalimentação são mais comuns do que os mecanismos neurais. O termo “retroalimentação” significa que algum elemento da resposta fisiológica a um hormônio “volte a agir”, seja direta ou indiretamente, na glândula endócrina que secretou o hormônio, alterando sua secreção. A retroalimentação pode ser negativa ou positiva. A retroalimentação negativa é o mecanismo mais comum e importante para a regulação da secreção hormonal; a retroalimentação positiva é rara. - Retroalimentação Negativa: Os princípios da retroalimentação negativa são subjacentes à regulação homeostática de, praticamente, todos os sistemas de órgãos. Nos sistemas endócrinos, retroalimentação negativa significa que alguma característica da ação do hormônio, direta ou indiretamente, inibe a secreção adicional do hormônio. Retroalimentação de alça longa significa que o hormônio volta a agir por todo o caminho até o eixo hipotálamo- hipófise. Retroalimentação de alça curta significa que o hormônio da adeno-hipófise volta a agir sobre o hipotálamo, inibindo a secreção do hormônio liberador hipotalâmico. O resultado real de qualquer versão da retroalimentação negativa é que quando os níveis de hormônio são considerados (por suas ações fisiológicas) adequados ou altos, a secreção do hormônio é inibida. Quando os níveis hormonais são considerados inadequados ou baixos, a secreção do hormônio é estimulada. Existem exemplos de retroalimentação negativa que não utilizam o eixo hipotálamo�hipófise. Por exemplo, a insulina regula a concentração de glicose no sangue. Por sua vez, a secreção de insulina é ligada ou desligada por variações da concentração de glicose no sangue. Assim, quando a concentração de glicose no sangue está elevada, a secreção de insulina do pâncreas é ligada; a insulina, então, age sobre seus tecidos-alvo (fígado, músculo e tecido adiposo) reduzindo a concentração de glicose no sangue, de volta ao normal. Quando a concentração de glicose é detectada como sendo suficientemente baixa, a insulina não é mais necessária, e sua secreção é desligada. - Retroalimentação Positiva: A retroalimentação positiva é pouco comum. Com retroalimentação positiva, alguma característica da ação do hormônio provoca mais secreção do hormônio. Quando comparado à retroalimentação negativa, que é autolimitante, a retroalimentação positiva é automultiplicadora. Embora rara em sistemas biológicos, quando, realmente, ocorre a retroalimentação positiva, ela conduz a evento explosivo. Nos sistemas hormonais, o exemplo primário de retroalimentação positiva é o efeito do estrogênio sobre a secreção do hormônio foliculoestimulante (FSH) e do hormônio luteinizante (LH), pela adeno-hipófise, na metade do ciclo menstrual. Durante a fase folicular do ciclo menstrual, os ovários secretam estrogênio, que atua sobre a adeno-hipófise produzindo um rápido pulso de secreção de FSH e de LH. O FSH e o LH têm dois efeitos sobre os ovários: ovulação e estimulação da secreção de estrogênio. Assim, o estrogênio, secretado pelos ovários, atua sobre a hipófise anterior provocando a secreção de FSH e LH, e esses hormônios da hipófise anterior provocam mais secreção de estrogênio. Nesse exemplo, o evento explosivo é o surto de FSH e de LH que precede a ovulação. Segundo exemplo de retroalimentação positiva hormonal é a ocitocina. A dilatação do colo do útero faz com que a neuro-hipófise secrete ocitocina. Por sua vez, a ocitocina estimula a contração uterina, o que provoca mais dilatação do colo do útero. Nesse exemplo, o evento explosivo é o parto, a expulsão do feto.