PRINCÍPIOS GERAIS DA FISIOLOGIA ENDÓCRINA

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Letícia Kariny Teles Deusdará / Odontologia UFPE
PRINCÍPIOS GERAIS DA FISIOLOGIA ENDÓCRINA
SISTEMA ENDÓCRINO E HOMEOSTASIA
Os hormônios locais ou circulantes do sistema endócrino contribuem para a
homeostasia regulando a atividade e o crescimento das células-alvo no corpo. O
metabolismo também é controlado pelos hormônios.
Os hormônio são sinalizadores químicos que regulam a atividade dos músculos
lisos, do músculo cardíaco e de algumas glândulas; alteram o metabolismo;
estimulam o crescimento e o desenvolvimento; influenciam os processos
reprodutivos e participam dos ritmos circadianos estabelecidos pelo núcleo
supraquiasmático do hipotálamo.
CONTROLE EXERCIDO PELOS SISTEMAS NERVOSO E ENDÓCRINO
Os sistemas nervoso e endócrino atuam juntos para coordenar funções de todos
os sistemas do corpo.
❖ O sistema nervoso atua por meio de impulsos nervosos (potenciais de
ação) conduzidos ao longo dos axônios dos neurônios. Nas sinapses, os
impulsos nervosos desencadeiam a liberação de moléculas mediadoras
(mensageiras) chamadas de neurotransmissores. O sistema nervoso atua
em glândulas e músculos específicos.
❖ O sistema endócrino também controla atividades corporais por meio da
liberação de mediadores, chamados hormônios. Um hormônio é uma
molécula mediadora liberada em alguma parte do corpo que regula a
atividade celular em outras partes do corpo. A maioria dos hormônios
entra no líquido intersticial e, depois, na corrente sanguínea. O sangue
circulante leva hormônios às células de todo o corpo. A influência do
sistema endócrino é muito mais ampla; ajuda a regular praticamente todos
os tipos de células do corpo.
Tanto os neurotransmissores quanto os hormônios exercem seus efeitos
ligando-se a receptores encontrados nas suas “células alvo”. Inúmeros
mediadores atuam tanto como neurotransmissor quanto como hormônio.
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Um exemplo comum é a norepinefrina:
➔ Liberada como neurotransmissor pelos neurônios pós-ganglionares
simpáticos.
➔ Liberada como hormônio pelas células cromafins da medula da glândula
suprarrenal.
Muitas vezes, as respostas do sistema endócrino são mais lentas que as
respostas do sistema nervoso; embora alguns hormônios ajam em segundos, a
maioria demora alguns minutos ou mais para produzir uma resposta. Em geral,
os efeitos da ativação pelo sistema nervoso são mais breves que os do sistema
endócrino.
Determinadas partes do sistema nervoso estimulam ou inibem a liberação de
hormônios pelo sistema endócrino.
GLÂNDULAS ENDÓCRINAS
❖ As glândulas exócrinas secretam seus produtos para ductos que
conduzem as secreções para cavidades corporais, para o lúmen de um
órgão ou para a superfície externa do corpo. As glândulas sudoríparas
(suor), sebáceas (óleo), mucosas e digestivas são exócrinas.
❖ As glândulas endócrinas secretam seus produtos (hormônios) no
líquido intersticial que circunda as células secretoras e não para ductos.
Do líquido intersticial, os hormônios se difundem para os capilares
sanguíneos e o sangue os transporta para as células alvo pelo corpo. Em
virtude da dependência do sistema circulatório para distribuir seus
produtos, as glândulas endócrinas são alguns dos tecidos mais
vascularizados do corpo. A maioria dos hormônios é necessária em
quantidades bem pequenas, então os níveis circulantes são tipicamente
baixos.
Glândulas endócrinas: Hipófise, glândulas tireoide, paratireoides, suprarrenais
e pineal.
Órgãos e tecidos que contêm células secretoras de hormônios:
Hipotálamo, timo, pâncreas, ovários, testículos, rins, estômago, fígado, intestino
delgado, pele, coração, tecido adiposo e placenta.
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Juntas, todas as glândulas endócrinas e células secretoras de hormônio
constituem o sistema endócrino.
COMPARAÇÃO SISTEMA NERVOSO E SISTEMA ENDÓCRINO
CARACTERÍSTICA SISTEMA NERVOSO SISTEMA ENDÓCRINO
Moléculas mediadoras
Neurotransmissores
liberados localmente em
resposta a impulsos
nervosos
Hormônios levados para
os tecidos de todo o
corpo pelo sangue
Local de ação do
mediador
Próximo ao local de
liberação, na sinapse;
liga-se aos receptores
encontrados na
membrana pós-sináptica
Longe do local de
liberação(habitualmente;
liga-se aos receptores
encontrados nas
células-alvo
Tipos de células alvo
Células musculares
(lisas, cardíacas e
esqueléticas),
células
glandulares,outros
neurônios
Células por todo o corpo
Tempo para iniciar a
ação
Tipicamente,
milissegundos
De segundos a horas ou
dias
Duração da ação
Geralmente mais breve Geralmente mais
longa(de segundos a
dias)
FUNÇÃO DOS RECEPTORES HORMONAIS
Embora um determinado hormônio percorra o corpo pelo sangue, ele atua
apenas em células alvo específicas. Os hormônios, assim como os
neurotransmissores, influenciam suas células alvo por meio de ligações
químicas a receptores proteicos específicos. Apenas as células alvo de um dado
hormônio possuem receptores que se ligam e reconhecem aquele hormônio.
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➔ Por exemplo, o hormônio tireoestimulante (TSH) se liga a receptores nas
células da glândula tireoide, porém não se liga a células dos ovários, pois
as células ovarianas não possuem receptores de TSH.
Os receptores, assim como outras proteínas celulares, são constantemente
sintetizados e degradados. Em geral, uma célula alvo possui de 2.000 a 100.000
receptores para um determinado hormônio. Se um hormônio é impedido de
interagir com seus receptores, não consegue realizar suas funções normais.
Infra regulação: Se a concentração de um hormônio estiver muito elevada, o
número de receptores na célula alvo pode diminuir. A infra regulação torna uma
célula alvo menos sensível ao hormônio.
➔ Por exemplo, quando determinadas células dos testículos são expostas a
uma elevada concentração de hormônio luteinizante (LH), o número de
receptores de LH diminui.
Supra regulação: Quando a concentração de um hormônio é muito baixa, o
número de receptores pode aumentar. A supra regulação, torna uma célula alvo
mais sensível a um hormônio.
Existem hormônios sintéticos que bloqueiam os receptores de alguns hormônios
que ocorrem naturalmente.
➔ Por exemplo, RU 486 (mifepristona), que é usado para induzir aborto, se
liga aos receptores de progesterona e não deixa que ela exerça seu efeito
normal, nesse caso o de preparar o revestimento uterino para
implantação. Quando uma gestante usa RU 486, as condições uterinas
necessárias para suprir o embrião não são mantidas, o desenvolvimento
embrionário é interrompido e o embrião se desprende do revestimento
uterino.
HORMÔNIOS LOCAIS E CIRCULANTES
Hormônios circulantes: Passam das células
secretoras que os produzem para o líquido
intersticial e, depois disso, para o sangue.
Hormônios circulantes podem permanecer
no sangue e exercer seus efeitos por alguns
minutos ou, às vezes, por algumas horas. Em
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tempo, os hormônios circulantes são inativados pelo fígado e excretados pelos
rins.
➔ Em casos de insuficiência renal ou hepática, é possível observar níveis
sanguíneos muito elevados de hormônios.
Hormônios locais: Atuam nas células
vizinhas ou nas mesmas células que os
secretaram sem, primeiro, entrar na
corrente sanguínea. Em geral, os hormônios
locais são inativados rapidamente.
● Parácrinos: Hormônios locais que
atuam nas células vizinhas
● Autócrinos: Atuam nas mesmas
células que os secretaram
➔ A interleucina 2 (IL 2), liberada pelos linfócitos T auxiliares (um tipo de
leucócito) durante respostas imunológicas, é um exemplo de hormônio
local. A IL 2 ajuda a ativar outras células imunológicas próximas, um efeito
parácrino. No entanto, também atua como hormônio autócrino ao
estimular a proliferação da mesma célula que a liberou. Essa ação gera
mais linfócitos T auxiliares, que podem secretar ainda mais IL 2 e, desse
modo, intensificar a resposta imune.
➔ Outro exemplo de um hormônio local é o gás óxido nítrico (NO), liberado
pelas células endoteliais que revestem vasossanguíneos. O NO promove o
relaxamento das fibras musculares lisas próximas nos vasos sanguíneos, o
que, por sua vez, causa vasodilatação (aumento do diâmetro do vaso
sanguíneo). Os efeitos dessa vasodilatação variam desde diminuição da
pressão sanguínea até a ereção do pênis nos homens. O medicamento
Viagra® (sildenafila) intensifica os efeitos estimulados pelo óxido nítrico
no pênis.
HORMÔNIOS LIPOSSOLÚVEIS
Hormônios esteróides: Derivados do colesterol. Cada hormônio esteroide é
único em decorrência de diferentes grupos químicos fixados em vários locais
nos quatro anéis no núcleo da sua estrutura. Essas pequenas diferenças
possibilitam uma grande diversidade de funções.
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Hormônios da tireóide: Dois hormônios da tireoide (T3 e T4) são sintetizados
pela conexão de iodo ao aminoácido tirosina. Os dois anéis de benzeno em T3 ou
T4 tornam essas moléculas muito lipossolúveis.
Óxido nítrico(NO): É tanto um hormônio quanto um neurotransmissor. Sua
síntese é catalisada pela enzima óxido nítrico sintase.
★ Tanto os hormônios esteróides quanto os da tireóide são efetivos por via
oral. Esses hormônios não sofrem degradação durante a digestão e
atravessam com facilidade o revestimento intestinal por serem
lipossolúveis.
Os receptores de hormônios lipossolúveis estão localizados dentro das células
alvo.
LIPOSSOLÚVEIS HORMÔNIOS LOCAL DE SECREÇÃO
Hormônios esteróides
Aldosterona
Cortisol
Androgênios
Calcitriol
Testosterona
Estrogênios
progesterona
Córtex da glândula
suprarrenal
Rins
Testículos
Ovários
Hormônios da tireóide
T3 (tri-iodotironina)
T4 (tiroxina)
Glândula tireoide(células
foliculares)
Gás óxido nítrico
Óxido nítrico(NO) Células endoteliais do
revestimento dos vasos
sanguíneos
HORMÔNIOS HIDROSSOLÚVEIS
Os hormônios hidrossolúveis englobam os hormônios aminados, hormônios
proteicos e peptídicos e hormônios eicosanóides.
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Hormônios aminados: Sintetizados pela descarboxilação (remoção da
molécula de CO2) ou modificação de determinados aminoácidos. São chamados
de aminados porque retêm um grupo amina (–NH3+). As catecolaminas
(epinefrina, norepinefrina e dopamina) são sintetizadas pela modificação do
aminoácido tirosina. A histamina é sintetizada a partir do aminoácido histidina
por mastócitos e plaquetas. A serotonina e melatonina derivam do triptofano.
Hormônios peptídicos e hormônios proteicos: São polímeros de
aminoácidos. O hormônio antidiurético e a ocitocina são exemplos de
hormônios peptídicos; o hormônio do crescimento humano e a insulina são
hormônios proteicos. Vários hormônios proteicos, como o hormônio
tireoestimulante, possuem grupos de carboidrato afixados e, dessa forma, são
hormônios glicoproteicos.
Hormônios eicosanóides: Derivados do ácido araquidônico, um ácido graxo de
20 carbonos. Os dois principais tipos de eicosanóides são as prostaglandinas
(PG) e os leucotrienos (LT). Os eicosanóides são importantes hormônios locais,
podendo atuar também como hormônios circulantes.
★ Hormônios proteicos e peptídicos, como a insulina, são hidrossolúveis,
não sendo efetivos por via oral porque as enzimas digestivas os destroem,
quebrando suas ligações peptídicas. Esse é o motivo pelo qual as pessoas
dependentes de insulina precisam administrá-la por injeção.
Receptores de hormônios hidrossolúveis fazem parte da membrana plasmática
das células alvo.
HIDROSSOLÚVEIS HORMÔNIOS LOCAL DE SECREÇÃO
HORMÔNIOS AMINAS
(Catecolaminas)
Epinefrina
Norepinefrina
Melatonina
Histamina
Serotonina
Medula da glândula
suprarrenal
Glândula pineal
Mastócitos nos tecidos
conjuntivos
Plaquetas no sangue
Todos os hormônios
hipotalâmicos de
liberação e inibição
Hipotálamo
Neuro-hipó ͅse
Adeno-hipóͅse
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HORMÔNIOS
PEPTÍDEOS E
PROTEÍNAS
Ocitocina
Hormônio antidiurético
Hormônio do
crescimento humano
Hormônio
tireoestimulante
Hormônio
adrenocorticotrófico
Hormônio
folículo estimulante
Hormônio luteinizante
Prolactina
Hormônio
melanócito-estimulante
Insulina
Glucagon
Somatostatina
Polipeptídeo
pancreático
Paratormônio
Calcitonina
Gastrina
Secretina
Colecistocinina
GIP(peptídio insulino
trópico dependente de
glicose)
Eritropoetina
Leptina
Pâncreas
Glândulas paratireoides
Glândula tireoide
(células parafoliculares)
Estômago
Intestino delgado
(células
enteroendócrinas)
Rins
Tecido adiposo
HORMÔNIOS
EICOSANÓIDES
Prostaglandinas
Leucotrienos
Todas as células exceto
as hemácias
TRANSPORTE HORMONAL NO SANGUE
A maior parte das moléculas de hormônio hidrossolúvel circula no plasma
aquoso sanguíneo na forma “livre” (não ligado a outras moléculas).
A maioria das moléculas de hormônio lipossolúvel encontra -se ligada a
proteínas transportadoras.
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● As proteínas de transporte, sintetizadas pelos hepatócitos, apresentam
três funções:
➢ Tornar os hormônios lipossolúveis temporariamente hidrossolúveis,
aumentando, desse modo, sua solubilidade no sangue.
➢ Postergar a passagem de moléculas hormonais pequenas pelo
mecanismo de filtragem nos rins, reduzindo, assim, a perda
hormonal na urina.
➢ Oferecer uma pronta reserva de hormônio na corrente sanguínea.
Em geral, 0,1 a 10% das moléculas de um hormônio lipossolúvel não estão ligadas
a uma proteína transportadora. Essa fração livre se difunde para fora dos
capilares, se liga a receptores e desencadeia respostas. Conforme as moléculas
livres de hormônio deixam o sangue e se ligam a seus receptores, as proteínas
transportadoras liberam novas moléculas para repor a fração livre.
MECANISMOS DE AÇÃO HORMONAL
A resposta a um hormônio depende tanto do hormônio propriamente dito
quanto da sua célula alvo. Várias células alvo respondem de maneira diferente
ao mesmo hormônio.
➔ A insulina, por exemplo, estimula a síntese de glicogênio nos hepatócitos
e a síntese de triglicerídeos nos adipócitos.
Efeitos hormonais:
➔ Síntese de novas moléculas
➔ Alteração da permeabilidade da membrana plasmática
➔ Estimulação do transporte de uma substância para dentro ou para fora de
células alvo
➔ Alteração da velocidade de reações metabólicas específicas
➔ Promoção de contrações da musculatura lisa ou cardíaca.
Um único hormônio é capaz de desencadear várias respostas celulares
diferentes. No entanto, em primeiro lugar, é preciso que o hormônio “anuncie a
sua chegada” à célula alvo por meio da ligação com seus receptores.
Os hormônios que se ligam aos receptores da membrana plasmática podem
induzir seus efeitos em concentrações muito baixas, pois iniciam uma cascata ou
reação em cadeia, e cada passo multiplica ou amplia o efeito inicial.
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AÇÃO DOS HORMÔNIOS LIPOSSOLÚVEIS
1- Um hormônio lipossolúvel livre se difunde do sangue, pelo líquido intersticial
e através da bicamada lipídica da membrana plasmática, para dentro da célula.
2- Se a célula for uma célula alvo, o hormônio se liga aos receptores localizados
no citosol ou no núcleo, ativando -os.
3- O complexo receptor-hormônio ativado modifica a expressão do gene, ativa e
desativa genes específicos do DNA nuclear.
4- Com a transcrição do DNA, ocorre formação de novo RNA mensageiro
(mRNA) que deixa o núcleo e entra no citosol, onde dirige a síntese de uma nova
proteína, muitas vezes uma enzima, nos ribossomos.
5- As novas proteínas alteram a atividade das células e causam respostas
típicas do hormônio em questão.
AÇÃO DE HORMÔNIOS HIDROSSOLÚVEIS
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1- Os hormônios hidrossolúveis se ligam a receptores que se projetam da
superfície da célula alvo. Esses receptores são proteínas transmembrana
integrantes da membrana plasmática.
2- O hormônio hidrossolúvel (primeiro mensageiro) se difunde do sangue pelo
líquido intersticial e, depois disso, se liga a seu receptor na superfície externa
da membrana plasmática de uma célula alvo.
3- O complexo receptor-hormônio ativa uma proteína da membrana chamadade proteína G.
4- A proteína G ativada, por sua vez, ativa a adenilato ciclase.
5- A adenilato ciclase converte ATP em AMP cíclico (cAMP). Uma vez que o
local ativo da enzima é na superfície interna da membrana plasmática, essa
reação ocorre no citosol da célula.
6- O AMP cíclico (segundo mensageiro) ativa uma ou mais proteinoquinases, as
quais podem estar livres no citosol ou ligadas à membrana plasmática. A
proteinoquinase é uma enzima que fosforila (adiciona um grupo fosfato) outras
proteínas celulares (como enzimas). O doador do grupo fosfato é o ATP, que é
convertido em ADP.
7- A fosforilação ativa algumas proteínas e inativa outras, como um interruptor.
8- As proteínas fosforiladas, por sua vez, causam reações que produzem
respostas fisiológicas. Existem proteinoquinases diferentes no interior das
células alvo distintas e dentro de diferentes organelas da mesma célula alvo.
➢ Assim, uma proteinoquinase pode desencadear a síntese de glicogênio,
outra pode causar a degradação de triglicerídio, uma terceira pode
promover a síntese de proteína e assim por diante.
9- Fim da ação hormonal: Após um breve período, uma enzima chamada
fosfodiesterase inativa o cAMP. Dessa forma, a resposta da célula é desativada .
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A não ser que sejam ainda mais estimuladas pela ligação entre mais moléculas de
hormônio e seus receptores, as proteínas G lentamente são desativadas,
diminuindo a atividade da adenilato ciclase e ajudando a cessar a resposta
hormonal.
OBS: A fosforilação por uma proteinoquinase também pode inibir determinadas
proteínas.
➔ Por exemplo, algumas das quinases liberadas quando a epinefrina se liga
aos hepatócitos inativam uma enzima necessária para a síntese de
glicogênio.
Segundos mensageiros:
➔ Um determinado hormônio pode usar segundos mensageiros distintos
em diferentes células alvo.
➔ As proteínas G são uma característica comum na maioria dos sistemas de
segundo mensageiro.
➔ O AMP cíclico (cAMP) é um segundo mensageiro comum.
➢ Além do cAMP, íons cálcio (Ca 2+), cGMP (monofosfato cíclico de
guanosina, um nucleotídeo cíclico semelhante ao cAMP), inositol
trifosfato (IP3) e diacilglicerol (DAG) são outros segundos
mensageiros.
➔ Neurotransmissores, neuropeptídeos e vários mecanismos de transdução
sensorial também atuam por meio de sistemas de segundo mensageiro.
Hormônios que exercem parte de seus efeitos fisiológicos por meio da
síntese mais intensa de cAMP: Hormônio antidiurético (HAD), hormônio
tireoestimulante (TSH), hormônio adrenocorticotrófico (ACTH), glucagon,
epinefrina e hormônios liberados pelo hipotálamo.
Hormônios que diminuem o nível de AMP cíclico: Hormônio inibidor do
hormônio do crescimento (GHIH).
INTERAÇÕES HORMONAIS
A responsividade de uma célula alvo a um hormônio depende:
● Da concentração sanguínea do mesmo
● Da abundância de receptores hormonais na célula alvo
● De influências exercidas por outros hormônios
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Uma célula alvo responde com mais vigor quando o nível de um hormônio sobe
ou quando apresenta mais receptores (suprarregulação).
Efeito permissivo: As ações de alguns hormônios nas células alvo demandam
exposição simultânea ou recente a um segundo hormônio. O segundo
hormônio tem efeito permissivo.
➔ Por exemplo, a epinefrina sozinha estimula fracamente a lipólise
(degradação de triglicerídios), mas quando existem concentrações baixas
de hormônios da tireoide (T3 e T4), a mesma quantidade de epinefrina
estimula a lipólise de maneira muito mais intensa.
Não raro, o hormônio permissivo aumenta o número de receptores para o
outro hormônio e, às vezes, promove a síntese de uma enzima necessária para a
expressão de outros efeitos do outro hormônio.
Efeito sinérgico: Quando o efeito de dois hormônios que agem juntos é maior
ou mais amplo do que o efeito de cada hormônio agindo sozinho. “Juntos somos
mais fortes”.
➔ Por exemplo, o desenvolvimento normal de ovócitos nos ovários precisa
tanto do hormônio folículo estimulante da adeno hipófise quanto de
estrogênios do ovário. Nenhum dos hormônios isoladamente é suficiente.
Efeito antagônico: Quando um hormônio faz oposição às ações de outro
hormônio.
➔ Por exemplo, a insulina, que promove a síntese de glicogênio pelos
hepatócitos, e o glucagon, que estimula a degradação do glicogênio no
fígado.
CONTROLE DA SECREÇÃO HORMONAL
A regulação da secreção normalmente evita a produção excessiva ou
insuficiente de qualquer hormônio, ajudando a manter a homeostasia.
● Quando estimulada, uma glândula endócrina libera seus hormônios em
salvas mais frequentes, aumentando a concentração sanguínea do
hormônio.
● Na ausência de estimulação, o nível sanguíneo do hormônio diminui.
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A secreção hormonal é regulada por:
● Sinais do sistema nervoso
● Alterações químicas no sangue
● Outros hormônios
➔ Por exemplo, impulsos nervosos para a medula da glândula suprarrenal
regulam a liberação de epinefrina; o nível sanguíneo de Ca 2+ regula a
secreção de paratormônio (PTH); um hormônio da adeno hipófise
(hormônio adrenocorticotrófico) estimula a liberação de cortisol pelo
córtex da glândula suprarrenal.
A maioria dos sistemas regulatórios hormonais atua via feedback negativo,
porém alguns operam por feedback positivo.
➔ Por exemplo, durante o trabalho de parto(“bang”), o hormônio ocitocina
estimula as contrações do útero que, por sua vez, estimulam ainda mais a
liberação de ocitocina, um efeito de feedback positivo.
Bibliografia:
Tortora, G. J. et al. Princípios de anatomia e fisiologia. 14. ed. Rio de Janeiro:
Guanabara Koogan, 2016. 653 p.
ISBN 978 85 277 2885 0