GLÂNDULAS ENDÓCRINAS E HORMÔNIOS Bioquímica – Prof. Nereide Faculdade de Medicina – UFPE Turma 121 [Parte 1 – Transcrita por Rodolfo] ... Pra que servem os hormônios? Pra regulação metabólica né? Então vocês estudaram as vias metabólicas na bioquímica 1. E vocês viram que cada uma dessas vias têm uma série de reações e há uma que controla determinado metabolismo, constituindo uma etapa limitante, e essa enzima pode sofrer uma inibição alostérica (daí ela pergunta a turma o que é uma regulação alostérica e fica uma discussão que não dá pra ouvir direito). Só uma regulação alostérica é suficiente para manter o organismo vivo? Em cada uma das vias? Não, por quê? Porque as vias são isoladas e no organismo elas precisam estar integradas. E aí eu preciso de um mecanismo hormonal pra controlar e integrar essas vias. Então os hormônios servem para controlar o metabolismo. Então o que são hormônios? São substâncias químicas que podem coordenar e integrar essas diferentes vias metabólicas. Como é que a gente faz então essa regulação metabólica? Primeiro a gente tem o sistema nervoso, que é quem controla tudo. Então a gente tem o controlador do controlador, o sistema nervoso central. E depois? O sistema sanguíneo, porque o sangue é quem transporta as diversas substâncias pelo corpo (acho q foi isso). “Pessoal a partir daí o áudio fica horrível e não dá pra entender o que ela diz direito. Aliás nada nesse áudio nada dá pra entender direito. Não indico que ninguém estude somente por essa transcrição porque podem haver muitos erros. Aconselho que estudem por aulas transcritas de turmas passadas e se quiserem ler essa leiam, mas não só essa.” Depois ela fala que existem algumas moléculas que sua regulação é de extremamente importância para a homeostase corporal. Uma molécula circulante no sangue é a glicose e há outras dentro da célula: ATP (ela fala que pode ser utilizado como sinalizador), acetil-Coa, glicogênio. Daí ela fala que existem hormônios que são importantes para a regulação desses metabólitos. O eixo hipotálamo-hipófise, controlado pelo SNC, produz hormônios que atuam nas glândulas endócrinas para liberar hormônios responsáveis pela regulação desses metabólitos. (Camila reclama que ela fala baixo)... Para que os hormônios ajam são necessários receptores. Que tipos de receptores? Receptores de membrana e receptores nucleares. Porque a gente tem que ter receptores de membrana e receptores nucleares? Os hormônios peptídicos e nitrogenados, como são hidrofílicos, agem estimulando os receptores de membrana. Quem são os hormônios peptídicos? Os fatores de interação hipotalâmicos, todos os hormônios hipofisários (tanto da neuro quanto a adenohipófise), os hormônios pancreáticos (insulina, glucagon e somatostatina), catecolaminas (são nitrogenados, mas não peptídicos) e hormônios da tireóide (são nitrogenados, mas não peptídicos). No entanto, dentre os nitrogenados, há hormônios que são exceções, pois não são hidrofílicos. São os hormônios da tireóide que, embora sejam nitrogenados, eles possuem moléculas de iodo que os tornam hidrofóbicos. Então eles são derivados de moléculas de tirosina e há adição de moléculas de iodo. Além do iodo, há ainda os anéis aromáticos que contribuem para que a molécula seja altamente hidrofóbica. Então os hormônios tireoidianos não vão agir do mesmo modo que hormônios peptídicos normais. Assim os hormônios peptídicos e nitrogenados agem em receptores de membrana e os hormônios esteróides junto com os da tireóide agem nos receptores nucleares. Então os receptores de membrana captam um sinal, esse sinal tem que ser entendido, amplificado para gerar uma resposta, que é a ativação ou inibição de uma determinada via metabólica. Esses receptores de membranas podem ser do tipo 7 hélices ou 1 hélice. Os de 7 hélices agem através da proteína G e .... Cabou. [Parte 2 – Transcrita por Rogério] ..... e os receptores nucleares que vão dar uma resposta de que tipo? Se eles são nucleares os receptores, significa que o hormônio é lipofílico penetra na célula pela membrana ,no interior da célula eles vão interagir com receptores nucleares que vão desencadear uma resposta de expressão gênica, o que significa uma resposta lenta ?? e aqui nos receptores de membrana teremos uma resposta rápida . Então o hormônio da tireóide apesar de serem hormônios ??? eles agem através de receptores nucleares, estimulando a expressão gênica ,a síntese de novas proteínas ou seja novas enzimas para desencadear uma via metabólica . No primeiro mecanismo, que resposta é essa? Eu vou ter o segundo mensageiro, eu tenho mediador que é a proteína G, tenho segundo mensageiro que vai fazer o que? No final qual vai ser a resposta celular? Para que uma via metabólica ser ativada oq é necessário? Ativar uma enzima. Então uma enzima pré-existente dessa resposta rápida vai ser ativada normalmente por uma reação de fosforilação, então, uma ativação de uma enzima pré-existente. Então com isso aqui, a gente tem um panorama geral,uma boa definição de hormônio . Alguma pergunta. Resposta: Nesse primeiro, o hormônio não pode penetrar na célula ,é um macro molécula hidrofílica ,então ela vai transmite seu sinal e vai sendo amplificado através da proteína G ,que é um mediador, e de segundos mensageiros e a função principal é fosforilar a enzima alvo;então a enzima já existe na célula ,ela é pré existente e está na sua forma inativa e vai ser ativada como resposta ao estimulo hormonal .A enzima já existe o que significa que há resposta rápida da célula , porque a enzima é pré- existente ; e aqui não ,porque eu não tenho a enzima , vai ser necessário estimular DNA ,para que o DNA sintetise RNAm correspondente e adquira uma nova proteína ,nesse caso eu tenho uma nova enzima alvo que é sintetizada e aquela enzima lá existente vai ser so ativada normalmente por fosforilação . Pergunta. Resp.: Os receptores como a gente vai ver depois ele pode ser 7 hélice ou 1 hélice .Esse 7 hélice simplesmente não esta com a proteína G como mediador e os receptores 1Helice , eles são enzimáticos Então tem hormônios polipeptídicos , na verdade um único, que age através desse mecanismo ,via receptor enzimático ,que ao invés de estimular uma ativação da enzima alvo ele também estimula a expressão gênica .Qual é esse hormônio? A insulina é o principal. O hormônio do crescimento também, mas principalmente a insulina. A insulina e o hormônio do crescimento atuam através dos receptores que ??? . Agora é uma introdução, um painel para a gente começar a estudar os hormônios. Aqui bem rapidinho para gente lembrar .Hipofise ,hipotálamo; o hipotálamo que libera os fatores de liberação para a hipófise, a hipófise vai liberar os hormônios hipofisários tanto o lóbulo posterior quanto o anterior ;tireóide ,glândulas adrenais , o pâncreas ,os rins e as glândulas sexuais ,que vão sintetizar hormônios esteróides sexuais . E aqui a gente verifica todos os hormônios, ou grande parte deles ,os hormônios que sofrem liberação do hipotálamo , que vão ??? para a hipófise anterior que vai liberar o ACTH , o ACTH por sua vez atua no córtex adrenal , que vai desencadear a síntese dos hormônios glicocorticóides, mineralocorticóides e aldosterona que vai atuar em diversos tecidos do organismo .A hipófise anterior libera a TSH(tireotrofina) ,para atuar na tireóide , para que a tireóide possa sintetizar T3 e T4 (triiodotironina e tiroxina)que vai atuar em diversos tecidos ,principalmente nos músculos e no fígado ,que são armazenados no metabolismo basal (eu acho) ??? .O hormônio folículo estimulante FSH ,que vai atuar nos ovários e nos testículos ??? ; A posterior vai armazenar a ocitocina e vasopressina ????? e ainda aqui pâncreas com insulina, glucagon e somatostatina e a medula adrenal que vai produzir ??? (áudio mt ruim, provavelmente quis dizer algo sobre catecolaminas, tipo adrenalina, noradrenalina ..) Agora eu queria que vocês fizessem uma tabela com hormônios e mecanismo de ações deles. O nome do hormônio, o mecanismo de ação,qual é a via metabólica atua e a resposta celular .Se entregar antes da prova ,em grupo , pode valer ponto . Insulina. O receptor dela é de membrana, mas é um receptor enzimático que faz duas ações, ou ele fosforila uma enzima alvo ,ou então ele desencadeia a fosforilação dos reguladores de expressão gênica para chegar no núcleo e desencadear a resposta . Pergunta. (mas ela disse que responderia depois) Então, a gente viu quem controla os controladores, o SN controla o sistema endócrino e eu acredito que a gente tem que ter um feedback negativo quando a concentração desses hormônios estiver aumentada. Ela ainda falou sobre a prostagalndina e prolactina, mas tava meio confuso.. Prostaglandina : As prostaglandinas causam uma maior permeabilidade capilar e também tem o poder da quimiotaxia, atraíndo células como macrófagos especializadas na fagocitose de restos celulares resultantes durante o processo inflamatório. São substâncias que agem como hormônios locais, são ácidos graxos produzidos por quase todas as células do corpo. Sua ação varia de acordo com a célula alvo, sendo sua vida útil muito curta. Sua síntese e liberação no endométrio feminino são regulados pelo: Estrógeno: estimula a síntese prostaglandina Progesterona: inibe a liberação prostaglandinas de de Na gravidez o excesso de estrógeno, aumenta a concentração de prostaglandinas provocando a contração do endométrio e por consequência a expulsão do feto. Prolactina : é um hormônio secretado pela adenohipófise que estimula a produção de leite pelas glândulas mamárias. A prolactina é produzida em maior quantidade durante a gravidez. (a transcrição n ficou das melhores n, tive dificuldade em algumas partes e espero nao ter comprometido o texto, qq coisa podem falar cmg, abraços) [Parte 3 – Transcrita por Romanti] E nessa etapa do controle do sistema nervoso até chegar na produção do hormônio numa determinada glândula a gente vai ter a amplificação do sinal, ou seja, a quantidade de molécula que vai sendo produzida por cada um deles vai aumentando, aí já dentro da via metabólica. Veja o que acontece, por exemplo, no caso da produção de cortisol: ela é estimulada por quem? Pelo ACTH. Então vamos ver. O hipotálamo vai liberar o hormônio controlador da corticotropina que é o CRH, o CRH sendo liberado ali em nanogramas pelo hipotálamo,que vai estimular a hipófise anterior a liberar o ACTH em microgramas, e a hipófise por sua vez vai estimular a glândula adrenal a produzir o cortisol em miligramas, que vai atuar em diversos tecidos, principalmente no músculo e tecido adiposo. Então vejam que nesse controle, a gente vai ter um aumento na quantidade de moléculas sinalizadoras, ou seja, de hormônios, que é produzida. Quando a concentração de cortisol está muito elevada o que é que acontece? Esse aumento da concentração do hormônio inibe a produção do ACTH pela hipófise anterior, e inibe também a produção, a liberação de CRH pelo hipotálamo. Então temos um mecanismo de feedback negativo a nível da hipófise anterior e hipotálamo. Então vejam que a gente tem uma regulação da regulação, para que os hormônios sejam adequadamente regulados. Então quando o hormônio chega no tecidoalvo, na sua célula-alvo, podendo atuar através da Proteína G, se o hormônio atuar através de um receptor de membrana, e um amplificador de sinal, ou seja, segundos mensageiros que possam amplificar essa reposta para que ela chegue à célula, no final dessa cascata, e possa uma única molécula do hormônio produzir milhões de moléculas ou milhares de moléculas de um determinado metabólito interno da célula. [Pergunta inaudível] Resposta: No hipotálamo é nanograma, no caso do cortisol, na hipófise microgramas e no córtex adrenal em miligramas. Então a gente já anunciou que esses receptores extracelulares podem ser do tipo 7 hélices ou de tipo 1 hélice. E a gente vai ver que o mecanismo é diferente e as respostas são dependentes da conformação do receptor, ou seja, da conformação dessa cadeia polipeptídica. Aqui há uma grande confusão. Alguns livros estão dizendo que o hormônio esteróide ou o hormônio da tireóide, se liga com o seu receptor citosólico e esse complexo hormônio-receptor é translocado para o núcleo. A grande maioria dos autores vão dizer isso: a translocação do complexo para o núcleo, o que não é de todo incorreto. Porque a gente tem na membrana do núcleo poros e há trocas de macromoléculas do núcleo para o citosol, então é possível que esse complexo seja translocado. Ou que a gente tem receptores que ficam no citosol e que o hormônio interage coma a membrana do receptor e depois passa no núcleo para o seu receptor nuclear onde ele vai interagir diretamente com algum tipo de segmento do DNA. Isso aqui é uma grande interrogação, certo? Então a gente vai dizer que tem esses receptores nucleares e que eles vão interagir com o DNA. A gente vai dizer que eles são intracelulares e tem que ver exatamente onde eles estão, que vão no núcleo não tem dúvida, porque eles vão interagir com um centro específico do DNA. Receptores de membrana = resposta rápida 7 hélices --------- Proteína G 1 hélice-----------Enzimáticos Receptores Nucleares = resposta lenta Expressão gênica Síntese de novas proteínas Então no mecanismo de ação. Os receptores de membrana do tipo 7 hélices são aqueles que vão se acoplar com a proteína G, que é o mediador, ou que vão formar canais iônicos. Em que tecidos a gente vai ter receptores de membrana que formam canais iônicos? Basicamente em dois, no muscular e no nervoso; por exemplo os receptores de acetilcolina. Os receptores do tipo 7 hélice, por exemplo o betaadrenérgico, que ativa a proteína G e tem produção de um segundo mensageiro. Os receptores de 1 hélice são enzimáticos e, como eles são enzimáticos, eles mesmos vão fosforilar a enzima-alvo, então não precisa de segundo mensageiro. Os receptores que são do tipo 7 hélice estão acoplados a proteína G, que é o mediador, e obrigatoriamente vão ter que ter um segundo mensageiro. Quais são esses segundos mensageiros? AMPc, IP3, GMPc, que é um caso também de receptor do tipo adenil ciclase. Então esses receptores de 7 hélices são todos aqueles que têm a proteína G acoplada e obrigatoriamente têm que ter um segundo mensageiro pra amplificar o sinal. Então os receptores citoplasmáticonucleares estão relacionados com a transcrição e quem age através desse tipo de receptor? Hormônios da tireóide e hormônios esteróides.Então, por favor, não façam confusão com essa classificação. Lembrando que os hormônios da tireóide agem através de receptores nucleares, ou seja, induzem a expressão gênica. Receptores extracelulares. Então a gente pode fazer uma comparação entre esses dois tipos de mecanismos. Os hormônios que agem através de receptores de membrana: o hormônio se liga ao receptor da membrana, através do segundo mensageiro, aqui no caso o AMPc, essa resposta é amplificada e ele vai então alterar uma enzima préexistente. No segundo caso, o hormônio passa através da membrana plasmática, interage com o receptor no núcleo, interage com o DNA, um tipo específico de DNA, induz a expressão gênica, essa expressão gênica vai um RNA mensageiro e enfim uma nova proteína. Então hormônios esteróides e hormônios da tireóide agem através de receptores nucleares; e todos os hormônios nitrogenados, com exceção dos hormônios da tireóide, agem através de receptores de membrana, do tipo 7 hélice ou do tipo 1 hélice. A conformação do receptor do tipo 7 hélice é isto que vocês estão vendo acima. Uma única cadeia polipeptídica, com uma porção NO3 terminal e uma porção carboxila terminal, o sítio de ligação extracelular para o hormônio e o sítio intracelular onde vai se acoplar o mediador e a proteína G. Como é essa proteína G? Quem se lembra da estrutura dela? É um trímero né? São três subunidades: alfa, beta e gama. O que é que tem nessa subunidade alfa? Um sítio de ligação pra nucleotídeos. Quem são esses nucleotídeos quando ela está inativada? GDP. E quando ela está ativada forma uma troca de nucleotídeos e entra GTP. Então veja que tem um sítio de ligação da proteína G. Então todos os receptores de tipo 7 hélice têm a proteína G acoplada. No caso dos receptores do tipo 1 hélice eles têm uma cadeia polipeptídica, com um domínio extracelular, está aqui na membrana plasmática, e um domínio intracelular globular rico em resíduos de tirosina. Tirosina vocês já me disseram que é um aminoácido aromático que é sintetizado no organismo a partir da fenilalanina; então a diferença entre a tirosina e a fenilalanina é que a fenilalanina sofre uma reação de hidroxilação e se converte em tirosina. Então a tirosina tem uma hidroxila no carbono 4 que é altamente reativa. Se eu tenho um anel aromático aqui com uma hidroxila, essa hidroxila é altamente reativa; então pode sofrer reação de fosforilação facilmente. E o que acontece é exatamente isso: quando o hormônio liga-se ao receptor, esses resíduos de tirosina se fosforilam e aí depois pode transferir o grupamento fosfato para a enzima-alvo. Então um receptor do tipo 1 hélice é um receptor enzimático porque ele tem um domínio globular intracelular rico em tirosina. Então a gente tem dois tipos de receptores do tipo enzimáticos: tirosina quinase ou guanilil ciclase. ACABOU!!! [Parte 4 – Transcrita por Vanessinha] Ela estava falando sobre os receptores membranares. Ela cita os receptores enzimáticos do tipo guanilil ciclase e tirosina quinase. O receptor guanilil ciclase terá nucleotídeos. Um domínio rico em tirosina quinase se auto-fosforila e vai ter nucleotídeos. Visto conformação de receptores (NESSE INTERVALE DE TEMPO, HOUVE UMA PERGUNTA E UMA RESPOSTA. Ambas eu n consegui entender muito bem. Ficaram muitas palavras soltas, sem muito sentido. Preferi, então, não transcrever essa parte) Pessoal... Desculpem todo esse começo!!! Não tava conseguindo ouvir nada direito!!! Mas agora melhora!!! DESCULPEM de qualquer forma! TIPOS DE REAÇÕES QUÍMICAS QUE ESTÃO ENVOLVIDAS DESDE A FORMAÇÃO DO COMPLEXO HORMÔNIO-RECEPTOR ATÉ A RESPOSTA CELULAR. Não possui ligações químicas covalentes nesse processo (isso porque não se chegaria a uma resposta facilmente) Pontes de hidrogênio Interações hidrofóbicas Interações eletrostáticas. E essas interações levam à modificação da conformação do hormônio-receptor (obrigatoriamente). Porque se não houver modificação da conformação do receptor não haverá estimulação da proteína G, não vai ter formação de 2º mensageiro, etc. Esse tipo de interação entre hormônioreceptor é que vai provocar modificação da conformação do receptor, e com isso também modifica a polaridade da membrana, ou seja, modifica a conformação dessa membrana. E a gente sabe que na membrana tem movimento de lipídeos, os lipídios mudam (de posição) na membrana plasmática. Sabemos que a membrana plasmática é do tipo modelo do mosaico fluido, tem regiões de lipídios que são diferentes, tanto na parte externa da membrana como na parte interna. Temos, então, domínios ao longo da membrana. Não temos só lipídios na constituição da membrana, temos proteínas (por exemplo, os receptores que são proteínas integrais da membrana). Então, pra que essa proteína G, por exemplo, migre na membrana plasmática pra se associar ou se dissociar do complexo hormônioreceptor é necessário que haja uma interação de lipídios. Então, a modificação da conformação do receptor também modifica a conformação da membrana, para que haja migração de lipídios e que haja a associação ou dissociação de subunidades da proteína G. Por exemplo, a fosfatoglicerina, que é um dos constituintes de membrana, está bastante envolvido nesse processo de associação ou dissociação da proteína G com o complexo hormônio-receptor. Qual o tipo de movimento que os lipídios sofrem nessa membrana? DIFUSÃO. Difusão lateral ou então a difusão ______ . Ela explica difusão _____ (que não é a lateral): A membrana possui 2 camadas de fosfolipídios. E a difusão pode ocorrer passando da camada interna pra externa ou o contrário. O contrário é quando a gente quer degradar. Tem-se uma cabeça polar com 2 caudas hidrofóbicas(então, tem-se uma região bem hidrofóbica e as 2 hidrofílicas ao redor). Como é que sai da membrana interna pra externa? Com consumo de energia. Mas isso não é o caso da interação hormônioreceptor. Esta não precisa de energia. Ela é do tipo difusão lateral. Então.. essa alteração na conformação levará a uma alteração de uma determinada enzima. Através da mudança da conformação hormônioreceptor poderá ocorrer a ativação de: Enzimas, através da proteína G ,como a: adenilato ciclase, fosfolipase C; Regulador de enzima Regulação de canal iônico Regulação da expressão gênica MECANISMOS MOLECULARES DA RETRANSMISSÃO DO SINAL Especificidade (o hormônio só se liga especificamente com o seu receptor no tecido alvo.) Amplificação do sinal dentro da célula; Insensibilização/ Adaptação (ocorre em alguns órgãos, tecidos do organismo para que a resposta cesse. Isso ocorre, por exemplo, no tecido nervoso, como também no olho) Integração Então são necessários todos esses parâmetros para que haja a retransmissão e a amplificação do sinal até a resposta celular. PERGUNTA: qualquer receptor está submetido a essa insensibilização/adaptação ou só em alguns tecidos e órgãos? (não tenho certeza se foi realmente essa a pergunta) RESPOSTA: Veja, no caso do complexo hormônio-receptor, em outros tecidos que não seja tecido nervoso, olho, o que a gente tem além disso? Para fazer com que haja a regulação e a dissociação do hormônio-receptor e a resposta.?? Ou no caso da proteína G para que haja novamente a dissociação das subunidades e que ela passe a ser inativa?? O que a gente tem dentro da célula para que ela possa fazer tudo isso? Você pode controlar a concentração do produto. Então, esse parâmetro (a questão da insensibilização/adaptação) é muito mais importante para os tecidos em que a gente não vai ter um produto em si para fazer essa regulação. Não que esse parâmetro não exista nos tecidos em que algum produto efetue esse controle, mas ele predomina nos que não há esses tipo de controle. (foi o máximo que consegui entender dessa resposta) AMPLICAÇÃO DA RESPOSTA DENTRO DE UMA DETERMINADA CÉLULA OU DE UM TECIDO. (Por exemplo: no fígado) A adrenalina é liberada em uma situação de estresse,ou seja,em uma situação de hipoglicemia. Nessa situação é necessário aumentar os níveis energéticos, ou seja, produção de glicose, para aumentar ATP e aumentar a resposta do organismo. Então, a insulina se liga ao seu receptor, que é um receptor do tipo 7 hélices, transmembranar. e uma única molécula(um hematócito, por exemplo) vai estimular a adenilatociclase a produzir AMPc (que é o 2º mensageiro) com produção, por exemplo, de 40x em moléculas de AMPc. Esse AMPc, por sua vez, vai estimular a proteína quinase A (que estava inativa e vai se tornar ativa). A proteína quinase é em torno de 10x a amplificação. Essa proteína quinase, por sua vez, vai estimular a fosforilase b (que quebra glicogênio para liberar glicose). A fosforilase b está amplificada em 100x. Ela vai quebrar o glicogênio para liberar glicose. E aqui, logo após, eu to amplificando a resposta em 1000x. O glicogênio liberará glicose-1 fosfato em 10.000x. Aqui se percebe o mecanismo de amplificação do sinal dentro da célula. 1 única molécula, dentro da célula, pode amplificar o sinal em 10.000x. Essa quebra do glicogênio no fígado vai gerar glicose que vai para o sangre , suprir os diversos tecidos como principalmente............ ACABOU!! ;)