O papel dos hormônios no controle do metabolismo intermediário
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O papel dos hormônios no controle do metabolismo intermediário As fases do Metabolismo energético: Fase anabólica e catabólica café da manhã almoço lanche da tarde jantar sono noturno fase catabólica fase anabólica A FASE ANABÓLICA alimentação glicose sangüínea Pâncreas INSULINA A FASE CATABÓLICA Sono, exercício físico, estresse, etc... Jejum Supra-renais glicose sangüínea Pâncreas CORTISOL ADRENALINA GLUCAGON O GH também!!!! O pâncreas conecta-se à parte inicial do intestino delgado (abaixo do estômago) Pâncreas Ducto Pancreático Intestino Delgado O pâncreas é formado por dois tecidos: 9 Ácinos – secretam suco digestivo no duodeno; 9 Ilhotas pancreáticas – secretam hormônios para o sangue. Ilhotas pancreáticas ácinos Existem cerca de 1 milhão de ilhotas no pâncreas! Células α (20%) – secretam glucagon Células β (65%) – secretam insulina Existem cerca de 1 milhão de ilhotas no pâncreas! Células δ (10%) – Células PP (5%) – secretam somatostatina secretam polipeptídeo pancreático Controle da secreção de insulina Mecanismos de ação insulina na musculatura esquelética Efeitos gerais da Insulina: Captação de glicose na musculatura esquelética e cardíaca, tecido adiposo e glândula mamária; Deposição de glicogênio, principalmente no fígado e músculo; Mobilização de glicogênio; Neoglicogênese; Lipogênese; Lipólise; Captação de aminoácidos nos músculos e fígado; Síntese de proteínas; Proteólise. Efeito da insulina no fluxo geral de combustíveis A sensibilidade de diferentes espécies à insulina pode estar relacionada aos seus hábitos alimentares Carnívoros são, em geral, mais sensíveis à insulina que os herbívoros. Por quê? Efeitos gerais do Glucagon: Hiperglicemia; Deposição de glicogênio, principalmente no fígado; Mobilização de glicogênio e sua conversão em glicose no fígado; Proteólise; Mobilização de aminoácidos e neoglicogênese; Lipogênese; Concentração plasmática de ácidos graxos e lipólise. Efeito do glucagon no fluxo geral de combustíveis Os hormônios das adrenais Contêm duas partes funcionais distintas medula adrenal – 20 % córtex adrenal – 80 % As 3 Camadas do Córtex Adrenal Medula produz as catecolaminas: adrenalina e noradrenalina Córtex produz hormônios esteróides Mineralocorticóides - Aldosterona Glicocorticóides – Cortisol Androgênios - Diidroepiandrosterona (DHEA) Androstenediona Colesterol Pregnenolona Progesterona 17-hidroxipregnenolona 17-hidroxiprogesterona Aldosterona Cortisol Androgênios (glomerulosa) (fasciculada) (reticular) Efeitos gerais das catecolaminas: Hiperglicemia e concentração de ácidos graxos no plasma; Mobilização de glicogênio e sua conversão em glicose no fígado e nos músculos; Lipólíse no fígado e músculos. Efeitos gerais do corticosteróides: Hiperglicemia; Deposição de glicogênio no fígado; Mobilização de glicogênio e sua conversão em glicose no fígado e músculos; Proteólise muscular e mobilização de aminoácidos; Neoglicogênese no fígado; Lipogênese e síntese protéica; Ação lipolítica da epinefrina, glucagon e GH. O efeito dos corticosteróides de poupar o uso de glicose como substrato energético é particularmente importante durante o jejum. Os hormônios da Tireóide - A Glândula Tireóide é formada por folículos - Os folículos são responsáveis pela síntese, armazenamento e liberação dos hormônios T3 e T4 - as células C são responsáveis pela síntese, armazenamento e liberação da calcitonina Síntese, armazenamento e secreção dos hormônios tireoideanos T3 e T4. T3 e T4 são transportados no sangue ligados à TBG. T4 é a forma mais comum no sangue, porém, T3 é a forma ativa. T4 é desiodado a T3 nos tecidos-alvo. Efeitos gerais dos hormônios da Tireóide: Taxa metabólica; Produção de calor; Síntese protéica (citocromo oxidase e Na+K+ATPase, por exemplo); Crescimento e diferenciação de tecidos (estimula expresão do gene do GH, por exemplo); Papel permissivo no efeito de diversos outros hormônios que controlam o metabolismo intermediário. Hormônios e a taxa metabólica de repouso Os hormônios da Tireóide são moduladores da atividade metabólica em vertebrados. Alteram síntese protéica (regulação nuclear) Enzimas mitocondriais Alteram composição das membranas (regulação citoplasmática) Transporte iônico, crescimento (gasto energia) Efeito permissivo para outros hormônios ( receptores βadrenérgicos) Mesmo quando a temperatura corpórea é a mesma, um rato apresenta maior atividade secretora da Tireóide que um lagarto! Hormônios e a termogênese Tireoidectomia em roedores pode comprometer sua sobrevivência em climas frios. Bloqueio de receptores β-adrenérgicos em camundongos antes de sua transferência de uma temperatura de 25 para 0oC resulta em morte após três horas de exposição ao frio. Afinal, o que acontece? Glicólise 2 ATP CO2 Piruvato 2 ATP Ciclo Krebs NADH2 FADH2 34 ATP Cadeia de elétrons ATP sintase H+ O2 H 20 Calor Calor ADP + Pi Termogenina H+ ATP sintase O estímulo para a mobilização de ácidos graxos e aumento da produção de calor pelo tecido adiposo marrom é gerado pelo sistema nervoso simpático, através da norepinefrina. A conversão de T4 em T3 depende da ativação enzimática por estímulo noradrenérgico, insulina e glucagon A transcrição do gene da UCP-1 é iniciada por uma interação sinergística entre o receptor do T3 e fatores de transcrição ativados pelo AMPc. Aclimatação a baixas temperaturas Aves migratórias no Estado de São Paulo Duas diferentes estratégias de obtenção das fontes de energia Alimentam-se frequentemente durante sua rota de migração. A massa corpórea mais que dobra em poucas semanas antes do início da migração! Hiperfagia, eficiência de assimilação de nutrientes e preferência alimentar Período pré-migratório caracteriza-se por um aumento dos níveis basais de corticosterona: Atividade de forrageamento Reservas de gordura Dendroica coronata Níveis basais moderados de glicocorticóides exercem seus efeitos através dos receptores tipo I, de alta afinidade Junco hyemalis Picos de níveis elevados de glicocorticóides exercem seus efeitos através dos receptores tipo II, de menor afinidade (estresse), exercendo efeitos catabólicos Preparação para a migração pode também envolver aumento na secreção dos hormônios da Tireóide Emberiza bruniceps Zonotrichia leucophrys gambelli Prolactina pode aumentar a deposição de triglicerídeos no tecido adiposo em algumas espécies Durante o jejum, o animal torna-se dependente de seus estoques endógenos de substratos energéticos. De quais, vai depender do tempo de jejum… Longa duração Curta duração Mobilização do glicogênio hepático e muscular Manutenção do glicogênio hepático e muscular Lipólise, neoglicogênese, proteólise Catecolaminas e glucagon Glucagon, glicocorticóides A lipólise costuma ser preferencial no jejum, sendo a proteólise preponderante apenas em casos de jejum muito prolongado A utilização da proteólise durante o jejum têm sido mais comumente encontrada em ectotermos – alta concentração de uréia nos fluidos de anfíbios e peixes pulmonados Durante o jejum prolongado, pode haver também depressão metabólica associada a uma queda nos níveis plasmáticos dos hormônios tireoideanos, bem como de seus receptores nos tecidos alvo Aves e mamíferos comumente passam por três fases do jejum: Fase I: fase inicial de ajuste hormonal e metabólico. Pode durar de um a vários dias. Pode haver diminuição da taxa metabólica de repouso e início da mobilização dos estoques de lipídios. Fase II: fase de relativa estabilidade da taxa metabólica e mobilização de lipídios. Ocorre proteólise a baixas taxas. Pode estender-se por um longo período. Fase III: queda na mobilização de lipídios associada à depleção de seus estoques. Aumento das taxas de proteólise e uso de aminoácidos para sustentar a neoglicogênese. O macho do pinguim-imperador passa por um jejum extremamente prolongado durante o período de incubação, podendo chegar a 4 meses, a temperaturas muito baixas Padrão endócrino da hibernação Verão: Insulina, Glucagon Fase de lipogênese. Mas e o controle da ingestão alimentar? O controle da ingestão alimentar se dá através de dois centros hipotalâmicos “centro da saciedade” “centro da fome” Efeito da lesão do Hipotálamo Ventromedial (VMH) na alimentação http://salmon.psy.plym.ac.uk/ Controle da ingestão alimentar detectado por Receptores de insulina e leptina no hipotálamo SNA insulina e leptina Levam a Nível de atividade Taxa metabólica Glicose Massa do tecido adiposo Lipólise Neuropeptídeo Y Ingestão de alimentos Sensibilidade aumentada ao Neuropeptídeo Y em Zonotrichia leucophrys gambelli mantidos em fotoperíodo longo, resultando em aumento da ingestão alimentar e ganho de massa corpórea Níveis baixos de leptina durante a fase de pré-hibernação. A injeção de leptina em esquilos nesta fase reduz a ingestão alimentar e o ganho de massa associado Inverno: Hipotireoidismo – depressão metabólica O despertar é caracterizado pelo aumento de atividade do sistema nervoso simpático e aumento da produção de calor pelo tecido adiposo marrom O que deve diferir quando o jejum ocorre concomitantemente ao exercício, como no caso da migração? Durante a migração do salmão, por exemplo, não ocorre queda nos níveis plasmáticos dos hormônios da Tireóide.
