controle e integraçâo - Danilo Rodrigues Vieira

CONTROLE E INTEGRAÇÂO
A homeostase é atingida através de uma série de mecanismos reguladores
que envolve todos os órgãos do corpo.
Dois sistemas, entretanto, são destinados exclusivamente para a regulação
das funções orgânicas: o sistema nervoso e o sistema endócrino.
Ambos liberam moléculas reguladoras que controlam os órgãos do corpo.
Essas moléculas primeiramente se ligam a receptores protéicos nas células
dos órgãos alvo.
As moléculas reguladoras podem ser neurotransmissores, hormônios ou
reguladores específicos do órgão.
MOLÉCULAS REGULADORAS
Neurotransmissores – secretados pelos axônios dos neurônios nas fendas
sinápticas. Os neurotransmissores percorrem uma curta distância na
membrana pós-sináptica e se liga ao receptor protéico e estimula a célula póssináptica. Esta pode ser outro neurônio, um músculo ou uma glândula.
Um hormônio é um regulador químico que é secretado na corrente
sangüínea por uma glândula endócrina ou um órgão do corpo que tenha
função endócrina
Outros reguladores são produzidos, liberados e agem dentro de um órgão. Esse
tipo de regulação é denominada de regulação parácrina.
Ferormônios – são liberados no ambiente e servem de mensageiros para a
comunicação entre os animais.
Glândula
endócrina
Axônio
neurotransmissor
Hormônio carregado
pelo sangue
alvo
Proteínas
receptoras
Regulador parácrino
O funcionamento dos órgãos são influenciados por reguladores neurais,
parácrinos e endócrinos. Cada tipo de regulador químico se liga de uma
maneira específica a um receptor protéico na superfície ou dentro da célula
do órgão alvo.
Os hormônios secretados pelas glândulas endócrinas pertencem a quatro
categorias:
1 – Polipeptídeos. Esses hormônios são compostos por cadeias de
aminoácidos com menos de 100 unidades, como o hormônio anti-diurético
(ADH) e a insulina.
2 – Glicoproteínas. Compostos de polipeptídeos de cadeias mais
longas do que 100 aminoácidos ao qual está ligado um carboidrato, tais
como o hormônio folículo-estimulante (FSH) e o luteinizante (LH).
3 – Aminas. Derivado do aminoácido tirosina e triptofano, inclui
hormônios que secretados pela medula da supra-renal, tireóide e glândula
pineal.
4 – Esteróides. Derivados do colesterol e inclui hormônios como a
testosterona, estradiol, progesterona e cortisol.
Todos os hormônios podem ser categorizados como lipofílicos (solúveis em
gordura) e hidrofílicos (solúveis em água). Os lipofílicos são os esteróides
e a tiroxina; todos os outros são hidrofílicos.
Regulação Parácrina
Ocorre em diversos órgãos e nas células do sistema imune.
Os reguladores são de vários tipos, mas o mais diverso dos grupos de
reguladores parácrinos são as prostaglandinas.
São ácidos graxos de 20 carbonos derivados do ácido aracdônico. São
produzidas em quase todos os órgãos e participam de uma variedade de
funções regulatórias, incluindo:
1 – Sistema imune – produz inflamação, dor e febre;
2 – Sistema reprodutor – tem papel na ovulação;
3 – Sistema digestório – inibe secreções gástricas e influenciam na
mobilidade intestinal e na reabsorção de água;
4 – Sistema respiratório – constrição e dilatação de vasos sangüíneos,
dependendo do local;
5 – Sistema circulatório – necessárias para a coagulação;
6 – Sistema excretor – aumenta a excreção de urina.
Hormônios Não Polares (Lipofílicos) e Polares (Hidrofílicos)
Regulam as células alvo de diferentes maneiras: entrando na célula (os
lipofílicos) ou não entrando na célula (os hidrofílicos).
Os lipofílicos entram na célula: esteróides e hormônios da tireóide entram na
célula alvo e estimulam genes específicos
Todos os outros hormônios ligam-se a receptores na superfície da célula e
ativam moléculas mensageiras secundárias dentro da célula alvo. Estas por
sua vez vão agir sobre o DNA.
O mecanismo de ação da tiroxina – A tiroxina contém quatro iodos. Quando ela entra
na célula alvo a tiroxina é modificada para triiodotironina, com três iodos. Esse
hormônio move-se para o núcleo e liga-se a um receptor nuclear. O complexo
hormônio-receptor liga-se a uma região do DNA e estimula a transcrição gênica.
As glândulas supra-renais. A porção interna da glândula, a medula,
produz epinefrina (ou adrenalina) e norepinefrina (noradrenalina), que
inicia a resposta ao estresse. A porção externa, o córtex, produz os
hormônios esteróides que influenciam o nível de glicose sangüínea.
Estrutura química de alguns
hormônios esteróides. Os hormônios
esteróides são derivados do lipídeo
colesterol do sangue. Os hormônios
mostrados, cortisol, estradiol, e
testosterona, diferem somente em
poucas estruturas químicas. Apesar
disso eles possuem efeitos muito
diferentes no corpo do organismo. Os
hormônios esteróides são secretados
pelo córtex adrenal, testículos, ovários
e placenta.
citoplasma
O hormônio esteródie passa pela membrana plasmática.
Liga-se a um receptor
protéico no citoplasma
O complexo hormônioreceptor entra no núcleo,
liga-se ao DNA e causa
a transcrição gênica
Síntese de proteína é
induzida
Proteína é induzida
Fluido intersticial
O mecanismo de ação dos hormônios esteróides. Os hormônios esteróides são lipossolúveis e assim rapidamente se difundem pela membrana celular. Eles se ligam a
receptores protéicos no citoplasma e no núcleo. Se o esteróide se liga aos receptores
no citoplasma, o complexo hormônio-receptor se dirige ao núcleo. O complexo se liga
então a um sítio específico do DNA estimulando a produção de RNA mensageiro.
A ação da epinefrina
(ou adrenalina) na
célula do fígado – 1) a
epinefrina se liga a um
receptor protéico
específico na superfície
celular; 2) Agindo
através de uma
proteína intermediária
G, o complexo
receptor-hormônio ativa
a adenilciclase, que
converte ATP em AMP
cíclico; 3) O AMPc ativa
a quinase protéica A,
uma enzima
previamente presente
no estado inativo; 4) A
quinase A se fosforila e,
então, ativa a enzima
fosforilase que cataliza
a hidrólise do
glicogênio em glicose.
O segundo sistema de mensageiro, o IP3/Ca – 1) a epinefrina liga-se ao receptor
específico na superfície da célula; 2) agindo através da proteína G, o hormônio ativa a
enzima fosforilase C, que converte os fosfolipídeos da membrana em inositol trifosfato
(IP3); 3) O IP3 difunde através do citoplasma e se liga a um receptor no retículo
endoplasmático; 4) Isso estimula a liberação de cálcio no citoplasma; 5) Cálcio se liga à
calmodulina; 6) o complexo ativa outras proteínas celulares responsáveis pelo efeito da
epinefrina.
A glândula pituitária liga-se ao hipotálamo, no cérebro, por um pedúnculo curto. Essa
glândula regula a produção hormonal de muitas outras glândulas do corpo.
Desidratação
Diminui o volume
sangüíneo e a pressão.
Retroalimentação
negativa
Retroalimentação
negativa
Aumenta a retenção da água
Vasoconstrição,
Aumento da pressão
sanguínea.
Reduz o volume
da urina
Os efeitos do hormônio
anti-diurético ADH. Um
aumento na
concentração osmótica
do sangue estimula a
produção de ADH, que
promove a retenção de
água pelos rins. Dessa
forma os níveis de
água tendem a voltar
ao normal através de
um mecanismo de
retroalimentação
negativa, que corrige o
distúrbio da
homeostase.
Controle hormonal da
glândula pituitária
anterior pelo
hipotálamo. Os
neurônios
hipotalâmicos secretam
hormônios que são
carregados por um
vaso sangüíneo curto
diretamente para a
pituitária anterior, onde
eles inibem ou
estimulam a secreção
dos hormônios dessa
parte da glândula.
Os principais hormônios da glândula pituitária anterior e posterior.
Pâncreas
A ação da insulina e do glucagon na glicose sangüínea são antagônicas. A
Insulina estimula a tomada da glicose sangüínea pelas células dos músculos
esqueléticos e do fígado depois de uma refeição.
O glucagon estimula a hidrólise do glicogênio hepático entre refeições.
Dessa forma, o fígado é capaz de secretar glicose na corrente sangüínea.
Esse mecanismo antagônico permite manter a homeostase da concentração
da glicose no sangue.
Nos peixes, o tecido pancreático está, geralmente, infiltrado no tecido
hepático. De forma prática, o fígado desses peixes poderia ser considerado
como um hepatopâncreas.
Depois de refeição
Glicose sangüínea
aumenta
Entre refeições
Glicose sangüínea
diminui
Retroalimentação
negativa
Retroalimentação
negativa
Ilhotas de Langerhans
Secreção de insulina aumenta
Secreção de glucagon diminui
Secreção de insulina diminui
Secreção de glucagon aumenta
Fígado
Glicose vai do sangue
para as células
Hidrólise do glicogênio
a glicose que é secretada
para o sangue
Órgãos endócrinos de um teleósteo
Uropophysis – osmorregulação; Pituítária – crescimento, estimulação do
cortisol, controle da tireóide e das gônadas, pigmentação, pressão
sanguínea,etc; Tireóide – adaptações ao ambiente e mudanças relacionadas à
maturidade sexual; ultimobranquial – regulação do cálcio; corpúsculo de
Stannius – regulação do cálcio; pâncreas – controle da glicose e metabolismo
de lipídios; Intestino – motilidade e atividade secretora; tecido cromafin –
vasodilatação, batimento cardíaco; interrenal – osmorregulação e estresse;
células justaglomerulares – osmorregulação e pressão; gônadas – estado
reprodutivo e comportamento.
Controle Hormonal e Determinação de Sexo
Controle hormonal determina o sexo dos filhotes de tartarugas,
dependendo da temperatura.
A temperaturas que produzem fêmeas, a enzima aromatase converte a
testosterona a estradiol que se liga aos receptores de estrogênio nas
gônadas indiferenciadas produzindo ovários.
A temperaturas que produzem machos, a enzima redutase converte
testosterona a dihidrotestosterona que se liga aos receptores de
androgênio nas gônadas indiferenciadas produzindo testículos.
Turistas observando baleia-corcunda vocalizando “fora da estação”
esperada. O canto também está sob controle hormonal e é utilizado para a
reprodução, estabelecimento de hierarquia entre os machos e comunicação.
Estão sendo realizados estudos para verificar a causa das baixas taxas reprodutivas
atuais da baleia-franca no Atlântico Norte medindo-se hormônios de estresse e
relacionados à reprodução. Várias baleias apresentam sinais de pouca saúde e alto
nível de estresse que podem ser causados por fatores naturais e impactos
antrópicos (New England Aquarium, Boston).