aula 1 medicina

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Fisiologia
Endócrina
Profa. Letícia Lotufo
Claude Bernard: pai da endocrinologia
Definiu o termo “milieu
intérieur”
Endocrinologia – estudo das
secreções internas do
organismos.
1
Sistema Endócrino e
Homeostasia (Cannon):
O conceito que os hormônios possuem alvos
distantes onde atuam para manter a
estabilidade do meio interno representou um
grande avanço na compreensão da Fisiologia.
A secreção dos hormônios ocorre em resposta
a uma mudança no meio, afim de manter a
homeostasia.
2
Sist. Endócrino vs. Sist. Nervoso:
• Sistema de coordenação
• Integram estímulos e respostas a mudanças
nos meios externo e interno
• Ambos são descontínuos
CONTROLE NEUROENDÓCRINO
Sist. Endócrino vs. Sist. Nervoso:
• Sistema endócrino
– lento
– Menos dispendioso
– Afeta qualquer célula
que expresse o receptor
• Sistema nervoso
– Rápido
– Dispendioso
– Altamente específico
(transmissão sináptica)
3
Tipos de sinalização
Funções principais do sistema
endócrino:
• Manutenção do meio interno (bioquímica do
corpo - metabolismo).
• Integração e regulação do crescimento e
desenvolvimento
• Controle e manutenção dos diferentes
aspectos da reprodução
4
Definição clássica - Hormônio
•
•
•
•
•
Regulador químico da função celular
Sintetizado por células endócrinas (???)
Liberados na circulação - transporte
Agem em tecidos alvos
Efeitos fisiológicos importantes para todos o
organismo
Sinalização Endócrina
5
Tipos de hormônios
Peptídeos/proteínas:
3 a centenas de aas.
Produzidos a partir de precussores de alto peso
molecular.
Compreende a maioria dos hormônios
Peptídeos/proteínas - Síntese
6
Tipos de hormônios
Aminas:
Derivados da tirosina.
Incluem epinefrina, norepinefrina e hormônios da
tireóide.
Sintese da catecolaminas
7
Hormônios da Tiróide
Tipos de hormônios
Esteróides:
Derivados do colesterol.
Incluem hormônios sexuais e vitamina D
8
Síntese de esteróides
Biosíntese dos Hormônios
Características
Hormônios
derivados de
Aminoácidos
Hormônios
derivados do
Colesterol*
Métodos de
síntese
A partir de
polipeptídeos
Via
Multienzimática
Estocagem após
síntese
Grânulos
secretórios
Liberados após a
síntese
Origem
embriológica
Ectoderme ou
endoderme
Mesonephric ridge
(gonads, adrenals)
*inclui hormônios da tireoide
9
Características físico-químicas dos hormônios
Características
Hormônios
derivados de
Aminoácidos
Hormônios
derivados do
Colesterol*
Solubilidade
Hidrofilico
Lipofílico
Circulação no
plasma
Livre
Ligado a proteínas
Meia-vida no
plasma
Curta (minutos)
Longa (horas-dias)
Concentração no
plasma
Muito baixa (nM ou
pM)
Baixa (µM)
*inclui hormônios da tireoide
Mecanismos de transporte
• Hormônios hidrossolúveis - transporte
dissolvidos no plasma - não
ultrapassam MP da células alvo
• Hormônios lipossolúveis - necessitam
de proteína de transporte - Ultrapassam
MP das células alvos
10
A célula-alvo possui receptores para o
hormônio
Mecanismos de Ação dos Hormônios
Características
Hormônios
derivados de
Aminoácidos
Hormônios
derivados do
Colesterol
Localização do
receptor no tecido
alvo
Membrana externa
da célula
Citoplasma ou
núcleo
Sítio de Ação
Membrana
Núcleo
Mecanismo de
ação
Mudanças na
membrana com a
formação de
mensageiros
intracelulares
Mudanças na
expressão gênica,
afetam síntese de
mRNA e proteína
11
12
Controle da secreção hormonal:
• Feedback (Retroalimentação)
• Neural
• Cronotrópico
DISTÚRBIO
Sistema de
Controle
Feedback Negativo
OUTPUT
Sensor
(set point)
Sinal de Inversão &
Amplificação
ERRO
Inversão
Amplificação
13
FISIOLOGIA DO
EIXO
HIPOTÁLAMOHIPOFISÁRIO
14
Histórico:
• Sec. XI d.c. – Galeno - primeiras evidências da associação
íntima entre o hipotálamo e a hipófise
• 1920 – Lewi & Greving – Identificação do trato hipotalâmicohipofisário
• 1930 – Popa & Fileding – ligação vascular entre hipotálamo e
hipófise
• 1947 – Green & Harris – descobriram o significado fisiológico
dessa ligação.
Hipotálamo:
• Centro de integração final de informações geradas
em deferentes regiões do organismo
• Objetivos:
1. Homeostasia
2. Integração organismo com o meio ambiente
3. Controle da reprodução
• Estrutura:
– Núcleos hipotalâmicos (corpos celulares)
– Axônios
– Regiões terminas
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Eixo hipotálamo-Hipofisário
• Interface entre o Sistema Nervoso Central e o
Sistema Endócrino
• Controle da função de várias glândulas endócrinas
e de vários processos fisiológicos
• Hipófise é formada por duas glândulas distintas:
neuro-hipófise e adeno-hipófise.
Embriologia da Hipófise
Neuroectoderme
Ectoderme Oral
Bolsa de Rathke
Cavidade oral
primitiva
Brotamento da
Neurohipófise
Infundibulum
Eminência
Mediana
Bolsa de Rathke
Pars tuberalis
Pars intermedia
Pars nervosa
Teto da Faringe
Pedúnculo
Hipofiseal
regredindo
Pars distalis
Osso esfenóide
em desenvolvimento
Fonte: Van de Graaf et al., 1997. Synopsis of Human Anatomy and Physiology.
16
SNC
Formação reticular
Sistema Límbico
Luz
Periferia Temperatura
Estresse
Hipotálamo
Trato
Hipotálamo
NeuroHipofisário
Sistema Porta
HipotálamoHipofisário
Neuro-hipófise
ADH
Hormônios liberadores
Hormônios Inibidores
Adeno-hipófise
Hormônios
Adeno-hipofisários
Ocitocina
Mecanoceptores
Glândula/
Tecidos alvos
Osmolalidade
Plasmática
Hipotálamo
Quiasma
Óptico
Ocitocina
ADH
Lobo Neural
Lobo Intermediário
Eminência
Mediana
Lobo anterior
Córtex
da Suprarenal
Tireóide
Glicocorticóides
Tiroxina
Triiodotironina
Testículo
Fígado
Ovário
IGF 1
Estrógeno
Progesterona
Mama
Testosterona
Fonte: Zigmond et al., 1999. Fundamental Neuroscience.
17
Hipotálamo-Hipófise
Anterior
Eminência Mediana
•Representa a interface entre
o Sistema Nervoso e Adenohipófise
•Formada de 3 camadas:
1. Ependimal (E)
2. Fibrosa (Interna - ZI)
3. Paliçada (Externa – ZE)
Fonte: Zigmond et al., 1999. Fundamental Neuroscience.
18
Sistema Porta Hipotálamo-Hipofisário:
Sistema Porta Hipotálamo-Hipofisário:
• Rede de vasos sanguíneos que fornecem a
maior parte do sangue do lobo anterior da
hipófise
– Vasos portais longos
– Vasos portais curtos
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Sistema Porta Hipotálamo-Hipofisário:
Artérias hipofisárias
superiores
Plexos capilares 1os.
Rede de capilares
Eminência mediana
Convergem
Vasos portais longos
Lobo anterior da hipófise
Vasos portais curtos
Artérias hipofisárias
inferiores
Plexo capilar Paralelo
Porção inferior do tronco
infundibular
Implicações:
1. Os hormônios hipotalâmicos podem ser entregues
à hipófise anterior diretamente e em altas
concentrações
2. Os hormônios hipotalâmicos não aparecem na
circulação sistêmica em altas concentrações
3. Vasos portais curtos - evidências de fluxo
retrógado - Feedback Negativo
20
Células da Adeno-hipófise:
Mecanismo geral de regulação da secreção
hormonal no eixo hipotálamo-hipofisário
HIPOTÁLAMO
XRH
XIH
X
XRH
XTH
HIPÓFISE
XTH
X
Glândula Periférica
X
X
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Características dos hormônios
liberadores hipotalâmicos:
• Secreção Pulsátil
• Ação em receptores específicos da membrana plasmática
• Transdução de sinais – envolve 2os. Mensageiros
• Estimulam liberação dos estoques por exocitose
• Estimulam transcrição na adeno-hipófise
• Causam hiperplasia e hipertrofia nas células alvo
• Modulação do efeito por alteração do no. de receptores
Eixo Hipotálamo-Hipófise-Tireóide
TRH
VIP Somatostatina Neuropeptídeo Y
Norepinefrina 5-HT Citocinas
Dopamina
Funções:
•Modulação da atividade
metabólica
Neurotensina
Vasopressina
Hipófise
Citocinas
Dopamina
Somatostatina
Estrógeno, Glicocorticóides
Hipotálamo
•Síntese Protéica
•Desenvolvimento do SNC
Tireóide
Fonte: Zigmond et al., 1999. Fundamental Neuroscience.
22
Rato
Camundongo
Homem
Sapo
Fonte: Zigmond et al., 1999. Fundamental Neuroscience.
Extracelular
Citoplasma
Membrana Nuclear
Núcleo
Fonte: Zigmond et al., 1999. Fundamental Neuroscience.
23
Funções do TSH:
• ↑ proteólise da tireoglobulina
• ↑ funcionamento da bomba de iodeto
• ↑ iodetação da tirosina
• ↑ tamanho e atividade secretora das células da tireóide
• ↑ hiperplasia da glândula
• Atua via Receptor de membrana, ligado à proteína Gs, ↑
AMPc
Eixo Hipotálamo-Hipófise-Suprarenal
Endorfinas, GABA
Sono/vigília
Estresse
NOR, Ach, 5-HT
HIPOTÁLAMO
CRH
ADH
ACTH
Cortisol
CRH
HIPÓFISE
ACTH
Supra Renal
Cortisol
Cortisol
Cortisol
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Hormônio liberador de Corticotropina (CRH):
• Produzido no Núcleo Paraventricular do hipotálamo
• Peptídeo de 41 aas
• Atua via receptores de membrana ligados à
proteína Gs, ↑AMPc
• ↑ síntese e liberação de ACTH
• ADH – sinergismo
• Outras funções
– Papel no despertar
– Diminui função reprodutiva
– Diminui crescimento e alimentação
Adrenocorticotropina (ACTH):
Proopiomelanocortina(POMC)
• Atua via receptor de membrana acoplado à proteína Gs, ↑
AMPc
• ↑ Síntese e secreção de cortisol e outros esteróides pelo
córtex da Glândula Supra-renal
• ↑ Crescimento de zonas específicas do córtex da Suprarenal.
25
Eixo Hipotálamo-Hipófisário e o crescimento:
Sono/vigília
Estresse
HIPOTÁLAMO
SS
GHRH
SS
Glicose, AG
GHRH
HIPÓFISE
GH
GH
Fígado
Outros tecidos
Somatomedinas (IGFs)
Somatomedinas (IGFs)
Síntese do GHRH
Peptídeo
sinalizador
Peptídeo
C-terminal
Fonte: Zigmond et al., 1999. Fundamental Neuroscience.
26
Hormônio de Liberação do hormônio de crescimento
(GHRH):
• Produzido pelas células do Núcleo Arqueado no
Hipotálamo
• Peptídeo de 37 a 44 aas
• Atua via receptores de membrana acoplados à proteína
G, ↑ AMPc, ↑Ca+2, ↑IP3 e DAG
• Causa liberação do GH
Síntese da Somatostatina:
Fonte: Zigmond et al., 1999. Fundamental Neuroscience.
27
Hormônio inibidor da secreção do hormônio de
crescimento (GHIH ou Somatostatina)
• Produzido no Núcleo Periventricular do Hipotálamo
• Peptídeo de 14 aas.
• Atua via receptor de membrana acoplado à proteína Gi, ↓
AMPc
• Inibe ação do GHRH
• Causa hiperpolarização da célula
Hipotálamo
Hipófise
Anterior
Hormônio do crescimento
Fonte: Zigmond et al., 1999. Fundamental Neuroscience.
28
Ritmo circadiano - GH
+100%
V
A
R
I
A
T
I
O
N
0
-100%
12 midnight
6am
12 noon
6pm
12 midn
29
GH: Mecanismos de ação
Proteínas transcritas:
IGF
IGFB
Outras
30
GH
Tecido adiposo
Fígado
↑ Lipólise
↓ Tomada de glicose
↓ Adiposidade
↑ Síntese de RNA
↑ Síntese de Proteína
↑ Gliconeogênese
↑IGFBP
↑IGF
Músculo
↑ Tomada de aas
↑ Síntese de Proteína
↓ Tomada de glicose
IGF
Coração, Ossos e Pulmão
Condrócitos
↑ Síntese de RNA
↑ Síntese de Proteína
↑ Síntese de DNA
↑ No. e tamanho das células
↑ Tomada de aas
↑ Síntese de Proteína
↑ Síntese de RNA
↑ Síntese de DNA
↑Colágeno
↑ No. e tamanho das células
↑ Tamanho e função do
órgão
↑ Crescimento linear
Ações metabólicas do GH
• Carboidratos
– Aumenta glicose plasmática
– Diminui sensibilidade periférica à insulina (Diabetogênico)
– Aumenta liberação de glicose pelo fígado
• Proteínas
– Aumenta tomada de aa pelos tecidos
– Aumenta síntese proteíca
– Diminui produção de uréia e aumenta retenção de nitrogênio
• Lipídios
– Lipolítico
– Cetogênico
• IGF ou Somatomedinas
– Estimulação do crescimento
31
Ações metabólicas: IGF-1 & -2
• Regulação da proliferação celular
• Estimulação da diferenciação celular
• Estimulação do metabolismo celular
Ações metabólicas: IGF-1 & -2
• Efeitos em ossos e cartilagens
– Estimulação do Condrócitos (formação de
cartilagem)
– Mitogênicos
– Estimulação de Osteoblastos
– Estimulação da formação de colágeno
– Estimulação da formação da matrix óssea
• Mimetiza ação da insulina com mínima eficácia
– Homologia com a pro-insulina
32
33
Fatores que afetam a secreção do GH:
Fatores estimuladores
Fatores inibidores
Baixa concentração de glicose
Alta concentração de glicose
Baixa concentração de ácidos
graxos livres
Alta concentração de ácidos graxos
livres
Arginina
Obesidade
Jejum ou fome
Senescência
Hormônios da puberdade
Somatostatina
Exercício
Hormônio do crescimento
Estresse
Agonista beta-adrenérgicos
Estágios III e IV do sono
Gravidez
Agonistas alfa-adrenérgicos
Eixo Hipotálamo-Hipófise e a Reprodução:
Dopamina
Endorfinas
Inibina
Norepinefrina
HIPOTÁLAMO
GnRH
Testosterona/
Estradiol
GnRH
Inibina
HIPÓFISE
FSH
LH
FSH
Folistatina
Inibina
Ativina
Testosterona/
Estradiol
LH
Gônadas
Testosterona/Estradiol
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Hormônio de Liberação das Gonadotropinas
• Produzido no Núcleo Arqueado do Hipotálamo
• Peptídeo de 10 aas
• Atua via receptor de membrana acoplado à
proteína G, ↑ IP3, ↑Ca+2
• ↑ Liberação de LH e FSH
• ↑ Transcrição de LH e FSH via ativação de PKC
• Secreção Pulsátil – flutuações ultradianas.
Ação das Gonadotropinas:
• Hormônio
(LH)
Luteinizante
• Hormônio
Folículo
Estimulante (FSH)
– ↑ AMPc
– Secreção de testosterona e
de outros produtos pelas
células de Leydig dos
testiculos e pelas células
intersticiais do ovário
– ↑ AMPc
– Estimula
secreção
de
estradiol
das
células
granulosas do ovários e
das células de Sertoli dos
testículos
– Espermatogênese
– Oogênese
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Eixo Hipotálamo-Hipófise e a Lactação:
HIPOTÁLAMO
TRH
FLP
Dopamina
Somatostatina
TRH
FLP
HIPÓFISE
Prolactina
Prolactina
Glândulas Mamárias
Gônadas
Mecanismo de ação da prolactina:
Prolactina
LEITE
Receptor
Tirosina-quinase
Síntese
Síntese
de Lactose de Lipídeos
Enzimas Enzimas Enzimas
Ribossomos
RNAm
Fosforilação
Fatores de transcrição
DNA
Glândulas mamárias
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Hormônios da Neuro-hipófise:
Neurônios
Produtores de ADH
e de Ocitocina
Hipotálamo
Sangue
Arterial
Adeno-hipófise
Vasos
Portais
Longos
Eminência
Mediana
ADH
Ocitocina
Infundibulum
• Hormônios
produzidos
e
secretados
por
neurônios
Hipotalâmicos
– Hormônio
Anti-diurético
Vasopressina
– Ocitocina
ou
• Liberação por exocitose
• Controle
por
estímulos
nervosos que se originam no
hipotálamo
Neuro-hipófise
TSH
Vasos Portais
ACTH
Curtos
LH
FSH
GH
Prolactina
Fonte: Malvin et al., 1997. Concepts in Human Physiology.
Hormônio Antidiurético
• Peptídeo de 9aas
• Produzido pelas células dos núcleos supraópticos e
paraventriculares do hipotálamo – terminais nervosos da
neurohipófise
ADH
Molécula
Precursora
neurofisina
glicoproteína
Peptídeo
sinalizador
Gene
Fonte: Zigmond et al., 1999. Fundamental Neuroscience.
37
Regulação da secreção de ADH:
• Osmorreceptores no
Hipotálamo – osmolalidade
dos líquidos corporais
ADH plasmático (pg/ml)
Pressão sanguínea/volume
Basal
Osmolalidade
Plasmática
• Barorreceptores – Controle
hemodinâmico – volume e
pressão no sistema
cardiovascular
Variação (%)
Fonte: Zigmond et al., 1999. Fundamental Neuroscience.
Mecanismos de controle da secreção de ADH:
Osmorreceptores
Núcleo
Paraventriculares
Núcleo
Supraóptico
Quiasma
Óptico
Adenohipófise
Hipófise
Cerebelo
Centro Vasomotor
(Medula Oblonga)
Neurohipófise
Aferências
Barorreceptoras
Nervos Vago
e Glossofaríngeo
Fonte: Berne & Levy, 1998. Physiology.
38
Mecanismo de ação – Hormônio Antidiurético nos rins
ADH
V2
GTP
H2O
β γ
α
AMP
AC
AMPc
Canais
de H2O
Células do
Ducto Coletor
PKA
inativa
PKA
ativa
Ações da Ocitocina:
• Peptídeo de 9 aas
• Atua via receptores de membrana acoplados à proteína G, ↑
IP3 e ↑ Ca+2
• Causa contração do útero grávido
• Causa ejeção do leite por contração das células
mioepiteliais dos alvéolos das glândulas mamárias
• Secreção estimulada por sucção da mama
39
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