Metabolismo e Endocrinologia Teorico-prática: 5 Tema: Hormonas Peptídicas Data: 4 de Maio de 2011 5.1. O estômago é presentemente considerado como órgão endócrino. Dê exemplos de órgãos endócrinos segundo o conceito clássico e atendendo à generalização actualmente aceite. Indique, para cada caso, uma das hormonas segregadas. Resposta: Uma hormona é uma substância sinalizadora endócrina cujo orgão alvo se situa num local diferente do local de produção da hormona. A tabela em baixo estabelece a correpondência de algumas hormonas com o seu local de produção e função. Hormona Hormona anti- Tipo de Hormona Local de Síntese Clássica 1 Função Provoca a retenção de H2O pelos rins e controla a pressão arterial em conjunto com a aldosterona. Controla o crescimento e o desenvolvimento; promove a produção de proteínas. Controla a produção e secreção de hormonas do córtex adrenal. Contracção do músculo uterino e dos condutos das glândulas mamárias. Inicia e mantém a produção de leite das glândulas mamárias. peptídica Hipófise Sim peptídica Hipófise Sim Corticotropina peptídica Hipófise Sim Ocitocina peptídica Hipófise Sim Prolactina peptídica Hipófise Sim Hormona estímulante da Tiróide (TSH) Tiroxina (T4) e triiodotironina (T3) peptídica Hipófise Sim Estimula a produção e a secreção de hormonas pela tiróide. peptídica (aminoácidos iodados) Tiróide Sim Regula o crescimemento, maturação e velocidade do metabolismo. peptídica Paratiróides Sim Controla a formação óssea e a excreção de cálcio e fósforo. mineralocorticóide Adrenais Sim Retém H2O e excreta potássio. glicocorticóide Adrenais Sim Actua em situações de stress e baixa concentração de glicose no sangue. glicoproteica Rins Não Estimula a produção de eritrócitos. Renina e Angiotensina peptídica Rins sim Controlam a pressão arterial. Insulina peptídica Pâncreas Não Reduz a glicémia, afecta o metabolismo da glicose, proteínas e gorduras. Glucagon peptídica Pâncreas Não Aumenta a concentração sérica do açucar. Testosterona lipídica Testículos Sim Progesterona lipídica Ovários Sim Estrogénios lipídica Ovários Sim Hormona sexual responsável pela maturação dos espermatozóides. Inicia e mantém a produção de leite das glândulas mamárias. Controla o desenvolvimento do sistema reprodutor feminino. diurética (ADH) Hormona do crescimento Paratormona (PTH) Aldosterona Cortisol Eritropoietina 1 O conceito clássico descreve um orgão endócrino como um orgão que liberta hormonas para a corrente sanguínea. 1 As hormonas produzinas pelo cérebro apenas afectam o sistema nervoso. 5.2. Indique, exemplificando, o que são hormonas orexigénicas, anorexigénicas, adipogénicas e adipostáticas. Resposta: Hormonas orexigénicas: relacionam-se com o aumento de fome, ou diminuição da saciedade: Por exemplo, grelina, cortisol, MCH (melanin concentrating hormone); Hormonas anorexigénicas: relacionam-se com a diminuição da fome, ou aumento de saciedade. Por exemplo: leptina, serotonina, norepinifrina, insulina, colecistoquinina (CCK); Hormonas adipogénicas: promovem a síntese lipídica, sendo segregadas pelo tecido adiposo. Por exemplo, adiponectina; Hormonas adipostáticas:diminuem a produção de tecido adiposo. Por exemplo, nefastina-1, leptina e insulina. 5.3. “As actividades das hormonas leptina e grelina são complementares”. 5.1.1. Comente esta afirmação. Resposta: A leptina é produzina pelos adipócitos e a sua concentração varia com a quantidade de tecido adiposo (quando a massa de tecido adiposo aumenta, verifica-se um aumento de síntese e secreção de leptina). Esta hormona é responsável por controlar o apetite, massa corporal, reprodução, cicatrização e função cardiomuscular. A sua libertação no sangue informa o hipotálamo que foi ingerido muito alimento e este age no sentido de inibir o apetite (feedback negativo). A grelina é uma hormona produzida pelo estômago, pelas células epsilon do pâncreas e pelo hipotálamo. Quando o estômago fica vazio, intensifica-se a produção de grelina, a qual actua no cérebro causando a sensação de 2 fome. Após a alimentação, como a secreção de grelina é baixa, a sensação de fome passa . A leptina e a grelina são complementares pois, enquanto que a grelina inicia o processo de alimentação, a leptina funciona de modo antagónico. 5.1.2. Quais as respostas hipotalâmicas ao aumento da concentração plasmática de cada uma destas hormonas? Resposta: A grelina liga-se a neurónios orexigénicos no hipotálamo, promovendo o aumento de apetite pela libertação do neuropéptido Y (NPY). É ainda um potente estimulador da libertação da hormona de crescimento (GH), libertada pelas células somatotróficas da hipófise e do hipotálamo. Além disso, o aumento da concentração de grelina na corrente sanguínea promove a secreção lactotrófica e corticotrófica, controla a secreção ácida e da motilidade gástrica, contribui para a função endócrina pancreática, aumenta o metabolismo da glicose e diminui a massa adiposa. Em relação à leptina, esta é detectada pelos receptores de leptina espalhados pelo hipotálamo e, ainda, pelos 3 neurónios POMC . A recepção da leptina desencadeia várias acções, nomeadamente a redução da produção de 2 3 Nota: As pessoas magras segregam grandes quantidades de grelina durante o sono, mas o mesmo não ocorre nos obesos. Neurónios POMC – neurónios que expressam pró-opiomelanocortina. 2 4 estimuladores de apetite (NPY e AgRP , por exemplo), activação dos neuronios POMC causando a libertação da hormona MSH e consequente activação dos receptores de melanocortina. A leptina é ainda responsável pelo aumento da produção de cortitropina (diminui o apetite), aumento da actividade do nervo simpático (aumenta a taxa metabólica) e sinalização hipotâlamica para redução da produção de insulina. 5.1.3. Que factores regulam a produção de grelina e leptina? Resposta: Os factores que aumentam a produção de grelina (diminuição da leptina) são: Diminuição de glicose no sangue (perda de peso, jejum, etc.); Estimulação adrenérgica; Síntese da hormona do crescimento e hormona tiróideia; Consumo de tabaco (fumo). Os factores que aumentam a produção de leptina (diminuição da grelina) são: Aumento de glicose no sangue; Aumento da quantidade de tecido adiposo; Aumento dos níveis de insulina; Enchimento gastro-intestinal e distensão o tracto digestivo; Produção de glicocorticóides; Infecções agudas; Citoquinas inflamatórias. 5.1.4. Descreva os mecanismos de transdução de sinal destas duas hormonas. Resposta: Quando a leptina adere ao receptor LEPR-B, presente nas células do hipotálamo, este modifica a sua conformação e activa o enzima Jak2 (tirosina quinase). Este enzima autofosforaliza-se, fosforilando resíduos de tirosina (Y) presentes no receptor LEPR-B. Os resíduos de tirosina fosforilados servem de activadores do STAT5, SHP2 e STAT3 (activadores de transcrição). O STAT3 migra para o núcleo da célula, regulando a produção de neuropéptidos (os níveis de NPY e AgRP diminuem), activando os neurónios POMC e contribuíndo para a transcrição do SOC3, supressor de proteínas sinalizadoras de citoquina. O SOC3 actua junto do resíduo de tirosina Y985 e do Jak2 fosforilado, atenuando-os (feedback negativo). Termina a transdução de sinal da leptina. 4 Agouti-related protein, que é um neuropéptido produzido no cérebro e é expresso com o neuropéptido Y aumentando o apetite e diminuíndo o metabolismo e perda de energia. 3 Quanto à grelina produzida nas células P/D1 presentes no fundo (parte superior) do estômago e nas células epsilon pancreáticas, esta é encaminhada pela corrente sanguínea até à glândula pituitária, onde se dá a libertação de hormona de crescimento (GH). Ao mesmo tempo, a grelina gera um sinal que prossegue via nervosa (nervo vago) até ao hipotálamo, no qual são libertados o NPY e a GHRH (growth-hormone releasing hormone). A grelina produzida pelas células do hipotálamo adere aos receptores de grelina aí presentes e estimula a activação dos neurónios contendo NPY e AgRP. Dá-se a libertação de hormonas orexigénicas, promovendo o aumento da fome. Em baixo apresenta-se um modelo simplificado do processo de regulação da saciedade por acção da grelina e leptina. 5.4. O que têm em comum e em que diferem as acções da grelina e do péptido YY3-36? Resposta: A grelina é produzida no estômago e no instestino delgado, estimulando o apetite quando não há alimento no sistema digestivo. A grelina liga-se a neurónios orexigénios no hipotálamo e estimula a libertação de NPY. O péptido YY3-36 é um péptido YY constituído por 36 aminoácidos, na sua forma completa, mas que geralmente existem sob a forma “incompleta”, isto é, sem os dois primeiros aminoácidos (3-36). É produzido no tracto digestivo (intestino delgado e cólon) em resposta à chegada de alimento e inibe o apetite quando o estômago está cheio (a dilatação do estômago promove a libertação do péptido YY3-36). O péptido YY3-36 também se liga a neurónios orexigénicos no hipotálamo, mas o seu efeito passa pela inibição da secreção de NPY. 4 5.5. Descreva os efeitos da adiponectina ao nível do músculo e do fígado. Resposta: A adiponectina é uma hormonoa adipogénica, isto é, promove a síntese lipídica (antagonista à leptina). 5 A nível do músculo, a adiponectina promove o aumento da absorção de glicose (por activaçao da GLUT-4 ), 6 aumento da entrada de ácidos gordos, aumento da β-oxidação (processo em que os ácidos gordos , diminuição da síntese de glicogénio. Ao nível do fígado, a adiponectiva promove o consumo de glicose a nível do fígado. Para tal, esta hormona diminui a expressão do fosfoenol piruvato carnoxicinase e da glicose-6-fosfatase, inibindo a gliconeogénese. A adiponectina promove, ainda, a diminuição da entrada de ácidos gordos e de conteúdo em triacilgliceróis para o interior do fígado. 5.6. “Os agonistas dos PPARγ diminuem a resistência periférica à insulina, sendo utilizados no tratamento da diabetes mellitus tipo 2”. Justifique em termos bioquímicos a afirmação. Resposta: A diabetes millitus tipo II é caracterizada pela diminuição da sensibilidade dos tecidos alvo ao efeito metabólico da insulina, o que se traduz numa resposta compensatória por parte das células Beta pancreáticas, aumentando a produção de insulina. A terapéutica desta patologia incide, principalmente, no facto dos agonistas dos PPARy (peroxisome proliferator-activated receptor) activarem factores de transcrição de receptores nucleares de insulina. Assim, os tecidos irão ter uma maior quantidade de receptores nucleares de insulina, aumentando assim a sua sensibilidade a esta hormona. 5 Glucose transporter type 4. 6 Processo em que os ácidos gordos, na forma de Acil-CoA, são partidos de modo a gerar Acetil-CoA. Ocorre na mitocôndria e em peroxissomas. 5