Guia de Estudos: Fisiologia Geral- GMV 107 Tecnologias de Informação e Comunicação na Educação Professores: Dr. Luciano José Pereira Dr. Márcio Gilberto Zangeronimo Tutor: Edna Lopes Lavras/MG 2011 1 | Página Ficha catalográfica preparada pela Divisão de Processos Técnicos da Biblioteca Central da UFLA Espaço a ser preenchido pela biblioteca [A ser preenchido posteriormente] Espaço a ser preenchido pelo CEAD ______________Digite o Título do Documento______________ Índice UNIDADE 6 ............................................................................... 5 6.1 Sistema Endócrino ......................................................... 6 6.1.1 Hormônio ................................................................... 6 6.1.2 Principais mecanismos de ação hormonal ....................... 7 6.1.3 Hipotálamo – Hipófise ................................................. 11 6.1.3.1 Tabela Hormônios Hipotalâmicos ............................. 12 6.1.3.2 Hormônios da hipófise anterior (adeno-hipófise) .... 13 6.1.3.3 Hormônios da Hipófise posterior (Neuro-hipófise) .. 21 6.1.4 Glândula Pineal .......................................................... 27 6.1.5 Pâncreas Endócrino .................................................... 28 6.1.5.1 Tabela Regulação da secreção da insulina ............... 29 6.1.6 Paratireóide............................................................... 35 6.2 Bibliografia .................................................................. 38 4 | Página ______________Digite o Título do Documento______________ UNIDADE 6 OBJETIVO: Rever e Discutir os conceitos básicos sobre as teorias do Sistema Endócrino 5 | Página ______________Digite o Título do Documento______________ 6.1 Sistema Endócrino 6.1.1 Hormônio Substância química secretada para os líquidos corporais por uma célula ou grupo de células, exercendo um efeito fisiológico de controle sobre outras células do corpo. Sendo que, essas últimas precisam possuir receptores específicos para receber a informação. Existem três tipos de hormônios diferentes, dependendo de sua composição química. São eles: -Esteróides: derivados do colesterol (córtex adrenal, gônadas e placenta). -Derivados do aminoácido tirosina: tireóide e medula adrenal -Proteínas ou Peptídeos: sintetizados a partir de aminoácidos Os tipos de ação dos hormônios também podem variar, de acordo com suas atuações nas células: Autócrina: atua na própria célula que secretou o hormônio. Parácrina: atua em célula adjacente. Endócrina: atua em célula localizada em tecido distante, havendo passagem pela corrente sanguínea. Para conseguir atuar nas diferentes células do corpo, os hormônios precisam se ligar a receptores. Os receptores hormonais são grandes proteínas, e cada célula tem de 2.000 até 100.000 receptores. A sensibilidade de uma célula a um hormônio pode ser alterada pela diminuição ou aumento do número de receptores ou da afinidade dos receptores ao hormônio. Um tipo de regulação é aquela que reduz a resposta hormonal, chamada down-regulation. Isso ocorre 6 | Página ______________Digite o Título do Documento______________ normalmente após a permanência de uma alta quantidade de hormônio em contato com os receptores, levando a uma resposta forte, inicialmente. Porém, após um certo período essa situação gera diminuição da densidade dos receptores ou de sua causando uma diminuição da sensibilidade, resposta. Exemplo: aumento de T3 diminui o número de receptores de TRH na hipófise. Outro tipo de regulação é aquela que aumenta a resposta, sendo circunstância chamada gera o de up-regulation. aumento da densidade Essa dos receptores e da sensibilidade, causando dessa vez, um aumento da resposta. Exemplos: GH, prolactina, estrogênio que aumentam o número de seus próprios receptores nos tecidos-alvo. 6.1.2 Principais mecanismos de ação hormonal -Alteração da permeabilidade da membrana - Receptores ionotrópicos: canal através do qual passam íons (como o Na+ e K+). O canal é constituído por subunidades proteicas organizadas em círculo. -Ativação de enzimas intracelulares (receptores metabotrópicos – Proteína G) -Ativação dos genes pela fixação a receptores intracelulares (hormônios esteróides) Receptores acoplados a Proteína G - Mecanismos de segundos mensageiros As células respondem ao seu ambiente recebendo informações de hormônios e outros sinais químicos externos. A interação destes sinais químicos extracelulares, os chamados mensageiros primários, com 7 | Página ______________Digite o Título do Documento______________ os receptores na superfície pode levar à produção de mensageiros secundários dentro da célula. Os receptores metabotrópicos não possuem canais, mas estão ligados a proteínas G no lado interno da membrana celular que é responsável por passar a mensagem ao interior da célula. Exemplo de receptor metabotrópico: receptores adrenérgicos. A proteína G possui três subunidades, α, β e γ, que estão localizadas no lado citosólico da membrana plasmática. A proteína G inativa apresenta a subunidade α unida ao GDP (difosfato de guanosina). Quando ocorre a união hormônio-receptor, ocorre a troca do GDP por GTP, tornando a proteína ativada. A subunidade α dissocia-se das subunidades β e γ. A subunidade α, unida ao GTP, se desloca na membrana, desde o receptor até uma molécula de adenilciclase ou fosfolipase C (dependendo do tecido), ocorrendo sua ativação e produção de segundos mensageiros: AMPc ou DAG/IP3 respectivamente. Após sua ação, a subunidade α cliva o GTP de volta a GDP retornando a sua posição inicial. As subunidades β e γ também podem ter atividade intrínseca, após a separação, ativando estruturas de membrana, como por exemplo modulando a atividade de canal iônico de forma indireta. Mecanismo de adenililciclase (enzima) e AMPc (2º mensageiro) O AMP cíclico é um mensageiro secundário, capaz de modular diversos processos fisiológicos. Este mensageiro secundário é formado a partir do ATP em uma reação catalisada pela adenililciclase, uma enzima associada com a face interna da membrana plasmática. 8 | Página ______________Digite o Título do Documento______________ O hormônio, uma vez ligado a um receptor específico localizado na membrana celular de uma célula-alvo, provoca a ativação de uma enzima intracelular (adenilciclase). Esta enzima converte parte do ATP intracelular em AMP-cíclico. O AMP-cíclico, enquanto presente no interior da célula, ativa a proteína quinase A (dependente de AMP-cíclico), que fosforila uma série de outras proteínas, ativando-as ou inibindo-as. Assim, o AMP-cíclico, direta ou indiretamente, executa na célula uma série de alterações fisiológicas como: ativação de enzimas; alterações da permeabilidade da membrana celular; modificações do grau de contração de músculo liso; ativação de síntese protéica; aumento na secreção celular. Exemplo: hormônio ADH (para receptor V2). Mecanismo da fosfolipase C e DAG/IP3/Ca²+ A fosfolipase C é uma enzima hormônio-sensível presente na membrana plasmática, que atua especificamente sobre o fosfotidil-inositol-4,5-difosfato (fosfolipídio de membrana), catalisando sua hidrólise em diacilglicerol (DAG) e inositol-1,4,5-trifosfato (IP3). Esses dois compostos podem agir como segundos mensageiros da ação hormonal. O diacilglicerol é um ativador de proteínas-quinases C, fosforilando proteínas. O IP3 libera endoplasmático. íons cálcio Este armazenados mecanismo tem no um retículo papel importante na contração de músculo liso e de outros processos fisiológicos. O TRH, ACTH, LH, angiotensina II, serotonina e vasopressina, são alguns dos hormônios que atuam por este mecanismo. 9 | Página ______________Digite o Título do Documento______________ Mecanismo dos hormônios esteróides (derivados do colesterol) 1) Atravessam a membrana 2) Interagem com os receptores no citoplasma (ou até mesmo dentro da carioteca) 3) Migram para dentro do núcleo 4) Modificam DNA (promovem aumento ou inibição da transcrição de genes). Ex: testosterona penetra na célula e se liga ao receptor, então o complexo hormônio-receptor passa através da carioteca e se liga em regiões específicas do DNA promovendo estímulo da transcrição de genes específicos (como por exemplo, estímulo da síntese protéica). 10 | P á g i n a ______________Digite o Título do Documento______________ 6.1.3 Hipotálamo – Hipófise A glândula hipófise está localizada na sela túrcica e consiste em dois lobos principais: anterior e posterior. O lobo anterior é também chamado de adeno-hipófise, sendo constituído posterior, de denominado tecido glandular. neuro-hipófise Já é o lobo constituído exclusivamente por tecido neural. Funcionalmente o hipotálamo controla a glândula hipófise por mecanismos neurais e hormonais. A hipófise anterior secreta seis hormônios peptídicos: hormônio tiroestimulante (TSH), hormônio folículo estimulante (FSH), hormônio luteinizante (LH), hormônio do crescimento (GH), prolactina (PRL) e hormônio adrenocorticotropico (ACTH). Cada hormônio do lobo anterior é sintetizado e secretado por tipo celular distinto, exceto para o FSH e LH, que são secretados pelo mesmo tipo celular. Já a hipófise posterior secreta dois hormônios, o ADH e a ocitocina. A natureza da relação entre o hipotálamo e a hipófise anterior é tanto neural, quanto endócrina (contrastando com a do lobo posterior, exclusivamente neural). O hipotálamo e a hipófise anterior são conectados diretamente, pelos vasos sanguíneos portahipotalamo-hipofisários, responsáveis pela maior parte do suprimento sanguíneo para o lobo anterior da hipófise. O suprimento sanguíneo para a hipófise anterior é em sua maior parte de sangue venoso, vindo do hipotálamo, levado pelos vasos porta longos e curtos. Os hormônios liberadores de hormônios e os hormônios inibidores da liberação são sintetizados nos corpos celulares de neurônios hipotalâmicos e estes são 11 | P á g i n a ______________Digite o Título do Documento______________ transportados ao longo dos axônios desses neurônios até a eminência mediana do hipotálamo. Quando esses neurônios são estimulados, os hormônios são secretados para o tecido hipotalâmico circundante, entrando no plexo capilar vizinho. O sangue desses capilares drena para os vasos porta hipofisários e é levado diretamente para o lobo anterior da hipófise, onde os hormônios hipotalâmicos agem sobre as células do lobo anterior, estimulando ou inibindo a liberação dos hormônios da hipófise anterior. Os hormônios hipotalâmicos são levados para a hipófise anterior diretamente, e em altas concentrações, não aparecendo na circulação sistêmica em concentrações elevadas. Por conseguinte, as células da hipófise anterior são as únicas células do corpo que recebem concentrações elevadas dos hormônios hipotalâmicos. Abaixo estão descritos os hormônios hipotalâmicos com suas respectivas ações: 6.1.3.1 Tabela Hormônios Hipotalâmicos Hormônios Ação Hipotalâmicos TRH Libera TSH e PRL CRH Libera ACTH GHRH Libera GH GHIH Inibe GH (somatostatina) GnRH Libera LH e FSH PIH (dopamina) Inibe PRL 12 | P á g i n a ______________Digite o Título do Documento______________ 6.1.3.2 Hormônios da hipófise anterior (adenohipófise) Cada um dos hormônios da hipófise anterior é um peptídeo. O hormônio é armazenado em grânulos secretores revestidos por membrana para liberação. A secreção da hipófise anterior é modulada por hormônio hipotalâmico de liberação ou por hormônio inibidor de liberação. Hormônio do crescimento É secretado durante toda a vida. Exerce efeitos profundos sobre o metabolismo das proteínas, dos carboidratos e dos lipídios. A sua síntese é estimulada pelo GHRH, seu hormônio hipotalâmico de liberação. O GH é liberado segundo padrão pulsátil, com surtos de secreção ocorrendo, aproximadamente a cada duas horas. Sua intensidade secretória não é constante durante toda a vida. Aumenta continuamente até a primeira infância. Na puberdade ocorre aumento abrupto provocado no sexo feminino pelo estrogênio e no sexo masculino pela testosterona (surto de crescimento da puberdade). Após a puberdade, a intensidade da secreção do hormônio declina até valor estável. Por fim, na idade senil, as intensidades secretórias e a pulsabilidade declinam até seus níveis mais baixos. A secreção do hormônio do crescimento, pela hipófise anterior hipotalâmicas, uma é controlada estimuladora por duas (GHRH) e vias outra inibitória (somatostatina). 13 | P á g i n a ______________Digite o Título do Documento______________ O GHRH atua diretamente sobre os somatotrofos da hipófise anterior estimulando tanto a síntese como a secreção do GH. A somatostatina também é secretada pelo hipotálamo e atua sobre os somatotrofos para inibir a secreção de hormônios do crescimento. A secreção do GH é regulada por feedback negativo. O GHRH inibe sua própria secreção pelo hipotálamo por meio de uma alça ultra-curta. As somatomedinas, substâncias produzidas pela ação do GH sobre os tecidos-alvo (especialmente fígado), inibem a secreção do hormônio do crescimento pela hipófise anterior. Tanto o GH como as somatomedinas estimulam a secreção de somatostatina pelo hipotálamo. O efeito global dessa somatostatina estimulação inibe a é inibitório, secreção do por que hormônio a do crescimento pela hipófise anterior. O GH exerce múltiplas ações metabólicas sobre o fígado, o músculo, o tecido adiposo e o osso, bem como ações promotoras do crescimento em virtualmente todos os órgãos. Algumas das ações do GH resultam de efeito direto sobre os tecidos-alvo, como o músculo esquelético, o fígado e o tecido adiposo. Outras ações são mediadas indiretamente por meio da produção das somatomedinas (IGF) pelo fígado. As somatomedinas atuam nos tecidos-alvo por meio de receptores semelhantes aos receptores de insulina, recebendo por este motivo a denominação de IGF que significa insulinlike growth factor. O GH promove resistência à insulina, reduzindo a captação e utilização de glicose causando aumento da concentração sanguínea de glicose (Efeito diabetogênico). Este hormônio promove ainda aumento 14 | P á g i n a ______________Digite o Título do Documento______________ da síntese protéica e do crescimento dos órgãos (aumento da captação de aminoácidos e síntese de DNA, de RNA e de proteínas). Esses efeitos explicam as ações promotoras de crescimento, aumento da massa corporal magra e maior tamanho dos órgãos. O aumento do crescimento linear é principalmente somatomedinas, alterando cartilagens. ossos Nos em o mediado pelas metabolismo das crescimento, as placas epifisárias se alargam e mais osso é depositado nas extremidades dos ossos longos. TSH (Hormônio Tireoestimulante) A síntese e a secreção dos hormônios tireóideos são controladas pelo eixo hipotálamo-hipofise. O hormônio liberador de tireotropina (TRH) é secretado pelo hipotálamo e atua sobre os tirotrofos da hipófise anterior para promover a secreção do hormônio Tireoestimulante (TSH) (e prolactina). O TSH então atua sobre a glândula tireóide para estimular a síntese e secreção dos hormônios da tireóide (T3 e T4). O TRH atua sobre os tirotrofos da hipófise anterior para estimular tanto a transcrição do gene do TSH, como a secreção de TSH. A função do TSH é regular o crescimento e o metabolismo da glândula tireóide. A secreção de TSH é regulada por dois fatores recíprocos: (1) o TRH do hipotálamo estimula a secreção de TSH e (2) os hormônios tireóideos inibem a secreção de TSH por regulação para baixo do receptor para TRH, nos tirotrofos, o que diminui sua sensibilidade (down regulation) à estimulação pelo TRH. O TSH exerce dois tipos de ações sobre a glândula tireóide: (1) aumenta a síntese e a secreção dos 15 | P á g i n a ______________Digite o Título do Documento______________ hormônios tireóideos por estimular cada etapa da via Biosintética e (2) O TSH exerce ação trófica sobre a glândula tireóide. Quando os níveis de TSH estão aumentados por período prolongado, ocorre hipertrofia e hiperplasia das células foliculares da tireóide e aumento do fluxo sanguíneo para a glândula tireóide. Síntese de Hormônios Tireoidianos Os hormônios tireoidianos necessitam da presença de iodo para serem produzidos. O Iodo entra no tireócito por mecanismo de co-tranporte sódio-iodo (sequestro do iodo). A célula tiroidiana sintetiza uma proteína chamada tireoglobulina, que contém os radicais tirosina, que são unidos por oxidação, ao iodo da dieta, por meio de uma enzima chamada peroxidase. A formação do T3 (triiodotironina) ocorre pela união de uma monoiodotirosina (um iodo e uma tirosina) com uma Diiodotirosina (dois iodos e uma tirosina), e a formação do T4 (tiroxina) pela adesão de duas Diiodotirosinas, sendo esta última a maior parcela da produção hormonal, mas também a menos ativa. Após a produção, T3 e T4 são armazenados no colóide. O TSH, além de estimular todas as etapas da produção, também estimula a liberação desses hormônios na corrente sanguínea. Para que isso ocorra, os constituintes nos lisossomas são fragmentados, liberando-os das tereoglobulinas. Dessa forma, chegam aos seus órgãos-alvo, ligam aos seus receptores e exercem suas diversas funções metabólicas. Como por exemplo, aceleram o metabolismo por meio da indução da síntese de Bomba Na/K, que aumenta o consumo de ATP (maior gasto energético). Também, atuam na 16 | P á g i n a ______________Digite o Título do Documento______________ termogênese, aumentando consumo de O2 e a contração muscular, produzindo calor. Portanto o efeito global desses hormônios é catabólico. Prolactina É o principal hormônio responsável pela produção de leite, participando também do desenvolvimento das mamas. Nas fêmeas não gestantes e não lactantes, bem como nos machos, os níveis de prolactina são baixos, contudo durante a gestação e a lactação os níveis sanguíneos de prolactina aumentam. A prolactina é produzida pelos lactotrofos da hipófise anterior. O número dos lactotrofos aumenta durante a gestação e a lactação. O TRH é o estimulador da secreção de prolactina, aumentando a transcrição do gene da prolactina. A dopamina é o inibidor da secreção de prolactina e reduz a transcrição desse gene. Em indivíduos que não estejam lactando, a secreção de prolactina é tonicamente inibida pela dopamina no hipotálamo. A gestação e a amamentação são os estímulos mais importantes para a secreção de prolactina. Por exemplo, durante a amamentação os níveis séricos de prolactina podem aumentar em até 10 vezes o valor basal. Ações da Prolactina A prolactina estrogênio e em a função sustentadora progesterona, com estimula o o desenvolvimento mamário, promove a secreção de leite pelas mamas durante a lactação e suprime a ovulação. 17 | P á g i n a ______________Digite o Título do Documento______________ Desenvolvimento mamário: Na puberdade, a prolactina, junto com o estrogênio e a progesterona, estimula a proliferação dos ductos mamários. Durante a gestação, a prolactina e os dois hormônios estimulam o crescimento e o desenvolvimento dos alvéolos mamários que vão produzir leite após a parturição. Lactogênese: Produção de leite em resposta ao ato de mamar. (Não precisa haver gestação). O mecanismo de ação da prolactina na mama depende de sua fixação a receptor na membrana celular e por meio de segundo mensageiro transcrição ainda dos não genes identificado para as e promove enzimas das a vias biosintéticas para a lactose, a caseína e os lipídios. Embora durante a gestação os níveis de prolactina sejam muito altos, não ocorre lactação por que os níveis elevados de estrogênio e de progesterona bloqueiam a ação da prolactina sobre a mama e também devido ao fato de que os níveis de ocitocina – hormônio responsável pela ejeção do leite estão baixos. Na parturição, os níveis de estrogênio e progesterona caem acentuadamente, removendo suas ações inibitórias; a prolactina pode então estimular a lactogênese, ocorrendo a lactação. Aliado a isso, o lactente ao sugar o teto, estimula a liberação de ocitocina pela neurohipófise causando a ejeção do leite. Inibição da ovulação: Nas fêmeas, a prolactina inibe a ovulação, por inibir a síntese e a liberação do hormônio liberador de gonadotropinas (GnRH). A inibição da secreção de GnRH e secundariamente a inibição da ovulação explica a fertilidade reduzida durante o período de lactação. 18 | P á g i n a ______________Digite o Título do Documento______________ ACTH A síntese e a secreção dos hormônios esteróides, pelo córtex supra-renal, dependem de estimulação pelo ACTH. A zona fascicular, secretora dos glicocorticóides, está sob controle exclusivo do eixo hipotálamo- hipofisário. O hormônio hipotalâmico é o hormônio liberador de corticotropina (CRH) e o hormônio da hipófise anterior é o ACTH. A zona glomerular secretora dos mineralocorticóides, também depende do ACTH para a etapa inicial da biosíntese dos esteróides, mas depois disso, é controlada separadamente por meio do sistema renina-angiotensina-aldosterona. O CRH é secretado pelo hipotálamo e atua sobre os corticotrofos da hipófise anterior, para produzir ACTH. Por sua vez, o ACTH atua sobre as células do córtex supra-renal, para estimular a síntese e a secreção dos hormônios adrenocorticais. Como outros hormônios hipotalâmicos que atuam sobre a hipófise anterior, o CRH atinge a hipófise por meio do sangue porta hipotálamo-hipofisário. No lobo anterior, ele atua sobre os corticotrofos, para promover a secreção de ACTH para a corrente sanguínea. O ACTH, o hormônio da hipófise anterior exerce efeitos diversos sobre o córtex supra-renal. O ACTH apresenta padrão secretório pulsátil e diurno, o que determina um padrão paralelo, para a secreção de cortisol (principal glicocorticóide). O controle por feedback negativo do eixo CRHACTH é exercido pelo cortisol, tanto no nível hipotalâmico, como no hipofisário anterior. O cortisol 19 | P á g i n a ______________Digite o Título do Documento______________ inibe diretamente a secreção de CRH pelo hipotálamo; e indiretamente inibe a secreção de CRH por meio de seus efeitos sobre neurônios hipocâmpicos, que fazem sinapses no hipotálamo inibindo a ação do CRH sobre a hipófise anterior, resultando na inibição da secreção de ACTH. Desse modo, a deficiência crônica de cortisol leva à estimulação do eixo CRH-ACTH e o excesso crônico de cortisol leva à inibição do eixo CRH-ACTH. Naturalmente, o ACTH permanece essencial para a secreção de aldosterona, contudo, a regulação primária da secreção de aldosterona é controlada pelas variações do volume do LEC, por meio do sistema reninaangiotensina-aldosterona e pelos níveis séricos de K e não pelo ACTH. O cortisol tem importante papel na regulação do ciclo circadiano (maiores níveis durante o dia e menores durante a noite), nas reações inflamatórias (potente agente antiinflamatório) e nas reações de estresse (aumentando a disponibilidade de energia, aminoácidos, etc. na corrente sanguínea e favorecendo também a liberação das catecolaminas). FSH e LH (Hormônio Folículo-estimulante e Hormônio Luteinizante) O evento primário na puberdade é o início da secreção pulsátil de GnRH (Hormônio liberador de gonadotrofinas). Esse padrão de secreção desencadeia paralelamente secreção também pulsátil de FSH e de LH pelo lobo anterior da hipófise. A secreção pulsátil de FSH e LH estimula a secreção de hormônios esteróides gonádicos, testosterona e estradiol. Os níveis circulantes elevados 20 | P á g i n a ______________Digite o Título do Documento______________ dos hormônios responsáveis pelo esteróides sexuais aparecimento das são então características sexuais secundárias. As duas funções dos testículos, espermatogênese e secreção de testosterona são controladas pelo eixo hipotálamo-hipofisário. O hormônio hipotalâmico é o hormônio liberador de gonadotropina (GnRH) e os hormônios da hipófise anterior são o hormônio folículoestimulante (FSH) e o hormônio luteinizante (LH). O GnRH é secretado para o sangue porta-hipotálamohipofisário e levado, em alta concentração, diretamente para o lobo anterior da hipófise. 6.1.3.3 Hormônios da Hipófise posterior (Neurohipófise) As conexões entre o hipotálamo e o lobo posterior da hipófise são neurais. Na verdade, a hipófise posterior é uma coleção de axônios, cujos corpos celulares ficam situados no hipotálamo. Desse modo, os hormônios secretados pelo lobo posterior (ADH e ocitocina) são peptídeos liberados por neurônios ou neuropeptídeos. Uma vez sintetizados nos corpos celulares, os neuropeptídeos são transportados ao longo dos axônios, em vesículas neurosecretórias, e armazenados nas terminações bulbosas, na hipófise posterior. Quando o corpo celular é estimulado, as vesículas neurosecretórias são liberadas das terminações nervosas por exocitose; o hormônio entra nos capilares fenestrados próximos. O sangue venoso da hipófise posterior, chega à circulação sistêmica, que os leva aos tecidos-alvo. 21 | P á g i n a ______________Digite o Título do Documento______________ Síntese e secreção de ADH e ocitocina Os neurônios secretores de ADH têm seus corpos celulares, principalmente, nos núcleos supra-ópticos do hipotálamo. Os neurônios secretores de ocitocina têm seus corpos celulares nos núcleos paraventriculares do hipotálamo. Hormônio Anti-diurético O ADH ou vasopressina é o principal hormônio relacionado à regulação da osmolaridade dos líquidos corporais. O ADH é secretado pela hipófise posterior em resposta ao aumento da osmolaridade sérica. O ADH, então, atua sobre as células principais do túbulo distal final e ductos coletores, para aumentar a reabsorção de água e, dessa forma, diminuindo a osmolaridade dos líquidos corporais até seu valor normal. Adicionalmente, o ADH atua nos vasos sanguíneos exercendo efeito de vasocontrição, aumentando a pressão arterial. Regulação da secreção de ADH O aumento da osmolaridade sanguínea é o estímulo fisiológico mais importante para a regulação da secreção de ADH. Por exemplo, quando um indivíduo está em privação de água, a osmolaridade sérica aumenta, o que é detectado pelos osmorreceptores do hipotálamo anterior. São gerados potenciais de ação nos corpos celulares dos neurônios secretores de ADH, situados próximos, que se propagam pelo axônio, promovendo a secreção do ADH pelas terminações nervosas, na hipófise posterior. De modo inverso, a 22 | P á g i n a ______________Digite o Título do Documento______________ diminuição da osmolaridade sérica sinaliza os osmorrecptores para inibir a secreção de ADH. A hipovolemia (por exemplo, decorrente de hemorragia) também é estímulo potente para a secreção de ADH. A redução do volume do líquido estracelular em 10% ou mais provoca baixa da pressão arterial que é detectada pelos baroceptores, no átrio esquerdo, na artéria carótida e no arco aórtico. Essa informação sobre a pressão arterial é transmitida por meio dos nervos vagos, para o hipotálamo, que promove a secreção de ADH. O ADH então estimula a reabsorção de água, nos ductos coletores, na tentativa de normalizar o volume do LEC. Etanol e antagonistas alfa-adrenérgicos e o peptídeo natriurético atrial inibem a secreção de ADH. Ações do ADH O ADH tem duas ações, uma no rim e a outra no músculo liso vascular. Essas ações são mediadas por diferentes receptores - Aumento da permeabilidade à água: A principal ação do ADH é a de aumentar a permeabilidade à água das células principais do túbulo distal final e ductos coletores. A permeabilidade aumentada à água, pelas células principais permite que a água seja reabsorvida pelos ductos coletores, tornando a urina concentrada ou hiperosmótica. O ADH aumenta a reabsorção de água do filtrado glomerular através da inserção de canais de água (aquaporinas) na membrana luminal das células do ducto coletor. A aquaporina 2 (AQP2) é o canal de água regulado pelo ADH nos ductos coletores renais (receptor V2 – AMPc). 23 | P á g i n a ______________Digite o Título do Documento______________ - Contração do músculo liso vascular: efeito vasoconstritor (receptor V1 – ligado a DAG/IP3). Ocitocina As ações fisiológicas da ocitocina são exercidas principalmente sobre a musculatura uterina e sobre a musculatura lisa que reveste os alvéolos da mama. Através desses mecanismos, a ocitocina participa respectivamente do mecanismo do parto e da ejeção do leite durante a lactação. Ação sobre o útero A elevação dos níveis séricos de ocitocina leva a um aumento da freqüência e duração dos trens de potenciais de ação na musculatura uterina, ações que (1) iniciam contração na musculatura uterina previamente inativa e (2) aumentam a freqüência, força e duração das contrações em músculos já ativos. A administração de estrógenos a animais imaturos traz o potencial de membrana das células uterinas a níveis mais próximos do seu limiar de disparo. Nesse sentido, o potencial de membrana dessas células declina gradualmente da metade até o término da gestação, quando os níveis de estrógenos estão bastantes elevados. Essa queda do potencial de membrana facilita a ação da ocitocina sobre o útero que, por aumentar a excitabilidade do miométrio e por facilitar a condução dos potenciais de ação, ativa as células uterinas que estavam quiescentes, aumentando assim o número de células participantes e a força de cada contração. Acredita-se que a ocitocina exerça esses efeitos por meio de um aumento generalizado da permeabilidade iônica 24 | P á g i n a ______________Digite o Título do Documento______________ da membrana celular. A ocitocina, entre outras ações, é responsável (1) pelo aumento do número de transportadores de sódio no sarcolema, durante a fase de potencial em espícula, e (2) pela mobilização de cálcio dos estoques intra e extracelulares. Ação da ocitocina no parto A ação da ocitocina no parto está bem definida, tendo em vista as seguintes evidências clínicas: (1) aumento da secreção de ocitocina durante o parto; (2) correlação positiva entre a concentração plasmática de ocitocina e o prosseguimento do trabalho de parto; (3) o trabalho de parto hipofisectomizadas, com é difícil secção em cirúrgica pacientes da haste hipofisária ou com bloqueio da liberação de ocitocina. Em algumas espécies, como rato e coelho, a ocitocina é o fator desencadeante do parto, enquanto nas mulheres, a ocitocina apenas contribui de forma importante para o desenvolvimento do trabalho de parto e expulsão fetal. Dessa forma, embora na espécie humana, a ocitocina não seja indispensável para o parto, sua ação estimulante é altamente vantajosa. A secreção de ocitocina, durante o trabalho de parto, é decorrente de um reflexo neuroendócrino desencadeado por estimulação mecânica de estruturas componentes do trato genital inferior (cérvix e vagina). A distensão da cérvix uterina provocada pelas primeiras contrações uterinas, as quais independem da ocitocina na espécie humana, leva à estimulação dos receptores de estiramento aí localizados; esses potenciais de ação propagam-se por fibras aferentes específicas que chegam hipotálamo – via medula espinal e tronco 25 | P á g i n a ______________Digite o Título do Documento______________ encefálico – onde fazem sinapse com neurônios ocitocinérgicos. O resultado desse processo é o aumento da secreção de ocitocina que, atuando na musculatura uterina, induz novas contrações e realimenta o processo que leva à sua secreção por um mecanismo de feedback positivo, esse mecanismo perdura até a expulsão do feto. Ação sobre a glândula mamária As ações da ocitocina sobre a glândula mamária estão relacionadas com o processo de ejeção do leite dos alvéolos e ductos galactóforos menores. Estas estruturas são envolvidas por células mioepiteliais, alvos da ocitocina; a contração dessas células leva à ejeção do leite armazenado. Este processo também é regulado por um mecanismo reflexo, conhecido como reflexo de ejeção do leite, desencadeado em resposta à sucção do mamilo. O reflexo envolve a estimulação de terminações nervosas presentes no mamilo (mecanoceptores), de onde potenciais de ação são transmitidos à medula espinal, tronco encefálico e hipotálamo, onde então atingem os neurônios ocitocinérgicos. A ativação desses neurônios leva à secreção de ocitocina e contração das células mioepiteliais; segue-se um aumento da pressão intramamária e ejeção do leite para os ductos galactóforos maiores e cisternas, de onde pode ser obtido passivamente por sucção. Esse processo não deve ser confundido com o de secreção de leite, o qual é controlado pela prolactina. O aleitamento depende totalmente desse reflexo que, na espécie humana, pode ser condicionado ao choro de um bebê. 26 | P á g i n a ______________Digite o Título do Documento______________ Regulação da Secreção de Ocitocina A estimulação de mecanoceptores localizados na cérvix uterina, canal vaginal e mamilo leva a um aumento da liberação experimentais sugerem de ocitocina. que o As evidências neurotransmissor envolvido nesses mecanismos seja a acetilcolina. Por outro lado, as catecolaminas exercem efeitos inibitórios sobre a liberação de ocitocina. Isto pode ser evidenciado em situações de estresse, onde ocorre inibição da secreção de leite. A administração de ocitocina nessa condição é capaz de restabelecer o fornecimento de leite, sugerindo que essa inibição decorra de um bloqueio central da liberação de ocitocina. Existem evidências de que a inibição da ejeção de leite causada pelo estresse também possa ser o resultado da constrição de vasos sanguíneos da glândula mamária, o que dificultaria o acesso da ocitocina ao seu sítio de ação. Nesse sentido, verificou-se que a adrenalina é capaz de inibir a resposta contrátil de fatias isoladas de tecido mamário, por ação direta nas células mioepiteliais. Assim, acredita-se que a adrenalina ou a noradrenalina cause inibição do reflexo de ejeção de leite agindo centralmente, por bloqueio da liberação de ocitocina, e em menor grau, perifericamente, dificultando ou inibindo a ação desse hormônio na glândula mamária. 6.1.4 Glândula Pineal Produz o hormônio melatonina no período noturno (pico das 20:00h às 08:00h). Esse hormônio é responsável pelo controle do ritmo sazonal dia/noite e pelo controle do processo reprodutivo, modulando as 27 | P á g i n a ______________Digite o Título do Documento______________ épocas de acasalamento em diferentes espécies, por meio da indução ou inibição do cio. Por exemplo: - Felinos e Equinos: Positivamente influenciados pelo aumento da luz. Efeito antigonadotrópico: acasalam primavera/verão. - Caprino e Ovinos: Positivamente influenciados pela redução da luz. Efeito indutivo: acasalam outono/inverno. 6.1.5 Pâncreas Endócrino O pâncreas é um órgão responsável por dois tipos de mecanismos secretores: Endócrino e exócrino. O pâncreas exócrino secreta aproximadamente 1 Litro de secreção no duodeno contendo água, bicarbonato e enzimas para a digestão de carboidratos, proteínas e lipídios. O pâncreas exócrino é composto de ácinos e contempla 90% do órgão. O pâncreas endócrino, as ilhotas de Langerhans, contém quatro tipos de células: beta - secretam insulina; alfa - secretam glucagon; delta - secretam somatostatina e células PP que secretam polipeptídeo pancreático. Os neurônios simpáticos e parassimpáticos possuem terminais nervosos nas ilhotas por intermédio dos quais o sistema nervoso pode influenciar o metabolismo. A proporção entre insulina e glucagon determina a direção do metabolismo. Insulina É um hormônio polipeptídico constituído de duas cadeias contendo 21 e 30 aminoácidos ligadas por duas pontes de dissulfeto. A insulina é sintetizada como prépro-insulina no retículo endoplasmático rugoso e no aparelho de Golgi, sofre clivagens proteolíticas 28 | P á g i n a ______________Digite o Título do Documento______________ sucessivas em pró-insulina e a seguir em insulina e peptídeo C que são armazenados nos grânulos das células beta e secretados em quantidades equimolares. Regulação da secreção de Insulina A ingestão de glicose é o estímulo mais potente para a secreção de insulina. A glicose oral estimula a secreção de GIP (Peptídeo insulinotrópico dependente da glicose) que tem efeito estimulador independente sobre a secreção de insulina. A glicose ou os aminoácidos no lúmen do intestino delgado liberam GIP a partir das células endócrinas sendo levado pela circulação pelas células beta chegando antes da primeira glicose absorvida. A liberação antecipatória de insulina impede um surgimento súbito de glicose no plasma quando a refeição é absorvida. Este efeito é reforçado pela estimulação colinérgica parassimpática que acompanha a digestão. 6.1.5.1 Tabela Regulação da secreção da insulina ESTIMULADORES INIBIDORES Aumento da glicose Diminuição da glicose Aumento de Jejum aminoácidos Aumento de AG e Exercício cetoácidos Glucagon Somatostatina Cortisol Agonistas αadrenérgicos K+ Obesidade 29 | P á g i n a ______________Digite o Título do Documento______________ Após a ingestão de glicose e aumento da glicemia, a glicose penetra nas células beta por difusão facilitada, através de um receptor de membrana denominado Glut2. Dentro da célula a glicose é fosforilada em glicose-6fosfato pela glicocinase e a seguir esta é oxidada. Um dos produtos desta fase oxidativa é o ATP. O ATP fecha os canais de K na membrana da célula beta, o que despolariza a membrana da célula. A despolarização abre os canais de Cálcio-voltagem dependentes. O Cálcio flui para o interior da célula beta a favor do seu gradiente eletroquímico e provoca exocitose dos grânulos secretores contendo insulina. A insulina é secretada no sangue venoso pancreático direto para a circulação porta. A insulina liga-se a receptor específico na superfície de suas células-alvo. Esse receptor, chamado de receptor ligado à atividade tirosina-quinase, é um complexo transmembrana composto de duas subunidades alfa e duas subunidades beta ligadas por pontes dissulfeto. As subunidades alfa são extra-celulares e possuem sítios de ligação da insulina. As subunidades beta possuem atividade tirosina-quinase. A ligação da insulina provoca alteração conformacional ativando a atividade tirosinaquinase das subunidades beta, que atuam uma sobre a outra (autofosforilação incestuosa) bem como sobre outras proteínas alvo (IRS – substrato do receptor de insulina). complexos vesículas, Após sua interação insulina-receptor resultando em com são a insulina, internalizados regulação decrescente. os em A insulina é degrada por lisossomos e o receptor pode ser reciclado. As proteínas de substrato do receptor de insulina (IRS- insulin receptor substrate) sofrem rápida 30 | P á g i n a ______________Digite o Título do Documento______________ fosforilação da tirosina em resposta à insulina e ao fator de crescimento semelhante à insulina 1 (IGF-1). O substrato mais bem caracterizado é o substrato IRS-1, este interage com proteínas que contém um denominado domínio SH2 (sequencia de reconhecimento do substrato de insulina) passando adiante o sinal da insulina. A ativação do IRS-fosforilado com o domínio SH2 da fosfatidilinositol-3-quinase exerce vários efeitos importantes, incluindo recrutamento de transportadores GLUT-4 de glicose para a membrana plasmática nas células musculares e adipócitos. Ações da Insulina Ações sobre o fígado, músculo e gorduras. Seu efeito consiste em conservar os combustíveis energéticos ao facilitar a captação e o armazenamento da glicose, dos aminoácidos e dos lipídios. Reduz o nível de glicemia. Estes nutrientes estarão disponíveis durante os períodos de jejum mantendo a oferta de glicose ao cérebro, músculos e outros órgãos. (1) A insulina aumenta o transporte de glicose no músculo e tecido adiposo por comandar a inserção de transportadores de glicose (GLUT 4) nas membranas celulares. Quando a glicose entra nas células, diminui a glicemia. (2) A insulina promove a formação de glicogênio a partir da glicose no fígado e no músculo e ao mesmo tempo inibe a glicogenólise (degradação do glicogênio). (3) A insulina inibe a gliconeogênese (síntese de glicose de fontes diferentes dos carboidratos), os substratos são direcionados para longe da formação de glicose. (4) Diminuição da concentração sanguínea de ácidos graxos e cetoácidos e aumenta o armazenamento destes. Inibe 31 | P á g i n a ______________Digite o Título do Documento______________ a lipólise por inativação das lipases. A insulina também provoca lipogênese no fígado. (5) A insulina aumenta a captação de aminoácidos e de proteínas e inibe sua degradação (músculo). Inibe a oxidação dos aminoácidos no fígado. A longo prazo, é um importante hormônio anabólico, particularmente durante o desenvolvimento fetal. Estimula a proliferação celular e está implicada no crescimento e desenvolvimento somáticos e viscerais. No crescimento, age junto ao GH. Também tem ação no centro da saciedade do hipotálamo, informando que o organismo pode parar de ingerir alimentos. Patofisiologia da Insulina A diabetes mellitus é causada pela diminuição da produção de insulina ou pela resistência a insulina. Isso causa aumento da glicemia, mobilização acentuada das gorduras e deposição de colesterol nas paredes arteriais causando aterosclerose e depleção das proteínas nos tecidos do corpo. Sempre que a quantidade de glicose que entra nos túbulos renais, no filtrado glomerular sobe acima de um nível crítico (acima de 180 mg/dl), uma proporção significativa do excesso não pose ser reabsorvida e extravasa na urina (glicosúria). A pressão osmótica aumentada nos líquidos extracelulares causa a transferência osmótica da água para fora das células. Além disso, a glicose diminui a reabsorção tubular de líquido causando desidratação do líquido extracelular que por sua vez causa desidratação compensatória do líquido intracelular e isso pode contribuir para o choque circulatório. A poliúria é devido ao efeito diurético osmótico da glicose nos túbulos renais. Por sua vez a 32 | P á g i n a ______________Digite o Título do Documento______________ polidipsia é devida à desidratação resultante da poliúria. O colapso do metabolismo da glicose (e da proteína) causa a perda de peso e uma tendência a polifagia. A falta de energia (astenia) é causada pela perda da proteína corporal e pela utilização diminuída dos carboidratos para energia. O desvio do metabolismo dos carboidratos para o das gorduras aumenta o nível de cetoácidos na corrente sanguínea (ácido acetoacetico e beta-hidroxibutírico). Esses ácidos são excretados com o Na+ derivado do líquido extracelular. Consequentemente, a concentração de Na+ diminui e parte do Na+ é substituída por íons Hidrogênio aumentando a acidose. Diabetes Diabetes Melito Tipo I é causado pela secreção insuficiente de insulina e tipo II é resultante da resistência a insulina. O diabetes tipo I é causado pela destruição das células beta, (autoimune) por interação de fatores genéticos e ambientais. Em geral os pacientes são jovens e não obesos, quando os sintomas aparecem pela primeira vez. Existe uma predisposição hereditária com uma incidência 10 vezes maior em parentes de primeiro grau. Indivíduos geneticamente predispostos também devem ser expostos a um fator ambiental, como infecção viral (p.ex. vírus Coxksackie ou Echo). O diabetes tipo II é com frequência associado a obesidade. É causado pela regulação para menos dos receptores de insulina nos tecidos-alvo e resistência a insulina. A insulina é secretada normalmente pelas células beta, mas em concentrações normais ela não pode ativar seus receptores no músculo, no fígado e no 33 | P á g i n a ______________Digite o Título do Documento______________ tecido adiposo. De modo típico a hiperglicemia está presente em jejum e no período pós-prandial. Glucagon Polipeptídeo de cadeia simples com 29 aminoácidos. É o hormônio da inanição, da desnutrição e do jejum. Sintetizado pelas células alfa das ilhotas de Langerhans. Promove utilização e mobilização de combustíveis metabólicos. O principal estimulador da secreção de glucagon é a concentração sanguínea de glicose diminuída. A atividade nervosa simpática e a adrenalina circulante estimulam a liberação de glucagon através dos receptores beta adrenérgicos. A somatostatina inibe a sua liberação. Mecanismo de ação do Glucagon As principais ações são no fígado. O hormônio se liga a um receptor da membrana celular acoplado a adenililciclase por meio de proteína Gs. O segundo mensageiro é o AMPc que ativa proteína-quinases que por sua vez fosforilam várias enzimas; a seguir as enzimas fosforiladas medeiam as ações fisiológicas do glucagon. Ações do Glucagon A ação do Glucagon se opõe a da insulina. O glucagon aumenta a concentração sanguínea de glicose, pois estimula a glicogenólise e degradação de glicogênio. Aumenta a gliconeogênese por diminuir a produção de frutose 2,6-bifosfato. Assim o substrato é direcionado para a formação de glicose. Os aminoácidos são utilizados para a gliconeogênese e os grupamentos 34 | P á g i n a ______________Digite o Título do Documento______________ amino resultantes são incorporados na uréia. O glucagon também aumenta a lipólise e desvia os substratos para a gliconeogênese. Portanto, causa lipólise no fígado e nos adipócitos (aumento da gliconeogênese) e o catabolismo das proteínas no músculo. Somatostatina Polipeptídeo com 14 aminoácidos secretado pelas células delta. A secreção é estimulada por todas as formas de ingestão de nutrientes, pelo glucagon e pelos agonistas beta-adrenérgicos. A secreção é inibida pela insulina por meio de mecanismo parácrino. Ações: inibe a secreção de insulina e glucagon por meio de ações parácrinas nas células alfa e beta. Sua função parece ser limitar ou modular as respostas da insulina e do glucagon ao alimento ingerido. 6.1.6 Paratireóide As glândulas paratireóides são quatro ou mais glândulas pequenas localizadas na superfície posterior da tireóide e possuem células densamente agrupadas. A função principal das paratireóides é manter o nível de cálcio no sangue dentro do limite apropriado ao funcionamento dos sistemas nervoso e muscular. Metabolismo do Cálcio e Fosfato O Cálcio tem importantes papéis na contração muscular, formação de ossos, coagulação sanguínea, homeostasia. A homeostasia do cálcio proveniente da dieta depende da ação integrada e coordenada dos ossos (estoque), rins (reabsorção) e intestino (absorção). 35 | P á g i n a ______________Digite o Título do Documento______________ Existem três hormônios participando desse controle. O paratormônio, que é o mais importante, a calcitonina que é um refinamento do paratormônio (efeito oposto ao paratormônio) e a vitamina D, um esteróide. Paratormônio (PHT) É produzido nas paratireóides e regula a concentração plasmática de Ca++. Para isso, aumenta a concentração de Cálcio no LEC, caso essa se reduza a níveis inferiores a 10mg/dl. Dessa forma, maiores concentrações de Cálcio, diminuem a secreção de PHT e menores concentrações de Cálcio, estimulam a secreção do PHT. Quando ocorre o aumento da concentração de cálcio no LEC, ocorre ativação de receptor ligado a proteína G na membrana da paratireóide e o segundo mensageiro resultante inibe a secreção do PTH. Já as baixas concentrações de cálcio, inativam o receptor, diminuindo a produção do segundo mensageiro, estimulando a secreção do PTH. Para aumentar a concentração de cálcio, o PTH age nos tecidos ósseo, renal e intestino. Nos ossos, estimula a atividade dos osteoclastos. Este reabsorve Ca++, formando fosfato de cálcio. Nos rins, o PTH favorece a reabsorção do cálcio e negligencia a reabsorção de fosfato. No intestino, estimula a ação da vitamina D, que aumenta a absorção intestinal de cálcio, o que se traduz num incremento rápido e sustentado da quantidade de cálcio no sangue. Calcitonina 36 | P á g i n a ______________Digite o Título do Documento______________ Produzida nas células parafoliculares da tireóide. Ação oposta ao do PHT, ou seja, diminui a secreção de cálcio no sangue, inibe a reabsorção óssea e diminui formação e liberação de Cálcio. Vitamina D Também chamada de colecalciferol (forma inativa). Importante na mineralização óssea e na presença do PTH aumenta as concentrações plasmáticas de cálcio. Diferente do PTH, a vitamina D favorece o incremento dos níveis séricos de Ca++ e fosfato. A vitamina D pode ser produzida nos queratinócitos da pele estimulados pelos raios UV do sol a partir do colesterol vindo da dieta ou então pode ser adquirida pela ingestão do próprio colecalciferol. Existem duas formas do colecalciferol, a forma biologicamente ativa que é o 1,25-di-hidroxicalciferol (calcitriol) e a hidroxicalciferol. forma Então inativa para se que é tornar o 24,25ativo o colecalciferol sofre duas hidroxilações, uma no fígado e outra no rim. O que define se será a forma ativa ou inativa resultante é a concentração de cálcio. Sendo que a baixa concentração de cálcio, de fosfato e o PTH favorecem a forma ativa. Ações da vitamina D Na membrana intestinal a vitamina D se liga a receptores intracelulares, e dentro das células estimula a síntese da proteína Calbinidina, causando incremento da absorção intestinal de Ca++ por atuar como um tampão. Nos ossos, estimula a remodelação óssea (ação de 37 | P á g i n a ______________Digite o Título do Documento______________ osteoclastos). E nos rins, aumenta a reabsorção de cálcio e fosfato. 6.2 Bibliografia COSTANZO, L.S. Fisiologia. Guanabara Koogan, 2006. 3.ed. Rio de Janeiro: CUNNINGHAM J.G. Tratado de fisiologia veterinária. Rio de Janeiro: Guanabara, 454p, 1999. GUYTON, A. C. & HALL, J. E. Tratado de Fisiologia Médica. 9.ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1996. SILVERTHORN, D. E.; OBER, W. C.; GARRISON, C. W.; SILVERTHORN, A. C. Fisiologia humana: uma abordagem integrada. 2.ed. São Paulo: Manole. cap 15, p., 2003. SWENSON, M. J., AND W. O. Reece. Dukes-Fisiologia dos animais domésticos. 11.ed. Guanabara, Rio de Janeiro, Brasil, 1996. 38 | P á g i n a