Editor: Tiago Vasconcelos
Colaboradores: Lucas Muehlbauer, Giórgio Tondello, Rafael Koerber, Kurt Neulaender e Carlos Ehrl
Coordenação das funções corporais por mensageiros químicos[]
Vários sistemas de mensageiros químicos são responsáveis pela coordenação de múltiplas atividades corporais. Dentre estes mensageiros, podemos citar:
-Neurotransmissores: liberados pelos terminais axonais nas fendas sinápticas. Controlam localmente a atividade neuronal.
-Hormônios endócrinos: liberados por células especializadas ou glândulas na corrente sanguínea, atuando em locais distantes. Ex: hormônio do crescimento e tiroxina.
-Hormônios Neuroendócrinos: semelhantes aos endócrinos, porém são liberados por neurônios.
-Parácrinos: secretados por células no líquido extracelular, influenciam células vizinhas, de tipo diferente.
-Autócrinos: semelhantes aos parácrinos, porém influenciam as próprias células que os produziram.
-Citocinas: peptídeos secretados por células no líquido extracelular, funcionando como hormônios autócrinos, parácrinos ou endócrinos. Ex: interleucinas.
Os múltiplos sistemas hormonais atuam na regulação de quase todas as funções corporais, como crescimento, desenvolvimento, metabolismo, reprodução, comportamento, equilíbrio eletrolítico, etc.
HALL, John E.; GUYTON, Arthur C. Tratado de Fisiologia Médica. Elsevier, 12ª edição, RIO DE JANEIRO, 2011
Estrutura química e síntese de hormônios[]
Existem três classes de hormônios:
1. Proteínas e polipeptídeos (ex. insulina, glucagon).
2. Esteroides (ex. cortisol, testosterona, estrogênio).
3. Derivados de tirosina (ex. tiroxina, epinefrina).
*Não existe hormônio conhecido com ácidos nucleicos ou polissacarídeos.
Hormônios polipeptídicos e proteicos:[]
São armazenados em vesículas secretoras. Uma vez que sejam necessários são secretados. Constituem a maioria dos hormônios no corpo, sendo produzidos no retículo endoplasmático rugoso, sob a forma de moléculas maiores, ainda inativas, os pré-pró-hormônios, que posteriormente são clivados em pró-hormônios no retículo endoplasmático. Posteriormente são transportados até o complexo de Golgi, onde são armazenados em vesículas e clivados em hormônios ativos. Ficam então aprisionados nestas vesículas até que sejam exocitados no líquido intersticial ou na corrente sanguínea, chegando até seu local de ação.
Os hormônios peptídicos são hidrossolúveis, e sua secreção se dá pela despolarização celular (aumento da concentração citosólica de cálcio) ou por estimulação endócrina da superfície celular (aumento do AMPc e ativação de proteinocinases).
Hormônios Esteroides:[]
São sintetizados a partir do colesterol ou ésteres de colesterol. Não são armazenados depois de produzidos, sendo liberados por difusão através da membrana celular devido ao fato de serem lipossolúveis. O colesterol que serve de matéria-prima para a síntese dos hormônios esteroides provém do plasma ou de depósitos celulares de ésteres de colesterol.
Hormônios aminados:[]
Derivados da tirosina, constituem dois grupos: os hormônios da tireoide e os da medula adrenal. São formados por enzimas dos compartimentos citoplasmáticos.
Os hormônios da tireoide são armazenados em folículos e, uma vez liberados na corrente sanguínea, ligam-se a proteínas plasmáticas, sendo assim gradualmente liberados para seus tecidos-alvo ao se desligarem destas.
As catecolaminas produzidas na medula adrenal são armazenadas em vesículas até que sejam secretadas para a corrente sanguínea, onde pode existir de forma livre no plasma ou conjugadas a outras substâncias.
Secreção hormonal, transporte e depuração de hormônios do sangue:[]
O início da secreção hormonal depende de um estímulo e a duração da ação de cada hormônio é variável. Alguns hormônios, como a epinefrina, tem sua liberação logo após a produção e sua ação dura de segundos a minutos; já hormônios como a tiroxina, por exemplo, podem exigir meses para que seu efeito se complete.
As concentrações necessárias dos hormônios no sangue para que estes exerçam suas funções são muito pequenas, variando de picogramas (grama x 10-12) a microgramas (grama x 10-6), já que mecanismos especializados nos tecidos-alvo permitem que diminutas quantidades de hormônio sejam suficientes para desempenhar o controle fisiológico. Desta forma, a produção e liberação diária de hormônios segue a mesma ordem de grandeza.
Controle da secreção hormonal por feedback:[]
Após a liberação de um hormônio, os produtos ou condições resultantes da ação deste hormônio irão gerar a supressão da liberação adicional do mesmo. Tal processo é chamado feedback negativo.
Surto de secreção hormonal:[]
Ocorre quando a ação biológica do hormônio atua estimulando mais secreção hormonal. Como exemplo, podemos citar o hormônio luteinizante (LH). A produção deste é estimulada pela secreção de estrogênio, porém a própria ação do LH provoca mais secreção de estrogênio, gerando então o chamado feedback positivo, que estimula mais produção e liberação hormonal. Este estímulo só é contraposto quando as concentrações de LH atingem nível adequado.
*Variações cíclicas nas concentrações hormonais sobrepõem os feedbacks negativo e positivo. Variações essas que são sazonais, influenciadas pelo ciclo circadiano, etapas do desenvolvimento do organismo e sono, geradas por alterações da atividade das vias neurais.
Transporte de hormônios no sangue: []
Os hormônios hidrossolúveis encontram-se dissolvidos no plasma, de modo que são transportados aos seus locais de ação e se difundem dos capilares para o interstício e posteriormente para suas células alvo. Já os hormônios lipossolúveis são transportados, em grande parte, ligados a proteínas plasmáticas, fato que impede sua livre difusão através dos capilares. Sendo assim, os hormônios ligados são uma forma biologicamente inativa e de reserva (tornam-se ativos após desligamento das proteínas).
Depuração de hormônios do sangue: []
Determinada pela razão entre a velocidade de desaparecimento do hormônio do plasma e a concentração do hormônio no plasma (medidas obtidas com auxilio de técnicas com uso de marcadores radioativos). Os hormônios são depurados principalmente por destruição metabólica, ligação com os tecidos, excreção na bile e excreção na urina.
*Os hormônios ligados a proteínas plasmáticas sofrem depuração do sangue com velocidade muito menor, apresentando meia-vida mais longa.
Mecanismos de ação dos hormônios:[]
Receptores hormonais: []
São encontrados nas células dos tecidos-alvo. Podem estar na membrana celular (ex. catecolaminas), no citoplasma (ex. esteroides) ou no núcleo (ex. hormônios da tireoide) e apresentam alta especificidade.
Número e sensibilidade dos receptores hormonais: []
O número de receptores é regulado de acordo com as necessidades do tecido num determinado período de tempo, que pode ser de um dia para o outro ou até minuto a minuto. Quando se necessita de uma diminuição da ação dos hormônios no tecido, os receptores podem sofrer o que se chama de down-regulation , por meio de inativação de moléculas do receptor, inativação de sinalizadores intracelulares, “sequestro” temporário do receptor, destruição dos receptores internalizados ou diminuição da produção dos receptores. Em todos estes casos, a responsividade do tecido-alvo diminui. Já em situação contrária, chamada up-regulation, aumenta o número de receptores da célula e sinalizadores intracelulares. Quando isso ocorre, aumenta a responsividade da célula a determinados hormônios.
Sinalização intracelular: []
Após a ligação hormônio-receptor, o receptor ativado irá iniciar as ações na célula por meio de modificações em sua própria estrutura ou por meio de sinalização intracelular, dependendo do tipo de receptor. Os receptores ligados a canais iônicos provocam a abertura destes canais, permitindo o influxo ou efluxo de íons na célula. Já receptores ligados a proteína G (proteína transmembrana) podem tanto gerar abertura de canais da membrana quanto uma resposta por sinalização intracelular (direta o por meio de segundo mensageiro); diferentes tipos de proteina G podem gerar sinais tanto estimulatórios quanto inibitórios.
HALL, John E.; GUYTON, Arthur C. Tratado de Fisiologia Médica. Elsevier, 12ª edição, RIO DE JANEIRO, 2011
Receptores hormonais ligados a enzimas: []
Estes receptores transmembrana de passagem única podem apresentar atividade enzimática intrínseca ou podem agir por meio de ligação estreita a enzimas intracelulares.
HALL, John E.; GUYTON, Arthur C. Tratado de Fisiologia Médica. Elsevier, 12ª edição, RIO DE JANEIRO, 2011
Receptores hormonais intracelulares e ativação de genes:[]
Os hormônios lipossolúveis, como os esteróides e os hormôniosda tireoide, atravessam a membrana celular para ligarem-se a receptores citoplasmáticos ou nucleares. Após este evento, o complexo hormônio-receptor liga-se a uma sequência específica do DNA promotor de modo a ativar ou reprimir a transcição de determinados genes, produzindo proteinas que passam a controlar funções celulares novas ou alteradas. Ainda que células diferentes possam apresentar receptores idênticos, o genes ativados não serão os mesmos, levando a produção de diferentes proteinas.
Hormônios que atuam sobre a maquinaria genética da célula:[]
Esteróides:[]
Atuam pelo mecanismo de transcrição gênica citado anteriormente. Tal fato implica em uma resposta mais demorada quando comparada àquela obtida por ligação de peptídeos e hormônios derivados de aminoácidos aos seus receptores específicos (ex. vasopressina e noreprinefrina).
Hormônios da tireoide:[]
Tiroxina e tri-iodotironina ligam-se, no núcleo, a fatores de transcrição ativados, localizados no complexo cromossômico. Essa ligação controla promotores genéticos e promove a formação de proteinas que levam ao aumento da atividade metabólica celular. Tal controle pode perdurar por dias ou até semanas.
Referências:[]
HALL, John E.; GUYTON, Arthur C. Tratado de Fisiologia Médica. Elsevier, 12ª edição, RIO DE JANEIRO, 2011
ANTUNES-RODRIGUES, J; DE CASTRO, M; ELIAS, LL; et al. Neuroendocrine Control of Body Fluid Metabolism. Physiol Rev, 2004.
XAVIER, Tiago V. Anotações da aula da Disciplina de Fisiologia. UNIVILLE. 30/07/2013.
CONSTANZO, Linda S. Fisiologia. Guanabara Koogan, 4ª edição, RIO DE JANEIRO, 2008.
Links Externos:[]
http://www.afh.bio.br/endocrino/endocrino2.asp
http://www.youtube.com/watch?v=k8bcqL-3zPg
http://www.icb.ufmg.br/biq/biq038/sinal.ppt
http://repositorio.unb.br/bitstream/10482/6508/1/Tese_doutorado_Rut_vf.pdf