Hormônios: Princípios gerais sobre a natureza e a ação dos hormônios

Apresentação em tema: "Hormônios: Princípios gerais sobre a natureza e a ação dos hormônios"— Transcrição da apresentação:

1 Hormônios: Princípios gerais sobre a natureza e a ação dos hormônios
Regulação por retro-alimentação. Biossíntese. Armazenamento. Secreção. Circulação no sangue. Degradação. Receptores e mecanismos de ação hormonal Capítulo 11 (Bioquímica de mamíferos de White e Smith) até página 318.

2 Primeiro mensageiro: moléculas sinalizadoras extracelulares
Neurotransmissores Hormônios Fatores de crescimento e mediadores locais => Comunicação entre células

3 Neurotransmissor Secretada por neurônio
Difunde a curta distância para célula-alvo Produz resposta fisiológica Altera fluxo de íons, despolarizando ou hiper- polarizando Alterar o metabolismo celular

4 Hormônio Quantidades traço
Sintetizadas por tecidos endócrinos (maioria) Transportada pelo plasma ou corrente sangüínea até células-alvo Regulação do metabolismo e efeitos fisiológicos

5 Fatores de crescimento, citocinas, interleucinas, icosanoides (mediadores locais)
De células até células-alvo próximas 2 grupos Autócrinas: libera uma molécula para agir sobre ela mesma Parócrinas: libera uma molécula para agir sobre células próximas

6 Dificuldade... Os conceitos entre neurotransmissores, hormônios, fatores de crescimento, e mediadores locais é impreciso, pois suas ações são semelhantes =>Ação de transdução de sinal. transdução de sinal: processo pelo qual um sinal extracelular altera eventos intracelulares (por curtos ou longos períodos de tempo)

7 Princípios gerais sobre a natureza e ação dos hormônios
A regulação coordenada das atividades celulares e intercelulares desempenha papel fundamental em todos os processos celulares diferenciação, desenvolvimento, manutenção e regulação do metabolismo de alimentos e de energia da célula => primeiros mensageiros Transdução de sinal: é o processo pelo qual um sinal extracelular produz sinais intracelulares que participam em respostas fisiológicas => converter um sinal em outro. Primeiros mensageiros: hidrofílicos ou lipofílicos (receptores: proteínas integrais de membrana citoplasmática e proteínas intracelulares envolvidos na transcrição gênica).

8 Hormônio  hormaeim (grego) = excitar ou colocar em movimento.
podem  ou  uma atividade celular bioquímica ou fisiológica. Liberados por tecidos específicos Classificação segundo o alcance de ação Tecidos endócrinos: endo (grego)=dentro; krinein (grego)=separar => produto secretados direta e internamente na corrente sangüínea. Exócrino produtos secretados em ductos; Hormônios: produtos de glândulas desprovidas de ductos Exceção para os hormônios regulatórios do hipotálamo, que são transportados por curta distância através do sistema porta-hipofisiário até as células secretoras da adeno-hipófise Hormônios autócrinos e parácrinos

9 Glândulas endócrinas

10 Hierarquia dos hormônios
Os principais sistemas endócrinos e seus tecidos-alvos. Os sinais originários do sistema nervoso são transmitidos através de uma série de circuitos ao tecido-alvo. Além dos sistemas mostrados, também o timo e a glândula pineal, bem como grupos de células no trato gatro intestinal, secretam hormônios. Hierarquia dos hormônios

11 Hierarquia dos hormônios
Hipotálamo: centro coordenador do sistema endócrino; recebe e integra as mensagens do sistema nervoso central Envia para a glândula hipofisária Hipófise: recebe do hipotálamo hormônios e regula a secreção específica de um hormônio da hipófise anterior e posterior Outros hormônios do hipotálamo inibem liberação hipofisária. Hipófise estimulada secreta os hormônios para a corrente sangüínea até glândulas endócrinas especifica.

12 Células do tecido alvo (receptores)
Glândula endócrina Córtex adrenal, ilhotas pancreáticas, glândulas, tireóide, gônadas Secretam hormônios específicos até receptores hormonais nas células alvo final. Células do tecido alvo (receptores) O receptor gera um sinalizador (segundo mensageiro) até um enzima ou sistema celular O receptor é ligante específico O receptor tem alta afinidade Sinalizador ou segundo mensageiro É molecular É um modulador enzimático ou fisiológico

13 Vitaminas vs. Hormônios
= ambos são grupos de substâncias heterogênio  presença na dieta = quantidades traços circulante  sintese  cofatores e coenzimas vs. Transdutores de sinais.

14 Características Químicas
Hormônios peptídicos: são proteínas ou pequenos peptídeos: Todos os hipotalâmicos, hipofisários Ilhotas pancreáticas Placentários Paratireóideanos E, do trato gastrointestinal São sintetizados como precursores pro - hormônios: armazenados sob esta forma inativa em grânulos secretores. Prontos para uma rápida conversão a forma ativa

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16 Hormônios esteróides: sintetizados a partir de colesterol
Lipossolúveis Córtex supra renal Gônadas (testículos e ovários) Andrógenos Estrógenos Corpo lúteo placenta

17 São também compostos aminados ou derivados de aminoácidos
Catecolaminas (medula supra renal e algumas células nervosas). Iodotironinas (hormônios tireoidianos) Hidrossolúveis pequenos

18 Receptores hormonais Célula Hipotética Hormônio Núcleo citoplasma
Receptores para muitos hormônios peptídicos, fatores de crescimento, e hormônios derivados de aminoácidos (epinefrina). Receptor de hormônios da tireóide Hormônio Receptor hormonal específico para esteróides (glicocorticóides) Outros hormônios esteróides e seus receptores relacionados Núcleo Membrana celular citoplasma Célula Hipotética

19 O receptor O receptor gera um sinalizador (segundo mensageiro) até um enzima ou sistema celular O receptor é ligante específico O receptor tem alta afinidade

20 Sinalizador ou segundo mensageiro
É molecular É um modulador enzimático ou fisiológico

21 Características gerais
10-6 a (molar) => traço: 10-11 a hormônios peptídicos; a catecolaminas Glicose 4 mM (comparar) Difícil de estudar No estímulo [ ] aumenta de 10 a 100 x Inativação enzimática Resposta ao estímulo Rápida: segundos (adrenalina no fígado para liberação de glicose) Curta: horas (horm. Tireoidiano ou esteroidiano)

22 Circulação no sangue Catecolaminas e peptídicos na forma livre
Esteróides e tireoidianos circulam ligados a proteínas específicas: ptnas de ligação, transportadoras . Ex. Globulina de fixação da tiroxina (TBG) Equilíbrio existe entre o hormônio livre e fração de hormônio ligada à estes proteínas. Quantidade de hormônio livre regula seus mecanismos de retro-alimentação

23 Regulação por retro-alimentação
Ajuste apropriado a cada sistema: equilíbrio homeostático Complexo Retroalimentação: secreção ou ação de um hormônio influenciada ou regulada por outro hormônio ou estímulo. Ex.1: [Ca2+] => paratireóide libera hormônio => tecido ósseo liberar Ca => [Ca2+]  e => paratireóide não libera mais o hormônio. Ex2.: [glicose] => células β-ilhotas pancreáticas liberam insulina .... => [glicose] e => células β- ilhotas pancreáticas não liberam mais insulina.

24 Armazenamento Peptídicos: síntese no R.E.R., reunidos em vesículas membranosas (grânulos no golgi). Pro-hormônios Proteína precursora de tireoglobulina Catecolaminas : glândulas suprarenais e terminações nervosas: grânulos: contêm proteínas hidrossolúveis: cromograninas e com ATP.

25 Secreção Secreção: diversas Peptídicos e catecolaminas: grânulos.
Migram até as membranas e são exocitados Normalmente envolve Ca2+. Esteróides: difusão passiva na corrente sangüínea

26 Degradação ‘Turn over’: Para o sinal responder ao estimulo rapidamente, então o hormônio, após a sua liberação é degradado (ou excretado) na mesma velocidade em que é liberado. Proteólise no tecido alvo, fígado ou rim. Inativação por modificações enzimáticas (catecolaminas, esteróides, tireóide). Outros são transformados na célula alvo em hormônio (mais ativo) e depois alterado em um composto inerte (alguns esteróides e da tireóide): excretado ou transformado para ser excretado no fígado.

27 Insulina Insulina, outros hormônios e fatores de crescimento operam através de transdução de sinais por proteína- tirosina cinase . A insulina promove a fosforilação de proteínas que regulam o metabolismo intermediário, o transporte de metabólitos e a transcrição de muitos genes (>60) Ciclo Ras: Ras= família de 3 proteínas: H, K, N Ras = cadeia polipept. única de 21kda: é uma ptn G (possui atividade GTPasica) GTP ligado=> ativo; GDP ligado=> inativo

28 GEF = fator trocador de nucleotídeo de guanina
Necessário para fazer a conversão de Ras inativo para ativo (guanine nucleotide exchange factor). GAP = ptn que ativa a GTPase (GTPase activating protein) Converte Ras de um estado para o outros ao acelerar a a hidrólise de GTP. As proteínas-tirosina cinases são autofosforilaveis em seus domínios citoplasmáticos.

29 A ação do receptor de insulina ao nível da insulin receptor substrate-1 (IRS1) e a ativação da cascata de cinases levando a um nível alterado de glicogênio fosforilase e sintase. MAPKK = MAP kinase kinase; MAK = MAP kinase (MAP = microtubule-associated protein kinase , também chamada de proteína cinase mitogenica . S6K = p70S6 cinase. O ativador mediado por insulina p70S6K também leva a mudanças em na síntese de proteínas also leads to changes in protein synthesis (abaixo)

30 Insulin-insulin receptor actions on glycogen homeostasis showing the role of protein targeting glycogen (PTG) in complexing many of the enzymes and substrates together. PTG is a subunit of PP1. Also diagrammed is the response to insulin at the level of glucose transport into cells via GLUT4 translocation to the plasma membrane. GS/GP kinase = glycogen synthase: gycogen phosphorylase kinase. PP1 = protein phosphatase-1. Arrows denote either direction of flow or positive effects, T lines represent inhibitory effects.

31 The process by which insulin is released from beta cells, in response to changes in blood glucose concentration, is a complex and interesting mechanism that illustrates the intricate nature of insulin regulation. Type 2 glucose transporters (GLUT2) mediate the entry of glucose into beta cells (see panel 2). As the raw fuel for glycolysis, the universal energy-producing pathway, glucose is phosphorylated by the rate-limiting enzyme glucokinase. This modified glucose becomes effectively trapped within the beta cells and is further metabolized to create ATP, the central energy molecule. The increased ATP:ADP ratio causes the ATP-gated potassium channels in the cellular membrane to close up, preventing potassium ions from being shunted across the cell membrane. The ensuing rise in positive charge inside the cell, due to the increased concentration of potassium ions, leads to depolarization of the cell. The net effect is the activation of voltage-gated calcium channels, which transport calcium ions into the cell. The brisk increase in intracellular calcium concentrations triggers export of the insulin-storing granules by a process known as exocytosis. The ultimate result is the export of insulin from beta cells and its diffusion into nearby blood vessels. Extensive vascular capacity of surrounding pancreatic islets ensures the prompt diffusion of insulin (and glucose) between beta cells and blood vessels. Insulin release is a biphasic process. The initial amount of insulin released upon glucose absorption is dependent on the amounts available in storage. Once depleted, a second phase of insulin release is initiated. This latter release is prolonged since insulin has to be synthesized, processed, and secreted for the duration of the increase of blood glucose. Furthermore, beta cells also have to regenerate the stores of insulin initially depleted in the fast response phase.