Fisiologia Animal: Sistema Endócrino

Oi biologuínhos, tudo certo? No post de hoje voltamos com mais um assunto de Fisiologia Animal, sendo que dessa vez falaremos sobre o sistema endócrino: um dos meus assuntos favoritos desde que estudo bioquímica!

Antes de começarmos de fato a entender o sistema endócrino, precisamos compreender o que são hormônios e como os mesmos são divididos. Hormônios são mensageiros químicos sintetizado por glândulas ou células especializadas, secretadas diretamente na corrente sanguínea em resposta a um estímulo específico. A quantidade de hormônio secretada varia conforme a intensidade do estímulo, atuando em células-alvo específicas distantes ou não do seu local de produção, gerando efeitos específicos.

Nossos hormônios podem atuar de 5 formas diferentes, sendo elas:

Atuação endócrina: ação clássica, hormônio é sintetizado por uma glândula, secretado na corrente sanguínea e age em uma célula alvo distante do local de produção;

Atuação parácrina: hormônio com ação em células vizinhas (tipo funcional distinto);

Atuação neurócrina: hormônio é uma neurossecreção (sintetizado e secretado por um neurônio) e, através da corrente sanguínea, atinge a célula alvo que geralmente é distante do local de produção.

Ação neurotransmissora: quando o hormônio é uma neurossecreção que promove comunicação entre dois neurônios, promovendo uma sinapse química

Atuação autócrina: a mesma célula glandular que produz, responde ao hormônio, aumentando ainda mais a sua atividade secretora (estrógeno)

Essas moléculas são divididas em algumas famílias: proteícos, esteroides e aminados.

Os proteícos (+100 aminoácidos)/polipeptídicos (3 a 99 aminoácidos) apresentam em sua estrutura química aminoácidos, podendo apresentar resíduos de carboidratos (glicoproteínas), podem ser armazenados na sua forma ativa em quantidades suficientes para meses de atuação no corpo e são hidrofílicos (transportados com facilidade na corrente sanguínea)/lipofóbico, necessitando de proteínas/receptores de membrana. A síntese dos mesmos ocorre a partir de transcrição genética, em que no citoplasma o RNA mensageiro se liga aos ribossomos do retículo endoplasmático rugoso e são traduzidos em uma molécula proteica grande denominada pré-pró-hormônio (hormônio inativo), ficando armazenado no retículo endoplasmático. Ocorrem uma clivagem (hidrólise) que transforma a molécula em pró-hormônio que segue para o complexo de Golgi que, após ser concentrado, será empacotado em vesículas secretoras. Ocorre uma segunda clivagem do pró-hormõnio que, dessa vez, se torna hormônio (ativo). Quando a célula glândular recebe um estímulo, há uma alteração de cálcio ou de ampcíclico dentro da célula, promovendo o transporte das vesículas secretoras para a membrana plasmática, causando a exocitose. A maioria dos nossos hormônios são proteícos.

Os hormônios esteróides são derivados da molécula de colesterol e, por esse motivo, não conseguem ser armazenados (apenas ésteres de colesterol são armazenados, logo toda vez que necessário, o hormônio é produzido). Por serem hidrofóbicos, somente são transportados ligados à proteínas (albumina e globulina), mas como são lipossolúveis conseguem ser secretados por difusão através da membrana plasmática e conseguem atuar no interior da célula. Alguns exemplos bem conhecidos são cortisol, progesterona e testosterona.

Por fim, os hormônios aminados são os derivados da tirosina (aminoácido essencial- adquirimos na alimentação) e podem ser armazenados na sua forma inativa no interior da célula. Os mais conhecidos são os hormônios tireoideanos (T3 e T4) que são hidrofóbicos (transportados pela globulina) e atuam intracelularmente. Além disso, temos a adrenalina (epinefrina) e norepinefrina (noradrenalina), dopamina e melatonina, são hormônios hidrofílicos que somente atuam em receptores de membrana, armazenados e secretados em vesículas mediante estímulo e, por fim, são transportados livres no plasma.

A regulação da secreção dos hormônios pode ocorrer via feedback positivo ou negativo. No caso do feedback negativo, não ocorre a hipersecreção ou hiperatividade hormonal (mudanças bruscas), podendo ser de forma direta/simples (aumento da glicemia, pâncreas detecta e secreta a insulina, promovendo a captação da glicose, gerando uma alteração metabólica (diminuindo a glicemia) e ocorre o feedback negativo em que o pâncreas para de secretar insulina) ou indireta (via mecanismo de controle hierárquico, quando o indivíduo está em situação estressante, comandos do córtex cerebral em direção ao hipotálamo podem promover a liberação de CRH, que agirá sob a hipófise anterior que secretará o ACTH que, pela corrente sanguínea, atinge a glândula supra-renal e promovendo a secreção de cortisol que, finalmente, atua como feedback negativo para o hipotálamo, hipófise anterior e córtex adrenal.

Já no caso do feedback positivo, temos uma minoria em nosso corpo, em que existem surtos de secreção e uma autorregulação. Por exemplo, o hormônio luteinizante (LH) é secretado pela adenohipófise, agindo no ovário e promovendo a secreção de estrógeno que, por consequência aumenta a secreção de LH e entrando em um ciclo em que um aumenta o outro. O ciclo é interrompido quando não ocorre a fecundação, acontecendo a regressão de corpo lúteo, fazendo com que taxas de estrógeno e LH caiam drasticamente e a mulher menstrue. Os hormônios autócrinos agem por feedback positivo.

Além disso, o ritmo circadiano (24h), infradiano (>24h) ou ultradiano (<24h) também atuam na regulação da secreção dos hormônios, tendo como exemplos o cortisol e a melatonina que ocorrem em função do ritmo circadiano.

Os hormônios nunca podem se acumular na corrente sanguínea, precisam ser metabolizados (inativados) e excretados. A depuração (neutralização) metabólica de um hormônio é a sua velocidade de desaparecimento divida pela concentração da substância, podendo ocorrer de algumas formas: se ligando em seu receptor, metabolização tecidual (após a ligação ao receptor, ocorre a fagocitose e a destruição via enzimas lisossômicas das próprias células), capturado e destruído pelas enzimas hepáticas, sendo excretado por meio da bile/fezes, ou, por fim, ser excretado por meio da urina por ação renal.

A depuração de hormônios hidrossolúveis são mais rápidas do que para aqueles que são lipossolúveis pois a ação/atividade dos hidrossolúveis é muito mais rápida (dura de segundos a, no máximo, minutos), quando comparado àqueles que estão ligados à proteínas plasmáticas, que é mais lenta por depender das enzimas lisossômicas intracelulares (podendo levar horas a dias) para depois ser secretado por via renal ou hepática.

Os receptores dos hormônios podem estar na membrana plasmática, no citoplasma e no núcleo celular. O número e sensibilidade dos receptores pode ser alterado para baixo (down-regulation) por inativação do mesmo, inativação do segundo mensageiro (proteína G), endocitose do receptor seguida da destruição lisossomal ou, até mesmo a síntese reduzida do mesmo. Já, a estimulação (up-regulation) ocorre de forma que, quanto mais hormônio, maior a síntese de receptores ou de moléculas de sinalização intracelular.

O mecanismo de ação dos hormônios proteícos ocorre na face externa da membrana plasmática, precisando de um receptor de membrana que, apresenta um sítio de ligação para o meio extracelular e uma porção inativa intracelular, e assim que ocorre a ligação entre hormônio e receptor, o GDP (proteína G inativa) é ativada (acoplada a porção interna do receptor) e, assim, ocorre a saída da subunidade alfa da proteína que pode se ligar a um canal iônico ou ativar enzima intracelular. Enquanto o hormônio permanecer ligado ao receptor, a proteína G continuará ativa e, assim que o hormônio deixar de se ligar ao receptor, a célula deixa de trabalhar.

Os hormônios podem ativar dois sistemas: fosfolipase-C ou Adenil-ciclase: ambos são enzimas intracelulares. No caso da adenilil ciclase, é ativada via proteína G, converte AMPcíclico em ATP promovendo muitas alterações bioquímicas e, por fim, a resposta celular. Caso haja a ativação da fosfolipase C que leva a outras respostas celulares no tecido alvo. Além desses, existe o caso da leptina, que é um hormônio proteíco produzido pelo tecido adiposo e que é independente do segundo mensageiro, em que o receptor está diretamente ligado com a enzima e já leva a respostas celulares.

Quanto aos receptores intracelulares, temos que eles geralmente estão no citoplasma ou, em alguns casos, dentro do núcleo celular junto com o material genético.

Enquanto a hipófise representa sistema endócrino, o hipotálamo representa o sistema nervoso.

A hipófise é dividia em duas áreas: neurohipófise ou hipófise posterior (continuação do tecido nervoso, formada por neurônios, no desenvolvimento embrionário, deriva do crescimento de tecido neural hipotalâmico) e adenohipófise ou hipófise anterior (formada por tecido glandular, durante o desenvolvimento embrionário se desenvolve da bolsa de Rathke, uma invaginação do epitélio faríngeo), produz maior parte dos hormônios que coordenam outras funções do nosso corpo e está alojada no osso esfenoide.

Neurônios magnocelulares produzem dois hormônios no corpo celular (hipotálamo) e transportam até a neurohipófise e vai para a corrente sanguínea via veia hipofisária. Neurônios parvicelulares (menores) apresentam seu corpo celular no hipotálamo e os axônios na eminência mediana e os hormônios são transportados até a eminencia, secretado nos capilares sanguíneos locais e transportados até a adenohipófise. Após isso, ocorre a estimulação da adenohipófise para que outros hormônios sejam produzidos e liberados na corrente sanguínea via veia hipofisária.

A neurohipófise apresenta células chamadas de pituícitos que são semelhantes às células gliais e que não secretam hormônios, apenas ajudam na sustentação das terminações nervosas de neurônios. Apenas dois hormônios são secretados pela adenohipófise: ADH (por neurônios do núcleo supra-ópticos) e ocitocina (por neurônios do núcleo paraventricular). Eles são transportados até a neurohipófise por meio de neurofisinas, e serão secretados pela neuro-hipófise pela veia hipofisária.

O hormônio antidiurético ou vasopressina (ADH) é secretado sob estímulo de alterações da nossa osmolaridade, quando a concentração de íons da corrente sanguínea é elevada ou quando temos alterações da pressão arterial. Mas, situações de estresse como dor, medo, ausência de oxigênio, calor, insuficiência cardíaca ou suprarrenal e ativação do Sistema Nervoso Autônomo Simpático também podem atuar estimulando. Como inibidores, temos o frio e o álcool, que param a síntese e transporte de ADH. Como a função do hormônio, temos a anti-diurese que reduz o volume urinário e aumenta a reabsorção de água (urina mais concentrada)- logo quando bebemos será formada mais urina (fazendo com que urinemos mais frequentemente). Além disso, quando a pressão arterial cai, o ADH promove vaconstrição das arteríolas, fazendo com que nossa pressão aumente novamente.

Quando aumenta a osmolaridade, a secreção de ADH pode ser até 20x maior que o normal: os osmoceptores do hipotálamo detectam a alteração da osmolaridade, sintetizam e transportam ADH para a neurohipófise que, será secretado, e atuará nos rins aumentando a reabsorção de água e promovendo a eliminação de uma urina mais concentrada. Como há o aumento de água na corrente sanguínea, ocorre um feedback negativo que faz com que o ADH pare de ser liberado pois a osmolaridade começa a reduzir. Ao chegar nos rins, o ADH se liga ao receptor V2 que ativa a proteína G, ativa Adenilado Ciclase (AC), ativa AMPCíclico e desloca aquaporinas para a superfície celular, favorecendo o transporte e a reabsorção de água. Já quando há a queda da pressão arterial (hiperosmolaridade, diminuição do enchimento cardíaco), observamos um aumento em até 50x da secreção de ADH, em que o mesmo promove a contração dos vasos sanguíneos, aumentando a pressão arterial (e, nesse caso, o receptor do ADH é o V1).

A ocitocina tem como estímulo para liberação a excitação de origem sexual, tal como compressão, sucção mamilar, distensão do colo uterino no parto e ato sexual, estimulação peniana durante o ato sexual, e a liberação de ocitocina aumenta de acordo com o aumento do prazer. Estímulos inibitórios que agem sob a ocitocina são a dor, estresse, ansiedade, entre outros. Como é um hormônio que promove contração muscular de órgãos que pertencem ao sistema reprodutor, em baixas dosagens, promove contrações rítmicas (menstruação) e em altas promove contrações tetânicas (parto e pós-parto). Além disso, pode atuar no músculo liso ao redor das glândulas mamárias para a ejeção do leite durante a amamentação, durante a excitação sexual feminina promove o orgasmo, enquanto que na masculina aumenta a sensibilidade peniana, estimula ereções repetitivas, entre outros pontos.

A adenohipófise é formada por células somatotropicas, corticotropicas, tireotropos, gonadotropos e lactropos. Os hormônios sintetizados e secretados pela adenohipófise são proteícos, sendo o primeiro deles a prolactina (PRL) que é secretada a partir do estímulo do hipotálamo que secreta em direção a adenohipófise a PRF (fator liberador de prolactina) que age na adenohipófise. Esse hormônio promove a diferenciação do tecido mamário durando o desenvolvimento/puberdade (principalmente das meninas) e gravidez, durante a amamentação os níveis do hormônio continua aumentado, auxilia na regulação do ciclo reprodutivo feminino, em que o excesso do mesmo pode bloquear a síntese e liberação das gonadotropinas, interrompendo o ciclo menstrual e causando infertilidade. Ainda no hipotálamo, existe a secreção do hormônio inibidor de prolactina ou dopamina.

Outro hormônio, é o TSH: no hipotálamo é liberado o TRH que promove a liberação de TSH pela adenohipófise que, ao chegar na tireoide, libera T3 e T4, causando a aceleração do metabolismo, e a calcitonina que tem função na formação óssea (hipocalcemiante: cálcio do sangue para os ossos). Dentre os fatores que alteram a liberação de TRH temos a variação de temperatura e fatores emocionais.

O hormônio adrenocorticotrófico (ACTH): no hipotalamo é liberado o CRH (hormônio liberador de corticotrofina) que promove a liberação de ACTH pela adenohipófise que atua nas glândulas adrenais que são divididas em 3 camadas celulares: mineralocorticoides, glicocorticoides e gonadocorticoides, sendo as duas últimas as mais influenciadas pelo hormônio. O estresse leva a um aumento da liberação de ACTH. Na camada glicocorticoide, o ACTH faz com que as células liberem cortisol que atua inibindo a resposta inflamatória e imunológica e, em excesso, é conhecido como o hormônio do estresse, podendo levar o individuo a perder massa magra. Além disso, o cortisol promove a diminuição da formação óssea, altera atividade cardiovascular, modula tônus emocional e vigília. Já nas células da camada gonadocorticoides, o ACTH estimula a liberação de andrógenos e estrógenos adrenais que auxiliam no crescimento pré-puberal, mantém níveis de estrógeno pós-menopausa e produz DHEA nos homens após a andropausa. Já na camada mineralcorticoides, pode ocorrer um aumento da aldosterona que age no túbulo renal, aumentando a reabsorção de sódio, cloreto e bicarbonato, reduz a formação da urina e aumenta o volume de sangue, controlando a pressão arterial. A glândula adrenal possui sua área medular que produz epinefrina e norepinefrina que são ligados ao sistema nervoso autônomo simpático, aumentando a pressão sanguínea, dilata vasos sanguíneos viscerais, aumenta eficiência muscular, entre outros efeitos.

Outro homônio que ocorre na adenohipófise é o GHRH, produzido para o crescimento do indivíduo. O hormônio é controlado pela somatostatina (SS) ou GHRIH. O GH age em todos os tecidos de nosso corpo, promovendo aumento de síntese proteína, de DNA, RNA, tamanho e número de células, diminui a absorção de glicose, aumenta absorção de aminoácidos, entre outras funções.

Já as gonadotrofinas agem após a adenohipófise receber o GnRH do hipotálamo, promovendo a produção de FSH (crescimento e desenvolvimento do foliculo ovariano/espermatogenese) e LH (corpo luteo/ age nas células de Leydig).

As glândulas paratireoides secretam o hormônio paratireoidiano (PTH) que age regulando a concentração de cálcio, magnésio e fosfato na corrente sanguínea, é hipercalcemiante (promove diminuição da massa óssea, aumenta número e atividade dos osteoclastos, estimula a formação do hormônio calcitriol- forma ativa da vitamina D, que age no nosso trato gastrointestinal, aumentando a velocidade de absorção de cálcio, magnésio e fósforo dos alimentos para o sangue.

O pâncreas produz glucagon (hiperglicemiante), insulina (hipoglicemiante), polipeptídeo pancreático e a somatostatina pancreática. A glândula pineal produz um único tipo de hormônio chamado melatonina que é secretado na ausência de luz (antagônica a presença de luz) e tem como principal função o relaxamento/controle do relógio biológico (ciclo circadiano).

Referência:

• Aula da professora Marília Hidalgo na disciplina de Fisiologia Animal - Universidade de Taubaté