fisiologia do sistema endócrino primeira parte: diferenciação sexual e puberdade humanas profa....

Fisiologia do Sistema Endócrino

Primeira parte:

Diferenciação Sexual e puberdade humanas

Profa. Dra. Cristina Maria Henrique Pinto

Profa. Adjunto do Depto. Ciências Fisiológicas-CCB-UFSCComo citar este documento:

PINTO, Cristina Maria Henrique. Fisiologia Humana: Endocrinofisiologia. Disponível em: <http://www.cristina.prof.ufsc.br>. Acesso em: coloque a

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ESQUEMAS PARA FACILITAR O ESTUDO E O ACOMPANHAMENTO DE MINHAS AULAS

Bibliografia recomendada

Livros-textos:“Fisiologia” Costanzo, 2007, 3ª Ed. (Ed. Elsevier)

“Fundamentos de Fisiologia”, Berne et al, 2006, 4ª Ed.(Ed. Elsevier)

“Berne & Levy: Fisiologia” Koeppen & Stanton, 2009, 6ª Ed. (Ed. Elsevier)

“Fisiologia” Berne et al., 2004, 5ª Ed. (Ed. Elsevier)“Tratado de Fisiologia Médica” Guyton & Hall, 2006, 11ª Ed.

(Ed. Elsevier)“Fisiologia” Aires, M. M., 2008, 3ª Ed. (Ed. Guanabara Koogan)“Fisiologia: texto e atlas” Despopoulos e Silbernagl, 2003 (Ed.

Artmed)

AS FIGURAS AQUI UTILIZADAS FORAM RETIRADAS DE WEBSITES E, QUANDO POSSÍVEL, SÃO SEGUIDAS PELO

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Diferenciação sexualAté 7ª-8ª semanas de vida:

Sexo gonádico indiferenciado

sexo gonádico

sexo fenotípico

sexo cromossômico

XY XX

8ª semana

Gene SRY/TDF

Diferenciação das gônadas no macho

Griffin & Ojeda, 2000

SRY: região determinante do sexo no cromossomo YTDF: fator determinante testicular

A complex series of steps must occur in gonadal differentiation.

A number of genes are critical to appropriate male genital development. SRY (sex determining region of the Y

chromosome), a gene on the short arm of the Y chromosome, is a testis determining factor. The SOX9 gene

is also important in male sexual differentiation. DAX1, an orphan member of a nuclear hormone

receptor family located on the X chromosome, interacts with

steroidogenic factor 1 (SF-1). Other genes involved in male gonadal differentiation include the tumor-

suppressor gene WT1 (Wilms' tumor 1), and the Müllerian inhibiting substance gene (MIS) and its

receptor, MIS-R.

http://www.carolguze.com/text/442-6-sexual_differentiation.shtml

A diferenciação sexual é determinada geneticamente

XY

http://www.carolguze.com/text/442-6-sexual_differentiation.shtml

http://www.mhhe.com/socscience/sex/common/ibank/set-3.htm

Genes ligados à diferenciação sexual

XX

XY

http://www.mhhe.com/socscience/sex/common/ibank/set-3.htm

A diferenciação sexual é determinada geneticamenteHipótese sobre os genes reguladores

Willians, 2003, pg. 864

XX

XY

http://anatomy.iupui.edu/courses/histo_D502/D502f04/lecture.f04/Malef04/MaleRepro.f03.html

SRY: região determinante do sexo no cromossomo YTDF: fator determinante testicular

determinação do sexo gonádico

sexo genotípico

XY


Involução do Ducto de Müller

Cél. de Leydig fetais

Testosterona

Virilização dacrista urogenital

e da genitália externa

Evoluçãodo Ducto de Wolff:

orgãos sexuais internos

DHT

túb. seminíferos

Cél. de Sertoli fetais

8ª 9ªsem.

XY

Diferenciação das gônadasdo macho = testículos

AMH(Hormônio Anti-Mülleriano)

Gene SRY/TDF

sexo fenotípico

XY

Normal sexual differentiation. A. Internal urogenital tract. B. External genitalia.Source: Harrison's Principles of Internal Medicine - 14th Edition

http://www.gfmer.ch/Books/Reproductive_health/Human_sexual_differentiation.html

sexo fenotípico

sexo gonádico

sexo genotípicoXY



sexo gonádico

sexo genotípico

XY

sexo fenotípico


Fig. 5 texto: http://www.gfmer.ch/Books/Reproductive_health/Human_sexual_differentiation.html

sexo fenotípico

sexo gonádico

sexo genotípicoXY


An XY individual with androgen insensitivity syndrome

http://www.dls.ym.edu.tw/lesson3/sex.htm

Newborn genetic male (46XY) with complete androgen insensitivity syndrome

and female external genitaliaThe gonads are bilateral intra-abdominal testes. The vagina is a short, blind-ending pouch, and the cervix, uterus, and fallopian

tubes are absent due to testicular production of müllerian inhibitory substance.

Nature Clinical Practice Urology (2004) 1, 38-43Current views on evaluation, management, and gender

assignment of the intersex infantCaleb P Nelson* and John P Gearhart

http://www.nature.com/ncpuro/journal/v1/n1/full/ncpuro0028.html

http://www.medhelp.org/www/ais/21_OVERVIEW.HTM#What

Ausência da testosterona, de seus receptores ou mutações no AR (parcial ou total)

The clinical findings that permit a presumptive diagnosis of AIS include the following: absence of extragenital abnormalities, two nondysplastic testes, absent or rudimentary müllerian structures

(i.e., no fallopian tubes, uterus, or cervix) and the presence of a short vagina, undermasculinization of the external genitalia at birth and impaired spermatogenesis and/or

somatic virilization at puberty (...) Veja mais em: http://www.geneclinics.org/profiles/androgen/details.html

http://www.dls.ym.edu.tw/lesson3/sex.htm

http://www.nature.com/ncpuro/journal/v1/n1/full/ncpuro0028.html

http://www.medhelp.org/www/ais/21_OVERVIEW.HTM#What

http://www.geneclinics.org/profiles/androgen/details.html

Involução do Ducto de Müller

Cél. de Leydig fetais

Testosterona

Cél. de Sertoli fetais

8ª 9ªsem.

XY Diferenciação das gônadas

do macho = testículos

Gene SRY

TDF

XX Gônadas permanecem

indiferenciadas

11ª-12ª semanas:ausência de fatores genéticos

masculinizantes (SRY) e presença de DAX1

- Diferenciação em ovários- Evolução do Ducto de Müller (involui Wolff)

-Desenvolvimento das genitálias internas e

externasEvolução

do Ducto de Wolff:orgãos sexuais

internos

Virilização dacrista urogenital

e da genitália externa

DHT

AMH(Hormônio Anti-Mülleriano)

A diferenciação sexual é determinada geneticamenteHipótese sobre os genes reguladores

Willians, 2003, pg. 864

XX

XY


sexo fenotípico

sexo gonádico

sexo genotípico

XX



sexo fenotípico

sexo gonádico

sexo genotípicoXX

sexo genotípicoXY


Normal sexual differentiation. A. Internal urogenital tract. B. External genitalia.Source: Harrison's Principles of Internal Medicine - 14th Edition

sexo fenotípico

sexo fenotípico

sexo gonádico

sexo genotípico

sexo gonádico

sexo genotípicoXX XY



Müller duct differentiation

Sobre diferenciação psicossexual : SALMON Study and learning materials on-line

http://www.flyfishingdevon.co.uk/salmon/year1/psy128psychosexual_differentiation/sexdiff.htm

http://www.flyfishingdevon.co.uk/salmon/year1/psy128psychosexual_differentiation/sexdiff.htm

Fig. 46-6 Pattern of gonadotropin secretion throughout life. Note transient peaks during gestation and early infancy and low levels thereafter in childhood. Women subsequently develop monthly cyclic bursts, with luteinizing hormone (LH) exceeding follicle-stimulating hormone (FSH); men do not. Both genders show increased gonadotropin production after age 50 years, with FSH exceeding LH.

Aumento transitório da secreção de gonadotrofinas (LH

e FSH), refletindo a secreção de GnRH/LHRH durante a

gestação e alguns meses após o parto.

Maturação do feedback inibitório dos esteróides

gonadais

Ontogeny of the LHRH-pituitary-gonadal system before birth until after the onset of puberty in female rhesus monkeys (top) and in female humans (bottom). Days and months are used as the scale for the gestational period and after birth in monkeys, respectively, whereas weeks and years are used as the scale in humans. The age of events indicated in this figure is approximate. Terasawa e Fernandes, 2001

year

Maturação do feedback inibitório dos esteróides gonadais (gestação) e diminuição dos esteróides placentários após o parto.

Perfil de secreção de GnRH durante a gestação e após o parto


Durante a infância:

baixa secreção de GnRH, LH e FSH

Fig. 46-7 LH secretion in childhood, puberty, and adult life. During puberty, the pattern of LH secretion becomes much more pulsatile. In addition, a nocturnal peak in LH is greatly amplified in early and middle puberty. This peak disappears when puberty is completed. Males and females both show these changes. As seen in the inset, nocturnal peaking is demonstrable even in childhood when a very sensitive LH assay is used.


padrão de secreção de LH em 24 hs em indivíduo pre-púbere

Fig. 46-7 (...) LH nocturnal peaking is demonstrable even in childhood when a very sensitive LH assay is used.


padrão de secreção de LH durante o sono em indivíduo pre-púbere


Puberdade:

aumento da secreção de GnRH

e, consequentemente

de LH e FSH

Fig. 46-7 LH secretion in childhood, puberty. During puberty, the pattern of LH secretion becomes much more pulsatile. In addition, a nocturnal peak in LH is greatly amplified in early and middle puberty. This peak disappears when puberty is completed. Males and females both show these changes. een in the inset, nocturnal peaking is demonstrable even in childhood when a very sensitive LH assay is used.

Início da puberdade: a secreção de LH muda de padrão.começa a ocorrer um aumento dos pulsos de secreção de LH

durante o sono


Padrões de secreções de LH/FSH na vida adulta

fértil

Vida adulta: desaparecimento dos picos noturnos de LH durante o sono

Fig. 46-7 LH secretion in childhood, puberty, and adult life. During puberty, the pattern of LH secretion becomes much more pulsatile. In addition, a nocturnal peak in LH is greatly amplified in early and middle puberty. This peak disappears when puberty is completed. Males and females both show these changes. As seen in the inset, nocturnal peaking is demonstrable even in childhood when a very sensitive LH assay is used.

http://www.nature.com/neuro/journal/v7/n10/full/nn1326.html The neural basis of puberty and adolescence Cheryl L Sisk & Douglas L Foster, Nature Neuroscience 7, 1040 - 1047 (2004) 27 September 2004

3-Os neurônios secretores de GnRH que

projetam-se na EM secretam GnRH que

estimula a secreção das gonadotrofinas (LH e FSH) e dos hormônios gonadais

1- Na instalação da puberdade, mecanismos neurais independentes de

esteróides gonadais e, mais tarde, o feedback dos esteróides gonadais, desinibem

e estimulam os neurônios secretores de GnRH

2-Na puberdade aumenta a atividade

dos nn. secretores de GnRH e secreções

episódicas de gonadotrofinas

aumentam com o tempo à medida que ocorre a maturação dos sinais

integradores que passam a sofrer influências de

sinais internos e externos.

http://www.nature.com/neuro/journal/v7/n10/full/nn1326.html

http://www.nature.com/neuro/journal/v7/n10/full/nn1326.html The neural basis of puberty and adolescence Cheryl L Sisk & Douglas L Foster, Nature Neuroscience 7, 1040 - 1047 (2004) 27 September 2004

4-Os esteróides sexuais promovem as características sexuais secundárias nos tecidos periféricos, regulam a secreção de GnRH por feedback e agem no SNC facilitando os comportamentos sexuais e sociais.

2-Na puberdade aumenta a atividade dos nn. secretores de GnRH e secreções episódicas de gonadotrofinas aumentam com o tempo à medida que ocorre a maturação dos sinais integradores que passam a sofrer influências de sinais internos e externos.3-Os neurônios

secretores de GnRH que projetam-se na EM secretam GnRH que estimula a secreção das gonadotrofinas (LH e FSH) e dos hormônios gonadais

1- Na instalação da puberdade, mecanismos neurais independentes de esteróides gonadais e, mais tarde, o feedback dos esteróides gonadais, desinibem e estimulam os neurônios secretores de GnRH

http://www.nature.com/neuro/journal/v7/n10/full/nn1326.html

Neuroendocrinologia da Reprodução

INFÂNCIA

Neuroendocrinologia da Reprodução

PUBERDADE

INFÂNCIA

S.N.C.HIPOTÁLAMO

Adenohipófise

Final da infância:Surgimento de picos noturnos de secreção de LH

(Hormônio Luteinizante) pela adenohipófise

GnRH: hormônio liberador de gonadotrofinas, LHRH;Gonadotrofinas: LH (hormônio luteinizante) e FSH (hormônio folículo-estimulante)

S.N.C.HIPOTÁLAMO

AdenohipófiseFSH e

LHLH e FSH

GnRH

GnRH

GnRH: hormônio liberador de gonadotrofinas, LHRH;

Gonadotrofinas: LH (hormônio luteinizante) e FSH (hormônio folículo-estimulante)

Final da infância: surgimento de picos noturnos de LH

FSH e LH

LH e FSH

GnRH

GnRH

PUBERDADETestículos Ovários

S.N.C.HIPOTÁLAMO

Adenohipófise



Final da infância: surgimento de picos noturnos de LH



Primeira manifestação da PUBERDADE: amplificação dos picos

diurnos de LH

A secreção de LH (e GnRH) é independente da presença das gônadas

http://www.primates.com/welcome.htm

LH FSH

GnRH

Primeira manifestação da PUBERDADE: amplificação dos picos

diurnos de LHAtivação da secreção de GnRH hipotalâmico por perda da restrição inibitória da circuitaria do SNC

sobre a atividade dos neurônios GnRHérgicos

LH LH

FSH e

e FSH


S.N.C.HIPOTÁLAMO

Adenohipófise

GnRH

GnRH



PUBERDADE: secreção de LH e de FSH

http://www.gfmer.ch/Medical_education_En/PGC_RH_2004/Pdf/Puberty.pdf


Influências inibitórias Influências inibitórias

Influências excitatórias

nn. GnRH

Influências excitatórias

Instalação da

puberdade

(Conn e Freeman, 2000)

Infância

nn. GnRH

Fig. 46-8 Development of pubertal gonadotropin secretion. In childhood a dominant negative tone is exerted on GnRH neurons by GABA (γ-aminobutyric acid) neurons, supplemented by negative input from NPY (neuropeptide Y) neurons. During puberty, GABA tone diminishes permitting a dominant positive tone from glutamate neurons. A decrease in nocturnal melatonin and a decrease in NPY tone wrought by an increase in leptin also help relieve the prepubertal suppression of GnRH. Negative input by endorphins and negative feedback by T (testosterone) and E2 (estradiol) are barely present before puberty but are greatly augmented by puberty. Berne et al, 2004

Fig. 46-8 Development of pubertal gonadotropin secretion. In childhood a dominant negative tone is exerted on GnRH neurons by GABA (γ-aminobutyric acid) neurons, supplemented by negative input from NPY (neuropeptide Y) neurons. During puberty, GABA tone diminishes permitting a dominant positive tone from glutamate neurons. A decrease in nocturnal melatonin and a decrease in NPY tone wrought by an increase in leptin also help relieve the prepubertal suppression of GnRH. Negative input by endorphins and negative feedback by T (testosterone) and E2 (estradiol) are barely present before puberty but are greatly augmented by puberty. Berne et al, 2004

Sinais metabólicos

também parecem ser importantes mas não seriam determinantes

Neuronal cell populations within the GnRH network implicated in transmitting estrogen input to GnRH neurons in the rat. This may be direct or indirect on the GnRH neuron and involve cell body or terminal levels of regulation. Note that the neurochemical identity of estrogen-receptive neurons within the GnRH network is not fully established. Neurons with black nuclei express nuclear ERs. An estrogen-receptive neuronal population in the AVPv is hypothesized to project to, and coordinate, neuronal activity within the arcuate nucleus. AVPv/preoptic = núcleo pré-óptico medial de rato Herbison, 1998

GnRH

+

esteróides gonadais

Influências propostas para a regulação da secreção de GnRH em rato

Fig. 46-9 Interaction between growth and reproduction. The products of the GH (growth hormone)-IGF-1 (insulin growth factor-1) axis stimulate reproductive function in the GnRH (gonadotropin-releasing hormone)-LH (luteinizing hormone), FSH (follicle-stimulating hormone)-T (testosterone) and E2 (estradiol) axis. Lkewise T and E2 stimulate GH secretion and growth. (From Hull KL: J Endocrinol 172:1, 2002.)

Interações dos hormônios sexuais com hormônios reguladores do crescimento (GH e somatomedianas)

Figure 2. Schematic illustration of postnatal changes in LHRH release and neurotransmitter events that occur in the hypothalamus in association with puberty in nonhuman female primates. The LHRH neurosecretory system appears to be active during the infantile period, but is suppressed by an inhibitory mechanism comprising GABA neurons. At the onset of puberty, a reduction in GABA inhibition and a subsequent increase in glutamate excitation of LHRH neurons result in the pubertal increase in the pulse frequency, pulse amplitude, and baseline levels of LHRH, which trigger puberty. Furthermore, a higher nocturnal level of LHRH release, shown by hatched bars, becomes particularly prominent. After the onset of puberty, other stimulatory neurotransmitters such as NPY and NE take part in control of LHRH neurons, resulting in further increases in the pulse amplitude and baseline level of LHRH release, until the time of first ovulation. The nocturnal increase in LHRH release and LHRH pulse amplitude are reduced to the adult level, perhaps due to participation of inhibitory neurotransmitters, such as opioids. Stippled bars indicate morning levels of LHRH. In males the LHRH neurosecretory system is fully mature during the infantile period, but is suppressed completely during the juvenile period. Recently, it has been hypothesized that NPY is an inhibitory neurotransmitter before puberty in males. Terasawa e Fernandes, 2001http://edrv.endojournals.org/cgi/content/full/22/1/111#F1

PUBERTY IN NONHUMAN FEMALE PRIMATES.

LH LHFSH e

e FSH


S.N.C.HIPOTÁLAMO

Adenohipófise

GnRH GnRH



PUBERDADE

Testículos Ovários

Testosterona Estrógenos e Progesterona

PUBERDADE

S.N.C.HIPOTÁLAMO

Adenohipófise

GnRH GnRH



PUBERDADE

LH LHFSH e

e FSH

LH

Caracteres sexuais “secundários”:crescimento linear; pelos axilares e púbicos, etc...

surgimento da libido

GnRH

PUBERDADE: Ações das gonadotrofinas

FSH Crescimento

testicular (9-14 anos)

Ciclos ovulatórios(10-14 anos)

mas após surgimento dos caracteres sexuais 2ºs

Crescimento ovariano secreção de Estradiol

(8-12 anos)

Secreção de Testosterona(10-17 anos)

Endocrinofisiologia da Reprodução

INFÂNCIA

Cristina/99

Endocrinofisiologia da reprodução

PUBERDADE

INFÂNCIA

Cristina/99

- Crescimento e maturação dos órgãos sexuais.

- Surgimento das características sexuais "secundárias".


-Produção de espermatozóides

-Ciclo menstrual: ovulação

PUBERDADE E ADOLESCÊNCIA

Cristina/99

- Manutenção funcional dos órgãos sexuais.

- Manutenção das características sexuais "secundárias".

-Produção de espermatozóides

-Ciclo menstrual e ovulação

MATURIDADE SEXUAL E REPRODUTIVA

-Gravidez e Lactação


Cristina, 99Cristina/99

Fig. 46-19 Plasma testosterone profile during the lifespan of a normal male. (Data from Griffin JE et al: In Bondy PK, Rosenberg LE, editors: Metabolic control and disease, Philadelphia, 1980, WB Saunders; and Winter JSD et al: J Clin Endocrinol Metab 42:679, 1976.)

Padrão de secreção de TESTOSTERONA durante a vida do homem

Fig. 46-23 Average chronological sequence of hormonal and biological events in normal male puberty. Berne et al., 2004

Sequência cronológica das alterações hormonais e somáticas durante a puberdade no homem

The spectrum of testosterone (T) effects. Note that some effects result from the action of T itself, whereas others are mediated by dihydrotestosterone (DHT) and estradiol (E2) after they are produced from testosterone. VLDL, LDL, HDL: Very-low-density, low-density, and high-density lipoproteins, respectively. Berne et al., 2004

Ações diretas e indiretas da Testosterona

Pattern of gonadotropin secretion during different stages of life in women.Source: Harrison's Principles of Internal Medicine - 14th Edition

Padrões de secreção de gonadotrofinas durante a vida da mulher

Fig. 46-32 Average chronological sequence of hormonal and biological events in normal female puberty. Note that the peak velocity of growth precedes the onset of menses, and the growth spurt ends shortly after menarche. Berne et al., 2004

Sequência cronológica das alterações hormonais e somáticas durante a puberdade na mulher

Cérebro:EST: Estimulam a libidoEST+PG: regulam a secreção de GnRH, regulando o ciclo menstrual/ovariano.

Fígado e Coração:EST: regulam a produção de colesterol e previne a formação de placas nas artérias coronarianas.

Ovários:EST: estimulam a maturação dos ovários.

Mamas:EST: estimulam o crescimento e desenvolvimento na puberdade e na gravidez para futura produção de leite.

Útero:EST: estimulam a maturação do útero.EST+PG: estimulam o crescimento da mucosa uterina (endométrio) durante o ciclo menstrual preparando-a para a implantação de um futuro embrião.

Ossos:EST: estimulam o crescimento ósseo na puberdade e auxiliam na manutenção da fisiologia óssea.Menopausa: a falta de estrógenos pode levar àosteoporose.

Vagina:EST: estimulam a maturação da vagina. Altera a secreção vaginal durante o ciclo menstrual. Antes da ovulação, aumenta a lubrificação facilitando a cópula.

Cérebro:EST: Estimulam a libidoEST+PG: regulam a secreção de GnRH, regulando o ciclo menstrual/ovariano.

Fígado e Coração:EST: regulam a produção de colesterol e previne a formação de placas nas artérias coronarianas.

Ovários:EST: estimulam a maturação dos ovários.

Mamas:EST: estimulam o crescimento e desenvolvimento na puberdade e na gravidez para futura produção de leite.

Útero:EST: estimulam a maturação do útero.EST+PG: estimulam o crescimento da mucosa uterina (endométrio) durante o ciclo menstrual preparando-a para a implantação de um futuro embrião.

Ossos:EST: estimulam o crescimento ósseo na puberdade e auxiliam na manutenção da fisiologia óssea.Menopausa: a falta de estrógenos pode levar àosteoporose.

Vagina:EST: estimulam a maturação da vagina. Altera a secreção vaginal durante o ciclo menstrual. Antes da ovulação, aumenta a lubrificação facilitando a cópula.

Pattern of gonadotropin secretion during different stages of life in women.Source: Harrison's Principles of Internal Medicine - 14th Edition

Padrões de secreção de gonadotrofinas durante a vida da mulher

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