Mecanismo de Ação Hormonal

Prof. Dr. Alexandre Rezende

Centro de Ciências da Vida

Faculdade de Ciências Biológicas

Endocrinologia

Comunicação dentro do nosso corpo:(1) Sistema nervoso(2) Sistema endócrinoSistema endócrino = todas as glândulas que secretam hormônioSimilaridades e diferenças:

Ambos sofrem adaptação fisiológicaAmbos empregam receptores, mensageiros intracelulares, etcDiferem na velocidade da respostaDiferem na duração da ação, etc

Hormônios• Definição: Toda substância química (mensageiro) produzida em um

tecido específico (glândula) onde ele é secretado para agir em uma célula alvo.

• Características:– Coordenação do metabolismo nos órgãos separados dos mamíferos é

alcançada por uma sinalização hormonal e neuronal (células endócrinas secretam hormônios e neurônios secretam neurotransmissores);

– São coordenadores de aspectos metabólicos e também de diversas funções como motilidade do trato gastro intestinal, secreção de enzimas digestivas, secreção de outros hormônios, sistema reprodutor.

– Meia vida curta;– Baixas concentrações no sangue;– Produzem respostas fisiológicas e bioquímicas– Possuem ação lenta (expressão gênica) e ação rápida (ação na

atividade de uma ou mais enzima – mecanismo alostérico (retroalimentação) ou modificação covalente.

Hormônios

definição:Substâncias químicas,

secretadas para o sangue por céls. especializadas,

que regulam a(s) função(ões) metabólica(s)

de outras céls. do organismo.

composição

química:derivados de aas ou de

colesterol

produção:glândulas endócrinas

ou tecido neurossecretor

transporte:no sangue: livres ou ligados às proteínas

plasmáticas

atuação:nas células-alvo (com receptor)

degradação:pelo fígado (fezes) e

excreção renal

Conceitos gerais sobre os hormônios

Conceitos gerais sobre os hormônios

Hormônios

Crescimento e desenvolv imento

Funções gerais:

Reprodução

Manutenção do meio interno

Regulação da disponibilidade

energética

Mecanismos de ação:

formação de 2o mensageiro:

ativação de AMPc

ativação de IP3/Ca++

ativação direta do gene

Modulação do comportamento

As principais glândulas endócrinas

As principais glândulas endócrinas e seus hormônios

Diferenças entre ações de substâncias endócrinas, parácrinas e neurócrinas

Algumas características dos hormônios

• Classificação:

Hormônios

I - PROTEÍNAS

(Polipeptídeos)

1. Vasopressina

2. Ocitocina

3. Hormônio anti-diurético

- Hipófiseposterior:

4. Alfa - melanotrofina (alfa-MSH)

5. Adrenocorticotrofina (ACTH)

6. Somatotrofina (STH)

7. Prolactina (luteotrofina)

8. Hormônio folículo-estimulante

(FSH)

9. Hormônio luteinizante (LH)

- Hipófiseanterior:

10. Tireotrofina

- Tireóide: 11. Tireoglobulina

- Paratireóides: 12. Parato hormônio

13. Insulina - Pâncreas:

14. Glucagon

II - DERIVADOSPROTEICOS

(Aminoácidos modificados)

15. Adrenalina - Medulaadrenal:

16. Nor-adrenalina

III - ESTERÓIDES

17. Progestogênios

18. Corticóides

19. Androgênios

- Córtex adrenal

- Gônada - Placenta

20. Estrogênios

I - PROTEÍNAS

(Polipeptídeos)

1. Vasopressina

2. Ocitocina

3. Hormônio anti-diurético

- Hipófiseposterior:

4. Alfa - melanotrofina (alfa-MSH)

5. Adrenocorticotrofina (ACTH)

6. Somatotrofina (STH)

7. Prolactina (luteotrofina)

8. Hormônio folículo-estimulante

(FSH)

9. Hormônio luteinizante (LH)

- Hipófiseanterior:

10. Tireotrofina

- Tireóide: 11. Tireoglobulina

- Paratireóides: 12. Parato hormônio

13. Insulina - Pâncreas:

14. Glucagon

II - DERIVADOSPROTEICOS

(Aminoácidos modificados)

15. Adrenalina - Medulaadrenal:

16. Nor-adrenalina

III - ESTERÓIDES

17. Progestogênios

18. Corticóides

19. Androgênios

- Córtex adrenal

- Gônada - Placenta

20. Estrogênios

Quanto às solubilidade:•Hidrossolúveis•Lipossolúveis

Quanto a Natureza Química:

Tipos de hormônios: proteicos, polipeptídicos ou derivados de aminoácidos. Exemplos:

H. peptídicosH. proteico

2 polypeptide chains: 21aa, 30aa

H. derivados da Tirosina

Tipos de hormônios: esteróides ou derivados do colesterol

Propriedades dos Receptores

• Função de reconhecimentoHormônios em circulação 10-9 a 10-11 M

• Afinidade / Especificidade

• A ligação hormônio-receptor é SATURÁVEL

• Agonistas, agonistas parciais, antagonistas

Receptores: relação da ligação à resposta biológica

• Fatores determinantes:

– Concentração do hormônio

– Concentração de receptores

– Afinidade da interação hormônio-receptor

• Proteínas de membrana espalhadas dentro da bicamada fosfolipídica

Os Receptores...

• O ligante ativa o receptor que transmite vários sinais que alteram a função celular

• Quando o ligante é “não hormonal” (LDL, transferrina, imunoglobulinas, toxinas, vírus), o receptor apenas transloca o ligante para o interior da célula e o próprio ligante altera a função celular

MECANISMOS DE AÇÃO HORMONALHormônios protéicos e hormônios esteróides

MECANISMOS DE AÇÃO HORMONALHormônios proteicos e hormônios esteróides

Hormônios Hidrofílicos• Receptores da família da proteína G

• Receptores da família da tirosina quinase• Receptores ativadores de canais iônicos

ou vias de sinalização intracelular

MECANISMOS DE AÇÃO HORMONAL: AMPc

MECANISMOS DE AÇÃO HORMONALFormação de AMPc

Activation of cyclic-AMP as a second messenger. (a) The hormone receptor, inactive G protein, and inactive

adenylate cyclase enzyme reside in the cell membrane. (b) Formation of the hormone-receptor complex

causes the guanosine diphosphate (GDP) on G protein to be replaced with guanosine triphosphate (GTP). (c)

The active G protein-GTP complex activates adenylate cyclase, resulting in production of cyclic AMP inside

clique e veja animação

MECANISMOS DE AÇÃO HORMONAL: IP3/Ca++

G protein

Phospholipase C

ECF

Pla

sma

mem

bra

ne

Cyto-plasm

PIP2 IP3 + DAG

Ca2+ER

Via da fosfolipase C

Gs protein

Phospholipase C

ECF

Pla

sma

mem

bra

ne

Cyto-plasm

PIP2 IP3 + DAG

Ca2+

Ca2+

ER

responses

Propriedades comum dos mensageiros secundários:

• São formados por uma cascata de reações;

• A concentração intracelular é altamente regulada por

sinais extracelulares. A persistência do sinal por um

período longo é toxico para as células;

• São amplificadores de sinal intracelular;

• São sinais transientes (muito curtos), mas o efeito

pode ser a curto ou a longo prazo;

• A transdução de multiplas via de transdução de sinal

permite a integração do efeito final.

Hormônios

MECANISMOS DE AÇÃO HORMONALHormônios proteicos e hormônios esteróides

Hormônio Lipofílico• Mais de 100 tipos estão presentes no ser humano;

• São moléculas pequenas, 300-800 Da;

• São poucos solúveis em água, assim para o transporte

estão geralmente ligados a proteínas plasmáticas;

• Não são estocados em glândulas (são liberados

diretamente após síntese);

• Compartilham o mesmo mecanismo de ação;- Ex:

progesterona, estradiol, etc. Calcitriol (Vit. D.) também

está incluído neste grupo apesar de ter uma estrutura

modificada;

• São os Hormônios esteroidais e tireoidianos (T3 e T4).

MECANISMOS DE AÇÃO HORMONAL: esteróides

Receptor Nuclear

Hormônio Lipofílico

MECANISMOS DE AÇÃO HORMONAL: exemplos de retroalimentação

negativa e positiva

MECANISMOS DE AÇÃO HORMONAL: exemplo de retroalimentação negativa

Hormônio Liberador de Tirotropina

Hormônio Estimulador da Tireóide

• Mecanismo Geral de Ação Hormonal

– Ação sobre a catálise enzimática

– Ação sobre o genoma celular (DNARNAProteínas)

– Ação sobre permeabilidade da membrana

– Estímulo a síntese de um segundo mensageiro

Hormônios

• Mecanismo Geral de Recepção Hormonal

– Hormônio peptídico ou amina (hidrossolúvel) ligam-se ao receptor no exterior da célula (atua através do receptor sem entrar na célula);

– Hormônios tireoidianos e esteróides (lipossolúveis) passam através da membrana plasmática, ligam-se em receptores citoplasmáticos ou nucleares tendo como alvo o DNA celular).

Mecanismo Geral de Ação dos Hormônios

• Hipotálamo: centro coordenador do Sistema endócrino (recebe e integra mensagens do SNC e produz alguns hormônios reguladores que passam para a glândula hipófise anterior).– Os hormônios secretados pelo hipotálamo são peptídeos

relativamente curtos, eles passam diretamente para a glândula hipófise através de vasos sanguíneos especiais.

• Hipófise anterior secreta hormônios no sangue para serem transportados até as glândulas endócrinas (córtex adrenal, glândula tireóide, ovário, testículo, pâncreas).– As glândulas estimuladas secretam os seus hormônios

específicos que são transportados pelo sangue aos receptores hormonais (dentro ou na superfície das células).

• Hipófise posterior contém extremidades de axônios de muitos neurônio que se originam do hipotálamo

Hormônios

Impulso Sensorial do ambiente

SNC

Hipotálamo

Hormônios hipotalâmicos

Hipófise anterior

ACTH Tirotrofina FSH LH Somatrofina Prolactina

Cortical da Adrenal

Cortisol

Cortisona

Aldosterona

Muitos tecidos

Tireóide

Tiroxina (T4)

Triiodotironina

(T3)

Músculos e Fígado

Ovários/Testículo

Progesterona

Estradiol

Órgãos

Reprodutores

Testosterona

Fígado

Ossos

Glândulas

Mamárias

Hipófise posterior

Ocitocina Vasopressina Glicemia

Músc. liso

Glândulas

Mamárias

Arteríolas

Células

das Ilhotas

Insulina

Glucagon

Somatostatina

Fígado

Músculos

Medula

Adrenal

Epinefrina

Fígado

Músculos

Coração

Hormônios

• A ligação final nesse sistema é o mecanismo intracelular desencadeado pelo receptor hormonal:– Segundo mensageiro – comunica o sinal do receptor

hormonal a alguma enzima ou sistema molecular na célula, que responde. Regula uma reação enzimática específica ou altera a freqüência com que um gene ou conjunto de genes é traduzido em proteínas

– Próprio complexo hormônio-receptor transporta a mensagem – altera a expressão de genes específicos – Hormônios esteróides e tireoidianos

Hormônios