O sistema endócrinoA função do sistema endócrino é a regulação e a coordenação de processos fisiológicos.O Sistema utilizas mensageiras químicos chamados hormônios.O sistema endócrino está envolvido no controle de funções fisiológicas, incluindo metabolismo, crescimento e reprodução.O metabolismo pode ser dividido em duas partes: energético e mineral.Os hormônios que controlam o metabolismo mineral incluem o hormônio da paratireóide, a calcitonina e a renina.Os hormônios que controlam o crescimento incluem o hormônio do crescimento, os hormônios da tireóide, a insulina, os estrógenos e andrógenos.Uma das características importantes do sistema endócrino e a amplificação do sinal.A ação de uma molécula de esteróide para ativar um gene pode resultar na formação de muitas moléculas de RNA mensageiro (mRNA),e cada uma dessas pode induzir a formação de muitas moléculas de enzima.A amplificação é a base para a sensibilidade do sistema endócrino, que permite que pequenas quantidades plasmáticas de hormônio possam produzir efeitos biológicos significativos.Uma outra característica da ação hormonal é que as velocidades das reações enzimáticas existentes são influenciadas, mas não se iniciam novas reações.Isto implica que há certos níveis basais de atividades enzimáticas mesmo na ausência de hormônios.A ação hormonal é relativamente lenta e prolongada, com efeitos que podem demorar desde minutos até dias.

A síntese dos hormôniosA principal classe de hormônios inclui proteínas.Os hormônios proteicos e polipeptídeos são inicialmente sintetizados nos ribossomos como precursores proteicos maiores que são referidos como pré-pró-hormonios.A síntese de hormônios proteicos começa nos ribossomos, com a porção pré imediatamente aderindo ao retículo endoplasmático rugoso(RER),que puxa os ribossomos deixando-os em intima relação com o RER,Durante a síntese de, o pré-pró-hormônio é secretado para o interior do RER.A presença de uma peptidase dentro da parede do RER permite que a porção pré da molécula seja rapidamente removida e que o pró-hormônio deixe o RER dentro de vesículas que tenham sido dele retiradas.Essas vesículas então se movem para o aparelho de Golgi, onde coalescem com a membrana para formar grânulos secretores.O pró-hormônio é clivado durante este processo, até que a maior parte do hormônio esteja na forma final dentro do aparelho de Golgi embora certa quantidade de pró-hormônio também possa ser encontrada.Os hormônios proteicos são armazenados em grânulos dentro da glândula até que seja necessário liberá-los.Embora parte dos hormônios seja secretada de modo contínuo, a maior parte é secretada pelo processo de exocitose dos grânulos em resposta a um sinal específico.O processo de exocitose requer trifosfato de adenosina e cálcio.O aumento citoplasmático de cálcio resulta de liberação intracelular de cálcio das mitocôndrias, ou RER,ou do influxo de cálcio extracelular.

Os esteróides representam uma classe de hormônios que, diferentemente dos hormônios proteicos são lipofílicos.Se classificam em duas categorias: hormônios adrenocorticais (glicocorticóides,mineralocorticóides) e hormônios sexuais|(estrógenos, progesterona, andrógenos).Eles tem uma estrutura comum com quatro anéis com 17 carbonos que é derivado do colesterol.Embora os esteróides possam ser sintetizados de novo dentro das células a partir da molécula de acetato de dois carbonos, a maior parte dos esteróides forma-se do colesterol, que é sintetizado no fígado.As lipoproteínas de baixa densidade penetram nas células produtoras de esteróides através da interação com um receptor de membrana.O colesterol é liberado através da degradação das lipoproteínas de baixa densidade por meio de enzimas lisossômicas.O colesterol é utilizado imediatamente para síntese de esteróides ou armazenado em grânulos na forma de éster dentro da célula.A primeira etapa na síntese de todos os hormônios esteróides a partir do colesterol envolve a clivagem de um lado da cadeia do colesterol para formas pregnelona; esta etapa ocorre dentro das mitocôndrias.As modificações subsequentes da molécula de esteróide podem ocorrer dentro da mitocôndria ou podem envolver movimento para outros compartimentos das células.O controle do movimento dos esteróides entre os compartimentos celulares durante o processo de síntese não é bem conhecido.

O tipo de hormônio esteróide que eventualmente é sintetizado depende da presença de enzimas específicas dentro da célula em questão.Por exemplo apenas as células do córtex adrenal possuem enzimas (hidroxilase) que resultam em hidroxilação do 11º e do 21º carbonos da molécula, um processo que é essencial para a produção de glicocorticóides e mineralocorticóides.O padrão para biossíntese de esteróides sexuais é para pregnelona ser modificado em uma sequencia quem envolve progesterona, andrógenos e estrógenos. As células que sintetizam andrógenos tem as enzimas necessárias para formação de pregnenolona e progesterona, bem como para a modificação de progesterona e pregnenolona, bem como a modificação de progesterona para andrógenos, mais faltam enzimas necessárias para modificar andrógenos para estrógenos.Embora as células formadoras de esteróides sexuais não tenham enzimas que permitam a formação de hormônios adrenocorticais, o córtex adrenal contém sistemas enzimáticos para a formação de hormônios adrenocorticais e sexuais, ainda que os primeiros sejam ressaltados.Isto resulta na produção de pequenas quantidades de hormônios sexuais pelo córtex adrenal em maiores quantidades sob certas condições fisiopatológicas.Não há provisão para armazenamento de hormônios sexuais dentro das células; ele são secretados imediatamente após a formação por simples difusão através da membrana celular em virtude de sua estrutura lipofílica.Assim a síntese e a secreção de hormônios esteróides ocorrem de maneira ajustada, controlada e acoplada com a velocidade de síntese.A única forma de armazenamento de esteróides dentro dessas células é aquela do precursor da molécula, o colesterol, na forma de éster.

O transporte de hormônios no sangueOs meios pelos quais os hormônios são transportados no sangue variam de acordo com a solubilidade do hormônio.Os hormônios proteicos e peptídeos são hidrofílicos e carreados no plasma na forma dissolvida.Os hormônio proteicos podem circular nas formas monoméricas (unidade simples) ou poliméricas(unidades múltiplas) (por exemplo insulina).Os hormônios que tem subunidades podem aparecer na circulação em forma de subunidade, embora isto resulta a potência biológica da molécula.O transporte dos hormônio esteróides e da tireóide é o mais complicado do que os hormônios proteico, porque tais hormônios são lipofílicos e assim tem solubilidade limitada em soluções aquosas.Este grupo de hormônio é transportado no sangue através da associação com vários tipos de proteínas. Algumas das proteínas que se ligam a asteroides tem alta afinidade por um esteroide em particular. Por exemplo uma globulina, a transcortina tem tem alta afinidade pelo cortisol e pela corticosterona, mas também serve como veículo de transporte para progesterona, mesmo com menor afinidade por este último. As proteínas transportadoras que tem altas afinidades tem baixas capacidades em virtude de sua baixa concentração plasmática.Isto contrasta com a classe geral de proteínas plasmáticas denominadas albuminas, que tem baixas afinidades por hormônios esteróides mas alta capacidade de transporte de esteróides por causa de sua concentração plasmática.Um hormônio deve estar livre no plasma ou na forma não ligada antes que possa penetrar na célula alvo e produzir atividade biológica.Isto é efetuado por um equilíbrio entre as formas livre e ligada do hormônio no plasma.As formas livres representam apenas cerca de 1% da quantidade total co hormônio no plasma.O sistema responde à utilização da forma livre, que é rapidamente reabastecida pela dissociação do hormônio com as proteínas.A quantidade total de hormônio é a que é normalmente estimada, com exceção do hormônio da tireóide, que é citado em duas formas: livre e ligada.Como indicado para hormônios esteróides, a síntese e a liberação estão intimamente ligadas,e por causa da remoção metabólica em taxas constantes as concentrações de esteróides no plasma refletem sua taxa de secreção.

Interação hormônio célulaAs células alvos tem receptores que são específicos para um hormônio em particular.As características do receptor permitem aos hormônios estar em baixa concentração no sangue, mas ser efetivos na produção da resposta tecidual.

Quanto maior a afinidade do receptor pelo hormônio, mais longa é a resposta biológica.O término da ação de um hormônio requer dissociação do hormônio de seu receptor.Isso ocorre como resultado de uma diminuição nas concentrações plasmáticas do hormônio; a ligação do receptor e do hormônio é não-covalente, e o declínio das concentrações hormonais favorece o equilíbrio químico da dissociação sobre a associação.O término da ação hormonal também pode ocorrer como resultado da internalização do complexo receptor hormônio através do processo de endocitose.O hormônio é degradado por enzimas lisossômicas, enquanto que o receptor, protegido em virtude de sua associação com a membrana vesicular, pode ser reciclado para a membrana plasmática.A estimulação da síntese daquele que deve interagir com o receptor.Por exemplo, os receptores de gonadotrofinas nas células granulosas do ovário mudam de receptores de FSH para receptores de LH na fase final do folículo ovariano por causa da influência do FSH.Isto permite que o controle do folículo ovariano passe do FSH para LH,o que facilita a ovulação e a formação do corpo lúteo.

Respostas celulares pós-receptorasOs eventos que seguem á ligação do hormônio e do receptor dependem de estar envolvido um esteróide ou um hormônio proteico ou peptídico.Os hormônios proteicos ou peptídicos requerem um segundo mensageiro pois não são capazes de penetrar na membrana plasmática da célula.O mais conhecido segundo mensageiro é o cAMP, o qual é produzido pela ativação de uma enzima adenilciclase, através da interação do hormônio com o receptor na membrana plasmática.A ativação da adenilciclase e a produção de cAMP resultam em fosforilação de cinases proteicas, que são responsáveis pela resposta biológica.Outo segundo mensageiro inclui o cálcio citossólico e sua fosfodiesterase associada, calmodulina, bem como trifosfato de inositol(IP³) e diacilglicerol, produtos do metabolismo do fosfatidilinositol. Uma importante ação do IP³ é a estimulação da liberação do cálcio intracelular.Uma resposta importante ao diacilglicerol é a ativação da fosfolipase A e a formação do ácido araquidônico, que resulta na formação de moléculas membros da família das prostaglandinas.A resposta biológica a uma interação receptor e hormônio proteico ou peptídico é mais rápida do que aos esteróides; enzimas preexistentes são ativadas, enquanto que a resposta biológica ao esteróide requer a síntese de proteína enzimática.

Biotransformação dos hormôniosA atividade hormonal está limitada pela biotransformação dos hormônios.A biotransformação de esteróides envolve a redução da molécula, seguida por conjugação com sulfatos e glicuronídeos, que aumentam a solubilidade dos esteróides em água, permitindo sua excreção pela urina.O fígado é o principal órgão responsável por este processo.Os hormônios tireóideos tem moléculas de iodo removidas durante a biotransformação.Os hormônios proteicos são clivados por petidases; esta fase é precedida pela redução das ligações dissulfeto se isto é uma característica da molécula.Embora um produto de biotransformação seja em geral menos potente do que a molécula original, há alguma evidência de que conjugados de esteróides podem ter atividade biológica significativa.

Mecanismos de controle por feedbackO sistema de controle pela alça de feedback tem evoluído no sentido de monitorar as concentrações hormonais controlando o ponto em que deve haver aumento ou diminuição da secreção do referido hormônio pelo órgão secretor.O mais comum é o feedback negativo, em que a monitoração contínua permite ao sistema antepor-se á secreção hormonal ou manter um meio relativamente constante.No sistema de feedback negativo, um aumento na secreção do hormônio resulta em diminuição da secreção do hormônio trófico.É possível também um sistema de feedback negativo no qual o aumento de uma substância fisiológica, como a glicose promove aumento em um hormônio ,no caso a insulina, que desempenha importante função no metabolismo da glicose.Este caso é considerado feedback negativo porque a concentração da glicose sanguínea está sendo refreada ou está voltando aos níveis normais por ação da insulina.

Também existem sistemas de feedback positivo, embora seja menos comum.Um exemplo de feedback positivo é a liberação da onda de LH pré ovulatória ,em que a taxa pulsátil de secreção de LH aumenta sobremaneira durante os últimos estágios do desenvolvimento folicular por causa da produção aumentada de estrógenos por parte do folículo.Nesta situação, há um ponto final definido ou seja, a ovulação resulta no declínio do estímulo, o estrogênio, embora a duração da onda de LH seja determinada dentro do hipotálamo, e portanto a resposta de LH ao estrogênio é modulada. Os padrões de secreção endócrina podem ocorrer fora do controle da inibição por feedback negativo.Os padrões hormonais podem variar com base num espaço de 24 horas; o ciclo circadiano.O ciclo circadiano representa o período de um dia (24 horas) no qual se completam as atividades do ciclo biológico dos seres vivos. Uma das funções deste sistema é o ajuste do relógio biológico ,controlando o sono e o apetite.

O hipotálamo O hipotálamo controla as atividades da glândula hipófise,é o centro de comando de grande número de vias de controle do sistema nervoso vegetativo, produz peptídeos e aminas que influenciam a hipófise a produzir hormônios (tróficos, hormônios que promovem diretamente um efeito biológico sobre os tecidos.

A glândula hipófiseA glândula hipófise é divida em duas partes: o lobo anterior (adeenohipófise) e o lobo posterior (neurohipófise). A adenoipófise possui origem de células epiteliais, enquanto neuroipófise possui origem nervosa. Entre essas duas porções existe uma zona pouco vascularizada chamada de parte intermédia, praticamente ausente em humanos, mas bem desenvolvida e funcional em animais inferiores.A neuro-hipófise é composta por axônios.Os corpos celulares estão no hipotálamo para dentro da hipófise.Os neurônios secretórios endócrinos que constituem a neuro-hipófise diferem dos neurônios envolvidos na transmissão de impulsos nervosos por vários motivos: Os neurônios neuros-secretores não inervam outros neurônios, apesar de ser inervados; o produto dos neurônios secretores é vertido diretamente no sangue; o produto secretório pode agir a distâncias muito afastadas do neurônio. Além disso, contrastando com os hormônios da hipófise anterior que influenciam outros tecidos para a produção de hormônios, os hormônios do lobo posterior podem provocar diretamente resposta tecidual desejada.Os principais hormônios produzidos pela hipófise anterior incluem GH,PRL,FSH,e LH.

Oxitocina e vasopressinaOs dois hormônios mais importantes produzidos pela neuro-hipófise são a vasopressina e oxitocina.São produzidos nos núcleos supra-óptico e paraventricular.Os corpos celulares que sintetizam os hormônios são denominados de núcleos magnocelulares.A síntese de vasopressina e oxitocina envolve primeiro a produção de pré-pró-hormônio, a pré-pró-pressofisina para a vasopressina e a pré-pró-oxifisina para oxitocina, em corpos celulares do hipotálamo.A porção pré da molécula é clivada antes de as moléculas serem acondicionadas em grânulos.Durante a passagem dos grânulos para a porção axônica, o pró-hormônio é clivado para produzir oxitocina ou vasopressina; os peptídicos restantes são chamados neurofisina I ou neurofisina II.A neurofisina I é liberada para o sistema vascular sanguíneo junto com a oxitocina.A liberação de hormônios peptídicos do lobo posterior é iniciada pelo hipotálamo como resultado da despolarização dos corpos celulares por causa da estimulação de neurônios aferentes.O potencial de ação gerado propaga-se para baixo pelo axônio até a terminação nervosa, onde os grânulos secretórios contendo o hormônio são armazenados.A despolarização da membrana da célula nervosa permite o influxo de íons cálcio, que iniciam a liberação do hormônio através do processo de exocitose.

Os principais efeitos da oxitocina envolvem a contração das células mioepitelias que revestem o alvéolo na glândula mamária e miométrio do útero.A principal atividade da vasopressina é o efeito antidiurético.É o mais importante hormônio para o controle de equilíbrio hídrico.Também tem efeito vasopressor, que envolve a contração do músculo liso do sistema vascular.A vasopressina ativa o segundo mensageiro o cAMP, através da ligação com o receptor da membrana celular(v²) sobre a superfície serosa da célula tubular renal.Isto ativa as cinases proteicas que afetam a proteína da membrana celular da superfície da mucosa da célula tubular renal, permitindo que as moléculas de água fluam em favor do gradiente de concentração de uma área de maior concentração no filtrado renal para uma área de menor concentração no interstício da medula renal.O efeito pressor da vasopressina é iniciado pela interação com receptores(V¹) no músculo liso, que ativa o sistema fosfato de inositol.O controle da secreção da vasopressina como resultado de variações na osmolalidade do plasma dá-se através de osmorreceptores localizados no hipotálamo e em receptores ao longo do esôfago e do estômago que percebem imediatamente a ingestão de água.

Os principais efeitos da oxitocina envolvem a contração das células mioepitelias que revestem o alvéolo na glândula mamária e miométrio do útero.A principal atividade da vasopressina é o efeito antidiurético.É o mais importante hormônio para o controle de equilíbrio hídrico.Também tem efeito vasopressor, que envolve a contração do músculo liso do sistema vascular.A vasopressina ativa o segundo mensageiro o cAMP, através da ligação com o receptor da membrana celular(v²) sobre a superfície serosa da célula tubular renal.Isto ativa as cinases proteicas que afetam a proteína da membrana celular da superfície da mucosa da célula tubular renal, permitindo que as moléculas de água fluam em favor do gradiente de concentração de uma área de maior concentração no filtrado renal para uma área de menor concentração no interstício da medula renal.O efeito pressor da vasopressina é iniciado pela interação com receptores(V¹) no músculo liso, que ativa o sistema fosfato de inositol.O controle da secreção da vasopressina como resultado de variações na osmolalidade do plasma dá-se através de osmorreceptores localizados no hipotálamo e em receptores ao longo do esôfago e do estômago que percebem imediatamente a ingestão de água.