RESUMO – Fisiologia Endócrina – Prof. Dr. Wagner de JP Introdução – O hipotálamo apresenta estreita relação com o sistema endócrino, já que interage com a hipófise, uma glândula localizada em uma depressão do osso esfenóide denominada sela túrsica. As informações oriundas de múltiplas áreas do sistema nervoso convergem ao hipotálamo que integra os dados gerando sinais químicos que são enviados à hipófise que por sua vez modifica o padrão de secreção de hormônios de diversas glândulas no organismo. Esse sistema de controle integrado tem a função de gerar padrões funcionais que possibilitem a adaptação do organismo ao meio ambiente. O hipotálamo endócrino endócrino - O hipotálamo, representa representa a interface interface entre o sistema nervoso e o sistema endócrino, já que dispõe de neurônios capazes de secretar hormônios outrora chamados de fatores hipotalâmicos. O hipotálamo recebe estímulos de diversas áreas do sistema nervoso central e é capaz de integrar essas informações de modo preciso enviando assim sinais de inibição ou estimulação à adenohipófise por meio de neurônios secretores que liberam seus hormônios nos vasos portais situados na eminência média. A natureza física de comunicação entre hipotálamo e adenohipófise se dá através do sistema portahipotalâmico-hipofisário, que consiste num plexo capilar capa de conduzir hormônios liberados por neurônios de diferentes núcleos hipotalâmicos até as células adenohipofisárias. Já a comunicação entre hipotálamo e neurohipófise ocorre por meio de neurônios hipotalâmicos neurosecretores que também originam-se de núcleos hipotalâmicos específicos. A unidade hipotálamo-hipófise hipotálamo-hipófise O hipotálamo e a hipófise formam uma unidade chamada de eixo hipotálamo-hipófise, responsável por regular a f unção de outras importantes glândulas tais como ovários, testículos, tireóide e adrenais. adrenais. A hipófise pode ser dividida em duas porções funcionais, adenohipófise ou hipófise anterior (que constitui cerca de 80% do volume total da hipófise) e neurohipófise ou hipófise posterior. A adenohipófise adenohipófise e a neurohipófise tem sua origem embrionária distintas, enquanto a adenohipófise surge do teto da cavidade oral no embrião, neurohipófise se origina de uma evaginação do assoalho do terceiro ventrículo (Figura 1). A adenohipófise sintetiza, armazena e secreta seus hormônios sob estímulo hipotalâmico enquanto que a neurohipófise somente libera os hormônios que foram sintetizados no hipotálamo.
Assoalho do diencéfalo
Os núcleos hipotalâmicos e seus neurônios Eminência Pars distalis neurosecretores – Os núcleos media hipotalâmicos são aglomerados Pars Bolsa de Rathke nervosa de células nervosas e não Pars intermedia conjuntos de células bem Teto da cavidade definidas e de um só tipo. Dois Bolsa de bucal Tato da núcleos hipotalâmicos são de Rathke cavidade particular interesse e importância bucal na interação entre hipotálamo e hipófise, os núcleos Figura 1 – Seqüência de desenvolvimento embrionário da hipófise. Note que enquanto a neurohipófise tem paraventricular e supra óptico origem do sistema nervoso (assoalho do diencéfalo) a adenohipófise origina-se do teto da cavidade bucal (Figura 3). (bolsa de Rathke) Fonte: Histologia Básica-Junqueira e Carneiro, 20 08. Ed. Guanabara Koogan. Pars tuberalis
Esses secretam substâncias químicas apresentam as mesmas propriedades biofísicas das demais células nervosas inclusive a capacidade de deflagrar potenciais de ação na vigência de um estímulo apropriado. Os neurônios neurosecretores diferem dos neurônios comuns nos seguintes aspectos: a) os neurônios neurosecretores são inervados, mas não inervam; b) os produtos de secreção dos neurônios neurosecretores são liberados diretamente na corrente sanguínea, em contraste, o produto de secreção de um neurônio comum é liberado numa fenda sináptica ou em uma placa motora; c) os produtos de secreção dos neurônios motores agem em longas distâncias. Apresentam um padrão de atividade elétrica corrente em surtos e tal atividade aumenta em condições que causam maior liberação de hormônios. Os neurônios neurosecretores sintetizam seus hormônios em seus corpos celulares e armazenados em grânulos que deslocam-se através do axônio para acumularem-se nas terminações telodendríticas dos neurônios de onde são extrudidos da células na vigência de um estímulo adequado. A atividade de síntese e secreção de hormônios adenohipofisários é controlada por hormônios hipotalâmicos (hormônios hipofisiotrópicos ou hormônios liberadores hipotalâmicos) e também pelos hormônios liberados pelas várias glândulas pertencentes ao eixo hipotálamo-hipofisário que modulam a atividade das células adenohipofisárias (o mecanismo de feedback ). Núcleo paraventricular
Infundíbulo
Núcleo supraóptico
Eminênci a média Veia portal hipofisária Pars distalis ou
adenohipófise
Pars nervosa ou
neurohipófise
Figura 3 – Hipófise. A neurohipófise é na verdade uma projeção do assoalho do hipotálamo, não sintetiza e nem armazena substâncias. Os hormônios neurohipofisários são sintetizados no hipotálamo e apenas liberados pela neurohipófise. A adenohipófise apresenta sintetiza e armazena hormônios em resposta aos hormônios hipotalâmicos que são lançados nos vasos portais.
Sistemas de auto-regulação hormonal das glândulas que fazem parte do eixo-hipotálamo-hipófise. Os eixo-hipotálamo-hipófise. Os sinais ambientais (externos ou internos) são captados pelo SNC particularmente por estruturas que envolvem o sistema límbico. Essas regiões interagem com os núcleos hipotalâmicos que integra esses sinais e responde a esses estímulos por meio da liberação de fatores estimuladores que são liberados na eminência média da hipófise chegando à adenohipófise (Figura 4). Em resposta aos fatores hipotalâmicos a adenohipófise modula a síntese, armazenamento e secreção de seus hormônios que por sua vez irão estimular a secreção de hormônios das glândulas alvo. Os fatores hipotalâmicos são secretados na ordem de nanogramas e apresentam meia vida curta enquanto que os hormônios adenohipofisários são liberados freqüentemente na ordem de microgramas e apresentam meia vida mais longa. Finalmente, as glândulas alvos liberam seus hormônios na ordem de miligramas por dia e apresentam meias vidas muito mais longas quando comparados com os fatores hipotalâmicos e com os hormônios adenohipofisários. adenohipofisários. Dessa forma, a secreção de hormônios desde o hipotálamo até as glândulas alvo constitui um mecanismo de amplificação do sinal ambiental. Modificado de Devlin1 TM. Manual de Bioquímica com correlações clínicas. Tradução da quinta edição americana. Editora
RESUMO – Fisiologia Endócrina – Prof. Dr. Wagner de JP Ambiente (Estímulos internos e externos)
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Sistema nervoso central)
Integração e dos sinais
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A vascularização da hipófise - O sistema porta hipofisário garante que o sangue passe de um leito vascular para outro s em que entre em contato com a circulação sistêmica. Nesse caso, o sangue flui do hipotálamo para a hipófise e daí a denominação sistema portal. O aporte sanguíneo hipofisário é realizado por ramos da artéria carótida interna que dá origem a dois plexos capilares que suprem de sangue regiões diferentes da hipófise. As artérias hipofisárias superiores dão origem ao plexo capilar primário que perfunde a eminência média. Do plexo capilar primário, o sangue segue por vasos denominados longas veias porto hipofisárias até o plexo capilar secundário que consiste de vasos com arquitetura sinusóide e fenestrados fenestrados que irrigam a adenohipófise. O suprimento sanguíneo da neurohipófise e do pedúnculo hipofisários é fornecido, sobretudo pelas artérias hipofisárias médias e inferiores. Finalmente, tanto o sangue da adenohipófise quanto da neurohipófise segue para o seio intercavernoso e daí para a veia jugular interna ganhando a circulação venosa sistêmica.
HIPOTÁLAMO
Neurohipófise
Fatores estimuladores
Liberação no plasma
ADENOHIPÓFISE
Hormônios adenohipofisários
Glândulas alvo
Hormônios liberados pelas glândulas alvo
Resposta celular
Figura 4 – Sistema de autoregulação do eixo hipotálamo-hipófise. As funções do eixo são moduladas pelo ambiente (interno e externo) e também pelas concentrações de hormônios oriundos das células alvo através de sinais de feedback .
Os hormônios hipofisiotróficos hipofisiotróficos – Os hormônios hipotalâmicos que atuam modulando as ações da adenohipófise são denominados hipofisitróficos e em função de seus efeitos sob as células adenohipofisárias são também denominados “estimuladores ou inibidores”. Alguns hormônios hipotalâmicos regulam a secreção de mais de um hormônio hipofisário e em alguns casos um determinado hormônio hipofisário pode ser controlado por mais de um hormônio hipotalâmico, um exemplo disso é o GnRH estimula a liberação de ambas as gonadotrofinas (Figura 5). A adenohipófise – a adenohipófise é de fato a porção glandular da hipófise, já que a neurohipófise pode ser considerada como uma extensão do hipotálamo. hipotálamo. A adenohipófise tem sua origem embrionária embrionária a partir da bolsa de Rathke (epitélio oral) e posteriormente migra para a base do diencéfalo para unir-se à neurohipófise. A adenohipófise sintetiza e libera seis hormônios, a maioria de natureza peptídica e com funções claramente estabelecidas. estabelecidas. Em função de sua homologia estrutural estrutural os hormônios adenohipofisários podem ser agrupados em famílias (Figura 6). Dessa forma, tem-se 3 famílias, a família do ACTH, a família dos hormônios glicoprotéicos e por último a terceira família, composta pelos hormônios do crescimento e prolactina. Família da prolactina e do hormônio do crescimento – O hormônio do crescimento (GH- Growth hormone) é secretado pelas células somatotrópicas da adenohipófise e por essa razão é algumas vezes denominado somatotropina somatotropina ou somatotrofina. O GH é estruturalmente similar á prolactina (75% de homologia com o GH) e ao lactogênio placentário (80% de homologia com o GH). Essas similaridades estruturais explicam a atividade lactogênica presente no GH. Sua secreção obedece a um padrão pulsátil, m ais ou menos a cada intervalo de duas horas sendo que o maior pulso secretório ocorre cerca de duas horas após o início do sono. Embora o GH esteja estreitamente relacionado ao crescimento é importante salientar que sua influência na estatura final a ser atingida por uma determinada pessoa é de 30%. Isso quer dizer que o GH é um facilitador do potencial genético para o crescimento. O mecanismo pelo qual o GH promove o crescimento é que ele age fundamentalmente fundamentalmente nos ossos longos estimulando a ossificação endocondral, um padrão de ossificação no qual a cartilagem proliferativa (condrócitos) é mineralizada e, portanto substituída por osso. O GH medeia a produção de somatomedinas (mediadoras da somatotropinas) mais recentemente denominadas fatores de crescimento semelhantes à insulina ou IGF-I e IGF-II em função de sua atividade similar á da insulina que persiste no plasma mesmo após a remoção da insulina propriamente dita. O GH estimula a síntese e secreção de IGF-I e IGF-II nos pré condrócitos e outras células das placas epifisárias. Os IGF-I e II atuariam nos condrócitos de forma autócrina ou parácrina.
Família da pró-opiomelanocortina (POMC) – A – A família do ACTH deriva de um único peptídeo peptídeo precursor precursor contendo 239 resíduos resíduos de aminoácidos aminoácidos denominado pró-ópiomelanocortina (POMC). A liberação da POMC é regulada pelo pelo CRH oriundo do núcleo paraventricular paraventricular hipotalâmico. Os membros da família família do ACTH incluem os hormônios e -melanócito estimulante (MSH), a e -lipotropina (LPH) e a -endorfina, um opíáceo endógeno, um fragmento N-terminal e ao próprio ACTH. O MSH apresenta pouca relevância em seres humanos e está envolvido com a pigmentação de pele em vertebrados inferiores. Outra substância resultante resultante da cisão da POMC é a β-Endorfina, um peptídeo opióide que liga-se a receptores opiáceos opiáceos expressos no sistema nervoso central e em tecidos não nervosos. Suas ações fisiológicas incluem a analgesia, efeitos comportamentais comportamentais e funções neuromoduladoras. neuromoduladoras. São capazes de causar inibição de GnRH.
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RESUMO – Fisiologia Endócrina – Prof. Dr. Wagner de JP
HIPOTÁLAMO
GHRH (+ ) GIH ( - )
TRH ( + )
CRH ( + )
Noradrenalina ACTH Células da pars intermedia
GH
GRH (+) GIH (- )
TSH
ACTH
Fígado e Músculo esquelético
β-LTH
ADENOHIPÓFISE
β-endorfina -MSH
β-endorfina
GnRH ( + ) GnRIF ( - )
PRF ( + ) PIF ( - )
NEUROHIPÓFISE
PRL
FSH
Mamas
Ovários Testículos
LH
Ovários
ADH
Testículos
Ocitocina
Mamas
Útero
Rins Analgesia
Somatomedinas hepáticas e de outros tecidos
Tireóide
Córtex adrenal
Pigmentação da pele e funções no SNC.
T3 - T4 Corticosteróides
Crescimento de ossos, tecidos e órgãos.
Aumento da taxa metabólica
Aumento da gliconeogênese hepática. Aumento da captação muscular de aminoácidos
Aumento da + absorção de Na . Adaptação ao estresse.
Produção de leite
Maturação folicular, secreção de estradiol
Ovulação, secreção de progesterona
Espermatogênese, secreção de inibina
Redução da diurese
Contrações uterinas no momento do parto
Liberação de leite
Desenvolvimento de célula intersticial, secreção de testostosterona
Família dos hormônios glicoprotéicos – A família dos hormônios glicoprotéicos inclui o FSH, LH e TSH. Esses hormônios são denominados glicoprotéicos uma vez que apresentam grupos glicídicos ligados covalentemente a resíduos de asparagina em sua cadeia peptídica. Os três hormônios glicoprotéicos adenohipofisários são armazenados no citosol de células basófilas. A única função conhecida do TSH é a estimulação tireoideana, tireoideana, enquanto que as duas gonadotropinas LH e FSH atuam nas gônadas masculina e feminina. Nos ovários o FSH promove o crescimento folicular enquanto que no epitélio germinativo dos testículos orquestra a formação de espermatozóides. Já o LH induz a ovulação ovariana dos folículos maduros e a formação do corpo lúteo (ou corpo amarelo) a partir das células remanescentes do folículo rompido. Nas mulheres o LH ainda atua nos ovários estimulando a síntese e liberação de hormônios esteróides, estrogênio e progesterona, já nos homens o LH está envolvido com a estimulação testicular de testosterona atuando nas células intersticiais.
Figura 5 - Hormônios hipofisiotróficos, suas ações sobre a hipófise e hormônios adeno e neurohipofisários e suas ações sobre órgãos alvo. As abreviaturas dos hormônios hipofisiotrópicos estão listadas abaixo, dentro dos parênteses encontra-se a quantidade de resíduos de aminoácidos para cada hormônio seguido do local de origem. GnRH – Hormônio liberador de gonadotrofinas (10) APO GIH – Hormônio Inibidor do hormônio do crescimento ou somatostatina (14) AHA GHRH-Hormônio liberador do hormônio de crecimento (44) ARQ CRH – Hormônio liberador de corticotrofina (41) NVP PRF – fator liberador de prolactina (?) ? PIF – Hormônio inibidor da prolactina ou dopmamina (* ) ARQ NVP-núcleo paraventricular; APO-área pré-óptica do hipotálamo; ARQ-núcleo arqueado; AHA-área anterior do hipotálamo. * a dopamina é uma catecolamina.
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