Em virtude do processo chamado secreção, algumas células do corpo captam pequenas moléculas do sangue e as transformam, por meio de mecanismos intracelulares de biossíntese, em produtos mais complexos que serão liberados pelas glândulas para exercer sua função reguladora no organismo.
Chama-se glândula a estrutura orgânica composta, em geral, de células de tecido epitelial a que compete a elaboração de substâncias básicas para o organismo e a eliminação de componentes nocivos. Mecanismos segregadores. As células glandulares contêm grânulos, que representam acúmulos intracelulares dos elementos precursores de seus produtos de secreção. A secreção, que se realiza de forma contínua em níveis muito pequenos, pode ser estimulada para propiciar ao organismo a capacidade de resposta necessária a cada circunstância. Considerando-se o mecanismo pelo qual as células liberam os produtos de sua secreção, podem-se distinguir três processos fisiológicos: (1) a secreção merócrina, na qual a célula permanece intacta e libera o produto por meio de sua membrana; (2) a secreção apócrina, que implica a perda de parte do citoplasma (substância celular contida entre a membrana celular e o núcleo) junto com o material segregado; e (3) secreção holócrina, que consiste na liberação de células inteiras nos condutos secretores ou a expulsão do conteúdo celular, tendo como conseqüência a destruição dessas células. Quanto à forma de liberar os produtos da secreção, as glândulas dividem-se em dois grandes grupos: glândulas exócrinas e endócrinas. Glândulas exócrinas As glândulas exócrinas segregam as substâncias que elaboram para um sistema de condutos que se abrem em superfície externa ou interna. Podem ser unicelulares ou multicelulares. Nos mamíferos, o exemplo mais comum de glândula unicelular é a célula mucosa, que se acha disseminada entre as células cilíndricas do epitélio (tecido animal em que as células estão muito juntas umas das outras). Sua secreção é a mucina, proteína que ao ser hidratada dá origem à substância lubrificante chamada muco. As glândulas multicelulares subdividem-se em simples e compostas, conforme sua comunicação com a superfície seja ou não ramificada. Em geral as glândulas exócrinas são numerosas e de dimensão reduzida. Pertencem a esse grupo as glândulas salivares, as lacrimais e as sebáceas da pele e do couro cabeludo. No reino animal existem diversas glândulas exócrinas especializadas, como as que produzem as cascas dos ovos das aves e o casulo do bicho-da-seda. Glândulas endócrinas Histórico. As glândulas endócrinas, ou de secreção interna, foram individualizadas na década de 1830 pelo fisiólogo alemão Johannes Müller, e sua atividade foi demonstrada pela primeira vez em 1849, pela castração de frangos. Posteriormente, o médico britânico Thomas Addison, ao estudar a doença do sangue que leva seu nome, confirmou a relação existente entre uma lesão das glândulas endócrinas e determinado processo patológico. Em 1901, o químico japonês Jokichi Takamine isolou a substância responsável pela elevação da pressão sangüínea, a adrenalina, e em 1902 os britânicos William Maddock Bayliss e Ernest Henry Starling descobriram um "mensageiro químico", a que chamaram secretina, que estimulava a secreção do suco pancreático. Em 1915, o pesquisador americano Edward Calvin Kendall, da clínica da Fundação Mayo, em Minnesota, isolou, a partir da tireóide, um aminoácido que continha iodo, que denominou tiroxina. As descobertas sucederam-se e em 1921 os canadenses Frederick G. Banting e Charles H. Best, da Universidade de Toronto, isolaram a insulina, que seria de grande eficácia no tratamento do diabetes. Em 1949, na clínica Mayo, Philip S. Hench descobriu a cortisona, que já então propiciou grande progresso no tratamento da artrite reumática. Todas essas substâncias foram aplicadas e pesquisadas a fundo e, às vezes, a partir de sua função no controle celular, abriram-se grandes possibilidades de aplicação farmacológica. Sistema endócrino. As glândulas endócrinas sintetizam princípios fisiológicos liberados no sangue ou na linfa para serem transportados a outra parte do corpo. Essas glândulas constituem o chamado sistema endócrino, que complementa a ação do sistema nervoso. Nos vertebrados, a integração entre os sistemas nervoso e endócrino é de tal magnitude que pode-se considerar a existência de um sistema fisiológico dual neuro-endócrino. Em muitos casos, os elementos nervosos desse complexo orgânico fornecem informações sobre o ambiente externo, enquanto os componentes endócrinos regulam a resposta interna a essas informações. A função que regula o sistema endócrino é desempenhada, fundamentalmente, por uma região do cérebro denominada hipotálamo. A secreção das glândulas endócrinas, denominada secreção hormonal, ou simplesmente hormônio, atua com extraordinária eficácia e precisão na resposta às condições do ambiente. Algumas das principais glândulas endócrinas são a pituitária ou hipófise, de excepcional importância por sua capacidade de estimular outras glândulas; a tireóide, que favorece a respiração celular; e as paratireóides, que controlam o mecanismo do cálcio. Dos sistemas urogenital e digestivo fazem parte outras glândulas, como as supra-renais, que segregam adrenalina e esteróides; o pâncreas, que sintetiza a insulina; o estômago, que estimula a secreção de suco gástrico; o duodeno, que favorece a síntese da bílis e do suco pancreático; os testículos e o folículo do ovário, que promovem a função reprodutora mediante a secreção de hormônios sexuais; e o corpo lúteo do ovário, que estimula as secreções dos ovidutos e o crescimento do útero durante a gestação. Sistema endócrino dos invertebrados. Nos vermes planos, nos anelídeos, nos moluscos e nos equinodermos e artrópodes verifica-se produção de hormônios. Neles existe, portanto, um sistema endócrino, com variado grau de desenvolvimento em cada caso. Os crustáceos, porém, possuem diversas estruturas endócrinas: a glândula do seio, o órgão Y, o órgão pericárdico e outras. Nesses animais, os hormônios contidos no pedúnculo ocular influem na muda, na reprodução e no movimento do pigmento nas células retinianas e somáticas. Da mesma forma, os hormônios estão presentes tanto na muda quanto no amadurecimento dos insetos, seja por metamorfose completa ou incompleta. Assim, por exemplo, no barbeiro do gênero Rhodnius, o hormônio essencial que ativa as funções vitais passa por condutos nervosos até um órgão neuro-hemático, o corpo cardíaco, penetra no sangue e distribui-se por todo o corpo. Outra estrutura endócrina, o corpo alado, situa-se atrás do corpo cardíaco e segrega a neotenina, hormônio que estimula o crescimento e a diferenciação das estruturas larvais. Essa substância interage com outra, a ecdisona, para instigar o amadurecimento larval em cada uma de suas fases. Nos moluscos, a expansão e contração das células da pele que geram os pigmentos dependem fundamentalmente dos hormônios neurossecretores. Sua atividade permite às lulas e polvos mudar a cor da pele para se protegerem ou reagir a estímulos externos. Sistema endócrino dos vertebrados. Todas as funções vitais dos vertebrados são afetadas, ao menos em parte, pela ação fisiológica dos hormônios. Ao contrário dos demais grupos sistemáticos do reino animal, os vertebrados costumam apresentar em seu organismo glândulas endócrinas especializadas. Além disso, muitas funções dos vertebrados são condicionadas por células neurossecretoras que, com as células nervosas, reagem aos sinais dos hormônios para produzir substâncias que transmitem mensagens fisiológicas por meio de códigos bioquímicos. O sistema endócrino dos vertebrados compõe-se tanto de órgãos plenamente desenvolvidos quanto de células dispersas no interior de outros órgãos que têm outras funções. Estruturalmente, os elementos endócrinos caracterizam-se pela existência de células epiteliais de tipo glandular e pela presença de ampla rede vascular, com a qual as células estão em contato para receber do sangue os materiais necessários a sua ação e para segregar os produtos que sintetizam. A localização, estrutura e funções das glândulas endócrinas e dos elementos do sistema endócrino são suficientemente semelhantes em todos os vertebrados para que se possa considerá-los homólogos, diferenciados apenas em alguns aspectos estritos. Na maioria dos vertebrados as glândulas endócrinas incluem a hipófise ou pituitária, a pineal, a tireóide, as paratireóides, os corpos ultimobranquiais, as ilhotas de Langerhans, as supra-renais, as gônadas, partes das mucosas gástrica e intestinal e, em alguns mamíferos, a placenta. Os métodos de estudo das funções endócrinas baseiam-se em procedimentos tais como a extirpação de glândulas em animais adultos ou jovens, a implantação de glândulas em espécimes de idades diferentes, a administração de doses variáveis de substância glandular ou de seus extratos e a observação de animais com glândulas doentes. Glândulas endócrinas humanas. No organismo humano, a hipófise localiza-se na base do encéfalo. Pesa apenas meio grama, mas desempenha papel fundamental na regulação de muitas outras glândulas endócrinas. Segrega numerosos hormônios, como a tireotrofina, a adrenocorticotrofina, o hormônio luteinizante, a prolactina e o hormônio do crescimento. A escassez de sua secreção provoca o nanismo e seu excesso, o gigantismo. No lóbulo posterior dessa glândula sintetizam-se a oxitocina, que estimula a musculatura lisa do útero, e a vasopressina, que ativa a reabsorção de água no rim. Já a tireóide, integrada por dois lóbulos unidos por uma porção estreita denominada istmo, situada de ambos os lados da traquéia, abaixo da laringe, segrega a tiroxina, hormônio que regula o metabolismo corporal, o crescimento e o desenvolvimento sexual. A deficiência na função tireoidiana acarreta o bócio -- aumento crônico do tamanho da tireóide --, o cretinismo e o mixedema. Estes dois últimos estados patológicos caracterizam-se pela interrupção do desenvolvimento físico e mental, com aparecimento de distúrbios de índole vária. As paratireóides são dois pares de pequenas glândulas ovaladas situadas atrás da tireóide. Segregam o paratormônio, que regula a concentração de cálcio e fosfato no plasma sangüíneo e intervém no metabolismo hemático. As supra-renais são duas pequenas glândulas situadas nas extremidades superiores dos rins. A medula supra-renal, cujo funcionamento é regulado pelo sistema nervoso simpático, gera a epinefrina, ou adrenalina, e a norepinefrina, ou noradrenalina. A primeira atua para suprir as necessidades metabólicas urgentes da atividade intensa, aumentando a pressão sangüínea. A norepinefrina promove a contração dos vasos sangüíneos e o tônus muscular. O córtex supra-renal produz várias substâncias endócrinas, todas de natureza esteróide, de que a cortisona é a mais conhecida. Esse hormônio regula o metabolismo da água, dos minerais e dos carboidratos. Além disso, intervém na função renal e duplica as funções do hormônio sexual. Sob o esterno localiza-se o timo, ativo principalmente nos primeiros anos de vida, que influi no desenvolvimento das defesas imunológicas. As gônadas, ou glândulas sexuais, são, no homem, os testículos, e na mulher, os ovários. O hormônio testicular é a testosterona, e o dos folículos ovarianos, entre outros, o estriol. Nos ovários também se produzem a progesterona, que prepara o útero para receber o óvulo fecundado, e a relaxina, que facilita o parto. As mucosas gástrica e intestinal segregam a secretina e a gastrina, que desempenham importante função digestiva. Por fim, as ilhotas de Langerhans, pequenos grupos de células situadas dentro do pâncreas, geram o glucagon e a insulina. Sua função é regular a entrada de açúcar nas células dos músculos, nas células que sintetizam as gorduras e nos tecidos conjuntivos. As alterações na produção de insulina causam um distúrbio clínico de notável incidência, o diabetes. |
Sistema Endócrino
O sistema endócrino é constituído pelo conjunto de glândulas endócrinas, que são responsáveis pela produção de secreções denominadas hormônios.
O sistema endócrino forma mecanismos reguladores precisos, comunicando com o sistema nervoso, este por sua vez proporciona ao sistema endócrino informações a respeito do meio externo, ao passo que o sistema endócrino regula a resposta interna do organismo a esta informação. Sendo assim, o sistema endócrino e o sistema nervoso exercem ação na coordenação e regulação das funções corporais.
A hipófise, o hipotálamo, a tireóide, as supra-renais, o pâncreas e as gônadas (ovários e testículos) são os órgãos principais que formam o sistema endócrino.
A tireóide produz hormônios T3 (ou tri-iodotironina) e T 4 (ou tiroxina); é uma pequena glândula, situada na região anterior do pescoço, em frente a passagem do ar (traquéia) e abaixo do pomo-de-Adão. Esses hormônios são responsáveis pelo controle do metabolismo.
A função do pâncreas, glândula localizada atrás do estômago, é auxiliar na manutenção dos níveis normais de glicose no sangue através da insulina e do glucagon.
A hipófise possui uma função complexa e essencial para o bem-estar geral da pessoa. Divide-se em duas partes: a anterior (ou adeno hipófise) e a posterior (ou neuro-hipófise). A primeira é responsável pela produção dos hormônios prolactina, hormônio do crescimento, hormônio adrenocorticotrófico (ACTH), hormônio estimulador da tireóide (TSH), hormônio luteinizante (LH), hormônio folículo estimulante (FSH). A hipófise posterior armazena e secreta os hormônios ocitocina e o hormônio Anti-Diurético.
As supra-renais localizam-se acima dos rins e produz os hormônios cortisol, Aldosterona, Andrógenos adrenais, adrenalina e noradrenalina.
O hipotálamo é localizado acima da hipófise e produz hormônios que atuam diretamente na mesma, para estimular ou inibir a liberação dos hormônios hipofisários.
Os ovários são responsáveis pela produção do estrógeno e a progesterona, os dois hormônios sexuais, femininos mais importantes.
Os testículos produzem o hormônio sexual masculino, testosterona.
O sistema endócrino forma mecanismos reguladores precisos, comunicando com o sistema nervoso, este por sua vez proporciona ao sistema endócrino informações a respeito do meio externo, ao passo que o sistema endócrino regula a resposta interna do organismo a esta informação. Sendo assim, o sistema endócrino e o sistema nervoso exercem ação na coordenação e regulação das funções corporais.
A hipófise, o hipotálamo, a tireóide, as supra-renais, o pâncreas e as gônadas (ovários e testículos) são os órgãos principais que formam o sistema endócrino.
A tireóide produz hormônios T3 (ou tri-iodotironina) e T 4 (ou tiroxina); é uma pequena glândula, situada na região anterior do pescoço, em frente a passagem do ar (traquéia) e abaixo do pomo-de-Adão. Esses hormônios são responsáveis pelo controle do metabolismo.
A função do pâncreas, glândula localizada atrás do estômago, é auxiliar na manutenção dos níveis normais de glicose no sangue através da insulina e do glucagon.
A hipófise possui uma função complexa e essencial para o bem-estar geral da pessoa. Divide-se em duas partes: a anterior (ou adeno hipófise) e a posterior (ou neuro-hipófise). A primeira é responsável pela produção dos hormônios prolactina, hormônio do crescimento, hormônio adrenocorticotrófico (ACTH), hormônio estimulador da tireóide (TSH), hormônio luteinizante (LH), hormônio folículo estimulante (FSH). A hipófise posterior armazena e secreta os hormônios ocitocina e o hormônio Anti-Diurético.
As supra-renais localizam-se acima dos rins e produz os hormônios cortisol, Aldosterona, Andrógenos adrenais, adrenalina e noradrenalina.
O hipotálamo é localizado acima da hipófise e produz hormônios que atuam diretamente na mesma, para estimular ou inibir a liberação dos hormônios hipofisários.
Os ovários são responsáveis pela produção do estrógeno e a progesterona, os dois hormônios sexuais, femininos mais importantes.
Os testículos produzem o hormônio sexual masculino, testosterona.
A função do sistema endócrino é regular o metabolismo, o volume e o conteúdo de líquidos, crescimento, maturação, desenvolvimento sexual, senescência e o comportamento. Os sistemas nervoso e endócrino trabalham juntos para manter o homeostasia.
Os hormônios são moléculas sinalizadoras conduzidas pela circulação sanguínea (endócrina), por axônios neurais e circulação sanguínea(neuroendócrina) ou por difusão local(parácrina, autócrina).
As moléculas dos hormônios podem ser proteínas, peptídeos, catecolaminas, esteróides, derivados de aminoécidos ou prostanóides.
A síntese de hormônios peptídicos e protéicos envolve transcrição gênica, excisão e montagem do RNAm primário, tradução e subseqüente processamento de um produto primário do gene, chamado pró-hormônio. Tal processamento inclui a clivagem proteolítica, glicosilação e fosforilação. Hormônios tireoideanos e esteróides, catecolaminas e prostanóides são sintetizados a partir de precursores por reações enzimáticas múltiplas.
Os hormônios peptídicos e protéicos e as catecolaminas são estocados em grânulos e secretados por excocitose. O hormônio tireoideano é estocado dentro de moléculas protéicas em grandes quantidades; os hormônios esteróides não são estocados. Ambos são liberados por difusão.
Proteínas e peptídeos, catecolaminas e prostanóides agem em células-alvo através de receptores protéicos específicos localizados nas membranas plasmáticas. Os complexos hormônio-receptor traduzem os sinais por meio de segundos mensageiros. Proteínas G estimulatórias ou inibitórias geralmente ligam o receptor a mecanismos de membrana que geram AMP-c, Ca², diacil glicerol e trifosfato de inosital. Essas moléculas atuam intracelularmente aumentando ou reduzindo atividades enzimáticas. Outros receptores ativam sítios de tirosina cinase que posteriormente fosforilam enzimas e outras moléculas-chave. Todos esses efeitos são rápidos.
Os hormônios tireoideanos e esteróides e a vitamina D atuam por meio de receptores protéicos localizados no núcleo da célula. O complexo hormônio receptor interage com elementos do promotor ou elementos inibitórios nas moléculas de DNA, e com fatores de transcrição, induzindo ou reprimindo a expressão de genes-alvo. Isto leva ao aumento ou redução na concentração de enzimas e outras proteínas de célula. Esses efeitos são mais lentos do que aqueles dos hormônios que interagem com receptores da membrana plasmática.
A sensibilidade de um organismo à ação hormonal é expressa com a concentração do hormônio que produz metade da atividade máxima. A sensibilidade pode ser influenciada por mudanças no número de receptores, afinidade, degradação hormonal ou antagonistas competitivos. O efeito máximo produzido por concentrações saturantes do hormônio pode ser influenciado pelo número de células-alvo, número de receptores, concentração das enzimas-alvo ou antagonistas não competitivos.
A secreção hormonal é medida diretamente pelo gradiente de concentração arteriovenoso e taxas de fluxo através da glândula. Clinicamente, os níveis plasmáticos e as taxas de excreção urinária são usados como índices das taxas de secreção hormonal. Esses índices são válidos enquanto a remoção metabólica ou renal do hormônio está normal.
METABOLISMO CORPORAL TOTAL
A aquisição de energia como calorias dos carboidratos, gorduras e proteínas precisa ser igual ao gasto de energia se se deseja que o peso corporal permaneça constante. O gasto energético é composto de termogênese basal, induzida pela dieta e dos componentes da atividade sedentária, mais o exercício voluntário e necessidades do trabalho pesado. A taxa de metabolismo basal(60%-70% do total), proporcional à massa corporal, é, em parte, geneticamente determinada, e declina com o envelhecimento.
Os ácidos graxos são os principais combustíveis na maioria dos tecidos, exceto no sistema nervoso central e nas hemácias, onde a glicose é substrato oxidativo obrigatório. Dependendo da disponibilidade, os ácidos graxos e a glicose são substratos competitivos no músculo e no fígado. O uso de um substrato poupa o uso e pode aumentar a produção de outro substrato.
A oxidação dos ácidos graxos e o uso do acetil-CoA pelo ciclo de Krebs são os principais mecanismos bioquímicos que geram ATP pela fosforilação oxidativa. A eficiência global do rendimento energético é 65%. A glicose anaeróbica pode manter o gasto energético pelo músculo em exercício por apenas alguns minutos.
A energia é primariamente armazenada como triglicerídeos no tecido adiposo. Quantidades de energias menos prontamente mobilizáveis são armazenadas como proteínas. As reservas de carboidratos são triviais, e , portanto a produção eficiente de glicose no fígado é necessária para manter um suprimento para o cérebro.
Durante o jejum a longo prazo, a glicogênese a partir dos aminoácidos, glicerol e lactado é necessária para manter um metabolismo do sistema nervoso central e outras funções criticas que são dependentes da glicose. A via da glicogênese é parcialmente uma reversão da glicose, mas ela axige passos especiais do piruvato. O uso aumentado dos ácidos graxos durante o jejum aumenta enormemente os cetoácidos hidroxibutirato e acetoacenato.
A taxa de renovação da proteína endógena obriga a uma ingestão diária de proteínas , em particular dos aminoácidos essenciais com a leucina. Os aminoácidos essenciais são irreversivelmente degradados, e os seus esqueletos carbônicos não podem ser sintetizados. Os esqueletos carbônicos dos aminoácidos não-essenciais com a alanina são degradados e ressintetizados diariamente. A síntese protéica requer a disponibilidade de todos os 20 aminoácidos.
O metabolismo da gordura envolve várias partículas circulantes de lipoproteínas que transferem triglicerídeos e colesterol, originados da dieta ou da síntese hepática, para e dos tecidos periféricos e do fígado. As partículas de lipoproteína de baixa densidade, ricas em colesterol, exercem um papel no desenvolvimento da aterosclerose, enquanto as partículas de lipoproteínas de alta densidade tem um efeito protetor.
As necessidades energéticas durante o exercício são satisfeitas em seqüência pelo fosfato de creatina muscular mais ATP, glicogênio muscular armazenado, glicólise anaeróbica e, finalmente oxidação aeróbica da glicose e então dos ácidos graxos, que são captados do plasma. Estes substratos são supridos pela gliconenólise e gliconeogênese hepáticas e pela lipólise do tecido adiposo, respectivamente.
A correlação entre a ingestão e o gasto energético com as reservas energéticas é um processo complexo, controlado no hipotálamo. Este processo envolve numerosos neurotransmissores e neuromoduladores aminos e peptídeos. O hipotálamo sente a massa de tecido adiposo( reservas de energia), primariamente pela recepção da leptina, um sinal circulante gerado nas células adiposas. A obesidade pode resultar de um ponto de ajuste alterado das reservas energéticas, de uma ingesta calórica não-regulada ou de um uso diminuído da energia. A resistência à ação da leptina poderia ser uma causa de obesidade.
HORMÔNIOS DAS ILHOTAS PANCREÁTICAS
As ilhotas pancreáticas são composta de células secretoras de insulina, células secretoras de glucagon, células secretoras de somatostatina e células secretoras de polipeptídeo pancreático. A microarquitetura e os arranjos de fluxo sanguíneo permitem funcionamento parácrino e neurócrino, assim como comunicação direta célula a célula através de junções comunicantes.
A insulina é um grande hormônio glicorregulatório, antilipolítico, anticetogenico e anabólico. Ela consiste de dois peptídeos de cadeia reta unidos por ligações dissulfidicas e é sintetizada por um precursor na cadeia única.
A secreção da insulina é estimulada principalmente pela ingestão de glicose nos alimentos, mas também por outros nutrientes, peptídeos gastrintestinais e estímulos colinérgicos e adrenérgicos. A liberação é diminuída durante o jejum e por exercícios, ambas circunstâncias que requerem mobilização de estoques energéticos.
A insulina promove armazenamento de combustível. Seus efeitos ordenados de acordo com a dose crescente de insulina requerida para sua efetuação são a inibição de lipólise de tecido adiposo e de cetogenese, inibição de glicogenólise hepática, gliconeogenese e liberação de glicose, inibição de proteólise muscular, estimulo da captação de glicose muscular e armazenamento como glicogênio.
A insulina também estimula a captação celular de aminoácidos, potássio, fosfato e magnésio, assim como a síntese de inúmeras proteínas.
A insulina age através de um receptor de membrana plasmática que se liga à insulina, e então se fosforila em resíduos de tirosina específicos e portanto, adquire atividade externa de tirosina cinase. O receptor ativado fosforila quatro substratos do receptor da insulina. Desta fosforilação flui uma cascata de modulação das atividades de numerozas enzimas envolvidad no metabolismo da glicose e dos ácidos graxos. Além disso, a transcrição gênica de numerosas enzimas e proteínas essenciais para o crescimento celular é induzida ou reprimida.
A insulina diminui os níveis plasmáticos de glicose, ácidos graxos livres, cetoacidos, glicerol e aminoácidos de cadeia ramificada e outros. A deficiência da insulina leva a hiperglicemia, perda de massa magra e massa de tecido adiposo, atrasa o crescimento e por fim provoca cetoacidose metabólica.
O glucagon é um peptídeo de cadeia reta liberado em resposta a hipoglicemia e aminoácidos. Sua secreção é suprimida pela glicose e insulina. A secreção de glucagon aumenta durante jejum prolongado e exercícios.
A somatostatina é um neuropeptideo de origem tanto de células das ilhotas pancreáticas quanto intestinal. Ela diminui a motilidade do trato gastrintestinal, as secreções gastrintestinais, a digestão e a absorção de nutrientes e a secreção tanto de insulina quanto de glucagon. A somatostatina é secreta em resposta a refeições, suas ações somadas àquelas da insulina e do glucagon, provavelmente coordenam a ingesta de nutrientes com a eliminação de substratos.
PRINCÍPIOS DA FISIOLOGIA ENDÓCRINA
REGULAÇÃO ENDÓCRINA DO METABOLISMO DO CÁLCIO E DO FOSFATO
O cálcio participa criticamente em uma gama de funções biológicas, incluindo neurotransmissão, ação e secreção hormonal, atividades enzimáticas, contração muscular e coagulação sanguínea. O cálcio é também o principal mineral que contribui para a integridade estrutural do esqueleto e dos dentes.
O fosfato é critico para todas as principais via enzimáticas envolvidas na geração de energia, disponibilidade de substrato, síntese de proteínas e outras macromoléculas. O fosfato é também o principal ânion parceiro do cálcio na estrutura óssea.
O equilíbrio do cálcio e a homeostase plasmática do cálcio dependem da ingestão da dieta, da absorção gastrintestinal fracional, da regulação da excreção renal e do movimento interno de cálcio para dentro e para fora dos reservatórios do esqueleto.
O equilíbrio do fosfato e a homeostase plasmática do fosfato refletem a ingestão da dieta, a excreção renal e os deslocamentos internos entre o liquido extracelular, os grandes conteúdos dos tecidos moles e o reservatório do esqueleto.
Os hormônios são moléculas sinalizadoras conduzidas pela circulação sanguínea (endócrina), por axônios neurais e circulação sanguínea(neuroendócrina) ou por difusão local(parácrina, autócrina).
As moléculas dos hormônios podem ser proteínas, peptídeos, catecolaminas, esteróides, derivados de aminoécidos ou prostanóides.
A síntese de hormônios peptídicos e protéicos envolve transcrição gênica, excisão e montagem do RNAm primário, tradução e subseqüente processamento de um produto primário do gene, chamado pró-hormônio. Tal processamento inclui a clivagem proteolítica, glicosilação e fosforilação. Hormônios tireoideanos e esteróides, catecolaminas e prostanóides são sintetizados a partir de precursores por reações enzimáticas múltiplas.
Os hormônios peptídicos e protéicos e as catecolaminas são estocados em grânulos e secretados por excocitose. O hormônio tireoideano é estocado dentro de moléculas protéicas em grandes quantidades; os hormônios esteróides não são estocados. Ambos são liberados por difusão.
Proteínas e peptídeos, catecolaminas e prostanóides agem em células-alvo através de receptores protéicos específicos localizados nas membranas plasmáticas. Os complexos hormônio-receptor traduzem os sinais por meio de segundos mensageiros. Proteínas G estimulatórias ou inibitórias geralmente ligam o receptor a mecanismos de membrana que geram AMP-c, Ca², diacil glicerol e trifosfato de inosital. Essas moléculas atuam intracelularmente aumentando ou reduzindo atividades enzimáticas. Outros receptores ativam sítios de tirosina cinase que posteriormente fosforilam enzimas e outras moléculas-chave. Todos esses efeitos são rápidos.
Os hormônios tireoideanos e esteróides e a vitamina D atuam por meio de receptores protéicos localizados no núcleo da célula. O complexo hormônio receptor interage com elementos do promotor ou elementos inibitórios nas moléculas de DNA, e com fatores de transcrição, induzindo ou reprimindo a expressão de genes-alvo. Isto leva ao aumento ou redução na concentração de enzimas e outras proteínas de célula. Esses efeitos são mais lentos do que aqueles dos hormônios que interagem com receptores da membrana plasmática.
A sensibilidade de um organismo à ação hormonal é expressa com a concentração do hormônio que produz metade da atividade máxima. A sensibilidade pode ser influenciada por mudanças no número de receptores, afinidade, degradação hormonal ou antagonistas competitivos. O efeito máximo produzido por concentrações saturantes do hormônio pode ser influenciado pelo número de células-alvo, número de receptores, concentração das enzimas-alvo ou antagonistas não competitivos.
A secreção hormonal é medida diretamente pelo gradiente de concentração arteriovenoso e taxas de fluxo através da glândula. Clinicamente, os níveis plasmáticos e as taxas de excreção urinária são usados como índices das taxas de secreção hormonal. Esses índices são válidos enquanto a remoção metabólica ou renal do hormônio está normal.
METABOLISMO CORPORAL TOTAL
A aquisição de energia como calorias dos carboidratos, gorduras e proteínas precisa ser igual ao gasto de energia se se deseja que o peso corporal permaneça constante. O gasto energético é composto de termogênese basal, induzida pela dieta e dos componentes da atividade sedentária, mais o exercício voluntário e necessidades do trabalho pesado. A taxa de metabolismo basal(60%-70% do total), proporcional à massa corporal, é, em parte, geneticamente determinada, e declina com o envelhecimento.
Os ácidos graxos são os principais combustíveis na maioria dos tecidos, exceto no sistema nervoso central e nas hemácias, onde a glicose é substrato oxidativo obrigatório. Dependendo da disponibilidade, os ácidos graxos e a glicose são substratos competitivos no músculo e no fígado. O uso de um substrato poupa o uso e pode aumentar a produção de outro substrato.
A oxidação dos ácidos graxos e o uso do acetil-CoA pelo ciclo de Krebs são os principais mecanismos bioquímicos que geram ATP pela fosforilação oxidativa. A eficiência global do rendimento energético é 65%. A glicose anaeróbica pode manter o gasto energético pelo músculo em exercício por apenas alguns minutos.
A energia é primariamente armazenada como triglicerídeos no tecido adiposo. Quantidades de energias menos prontamente mobilizáveis são armazenadas como proteínas. As reservas de carboidratos são triviais, e , portanto a produção eficiente de glicose no fígado é necessária para manter um suprimento para o cérebro.
Durante o jejum a longo prazo, a glicogênese a partir dos aminoácidos, glicerol e lactado é necessária para manter um metabolismo do sistema nervoso central e outras funções criticas que são dependentes da glicose. A via da glicogênese é parcialmente uma reversão da glicose, mas ela axige passos especiais do piruvato. O uso aumentado dos ácidos graxos durante o jejum aumenta enormemente os cetoácidos hidroxibutirato e acetoacenato.
A taxa de renovação da proteína endógena obriga a uma ingestão diária de proteínas , em particular dos aminoácidos essenciais com a leucina. Os aminoácidos essenciais são irreversivelmente degradados, e os seus esqueletos carbônicos não podem ser sintetizados. Os esqueletos carbônicos dos aminoácidos não-essenciais com a alanina são degradados e ressintetizados diariamente. A síntese protéica requer a disponibilidade de todos os 20 aminoácidos.
O metabolismo da gordura envolve várias partículas circulantes de lipoproteínas que transferem triglicerídeos e colesterol, originados da dieta ou da síntese hepática, para e dos tecidos periféricos e do fígado. As partículas de lipoproteína de baixa densidade, ricas em colesterol, exercem um papel no desenvolvimento da aterosclerose, enquanto as partículas de lipoproteínas de alta densidade tem um efeito protetor.
As necessidades energéticas durante o exercício são satisfeitas em seqüência pelo fosfato de creatina muscular mais ATP, glicogênio muscular armazenado, glicólise anaeróbica e, finalmente oxidação aeróbica da glicose e então dos ácidos graxos, que são captados do plasma. Estes substratos são supridos pela gliconenólise e gliconeogênese hepáticas e pela lipólise do tecido adiposo, respectivamente.
A correlação entre a ingestão e o gasto energético com as reservas energéticas é um processo complexo, controlado no hipotálamo. Este processo envolve numerosos neurotransmissores e neuromoduladores aminos e peptídeos. O hipotálamo sente a massa de tecido adiposo( reservas de energia), primariamente pela recepção da leptina, um sinal circulante gerado nas células adiposas. A obesidade pode resultar de um ponto de ajuste alterado das reservas energéticas, de uma ingesta calórica não-regulada ou de um uso diminuído da energia. A resistência à ação da leptina poderia ser uma causa de obesidade.
HORMÔNIOS DAS ILHOTAS PANCREÁTICAS
As ilhotas pancreáticas são composta de células secretoras de insulina, células secretoras de glucagon, células secretoras de somatostatina e células secretoras de polipeptídeo pancreático. A microarquitetura e os arranjos de fluxo sanguíneo permitem funcionamento parácrino e neurócrino, assim como comunicação direta célula a célula através de junções comunicantes.
A insulina é um grande hormônio glicorregulatório, antilipolítico, anticetogenico e anabólico. Ela consiste de dois peptídeos de cadeia reta unidos por ligações dissulfidicas e é sintetizada por um precursor na cadeia única.
A secreção da insulina é estimulada principalmente pela ingestão de glicose nos alimentos, mas também por outros nutrientes, peptídeos gastrintestinais e estímulos colinérgicos e adrenérgicos. A liberação é diminuída durante o jejum e por exercícios, ambas circunstâncias que requerem mobilização de estoques energéticos.
A insulina promove armazenamento de combustível. Seus efeitos ordenados de acordo com a dose crescente de insulina requerida para sua efetuação são a inibição de lipólise de tecido adiposo e de cetogenese, inibição de glicogenólise hepática, gliconeogenese e liberação de glicose, inibição de proteólise muscular, estimulo da captação de glicose muscular e armazenamento como glicogênio.
A insulina também estimula a captação celular de aminoácidos, potássio, fosfato e magnésio, assim como a síntese de inúmeras proteínas.
A insulina age através de um receptor de membrana plasmática que se liga à insulina, e então se fosforila em resíduos de tirosina específicos e portanto, adquire atividade externa de tirosina cinase. O receptor ativado fosforila quatro substratos do receptor da insulina. Desta fosforilação flui uma cascata de modulação das atividades de numerozas enzimas envolvidad no metabolismo da glicose e dos ácidos graxos. Além disso, a transcrição gênica de numerosas enzimas e proteínas essenciais para o crescimento celular é induzida ou reprimida.
A insulina diminui os níveis plasmáticos de glicose, ácidos graxos livres, cetoacidos, glicerol e aminoácidos de cadeia ramificada e outros. A deficiência da insulina leva a hiperglicemia, perda de massa magra e massa de tecido adiposo, atrasa o crescimento e por fim provoca cetoacidose metabólica.
O glucagon é um peptídeo de cadeia reta liberado em resposta a hipoglicemia e aminoácidos. Sua secreção é suprimida pela glicose e insulina. A secreção de glucagon aumenta durante jejum prolongado e exercícios.
A somatostatina é um neuropeptideo de origem tanto de células das ilhotas pancreáticas quanto intestinal. Ela diminui a motilidade do trato gastrintestinal, as secreções gastrintestinais, a digestão e a absorção de nutrientes e a secreção tanto de insulina quanto de glucagon. A somatostatina é secreta em resposta a refeições, suas ações somadas àquelas da insulina e do glucagon, provavelmente coordenam a ingesta de nutrientes com a eliminação de substratos.
PRINCÍPIOS DA FISIOLOGIA ENDÓCRINA
REGULAÇÃO ENDÓCRINA DO METABOLISMO DO CÁLCIO E DO FOSFATO
O cálcio participa criticamente em uma gama de funções biológicas, incluindo neurotransmissão, ação e secreção hormonal, atividades enzimáticas, contração muscular e coagulação sanguínea. O cálcio é também o principal mineral que contribui para a integridade estrutural do esqueleto e dos dentes.
O fosfato é critico para todas as principais via enzimáticas envolvidas na geração de energia, disponibilidade de substrato, síntese de proteínas e outras macromoléculas. O fosfato é também o principal ânion parceiro do cálcio na estrutura óssea.
O equilíbrio do cálcio e a homeostase plasmática do cálcio dependem da ingestão da dieta, da absorção gastrintestinal fracional, da regulação da excreção renal e do movimento interno de cálcio para dentro e para fora dos reservatórios do esqueleto.
O equilíbrio do fosfato e a homeostase plasmática do fosfato refletem a ingestão da dieta, a excreção renal e os deslocamentos internos entre o liquido extracelular, os grandes conteúdos dos tecidos moles e o reservatório do esqueleto.
Distúrbios Hormonais – Ilhotas Pancreáticas ou Langerhans
As ilhotas produzem diversos tipos de hormônios, como por exemplo, as células beta, mais conhecidas como insulina, as células alfa, mais conhecidas como glucagon e as células delta, mais conhecidas como somatostatina, abaixo vou falar mais sobre cada hormônio produzido pelas ilhotas pancreáticas.
Insulina - É responsável pela redução da taxa de glicose no sangue, pelo consumo de carboidratos, gorduras e proteínas. Quando a pouca produção de insulina, a glicose de acumula no sangue e também na urina, é a chamada Diabetes Mellitus, mas existem outras doenças relacionadas a má produção de insulina no sangue.
Diabetes Mellitus - Doença que se forma no organismo pelo aumento de glicose, ou açúcar no sangue, como nada em excesso é bom, a glicose em excesso no organismo também trás várias complicações. Alguns sintomas ou conseqüências que uma pessoa com diabetes mellitus pode apresentar são: infarto, derrame cerebral, insuficiência renal, problemas visuais e feridas que demoram muito pra cicatrizar. Não a cura para a diabetes mellitus, mas há tratamentos muito eficazes que se seguidos “direitinho” lhe darão qualidade de vida e saúde. Ainda dentro do assunto sobre diabetes, gostaria de ressaltar que existem dois tipos delas: Diabetes mellitus tipo 1, é quando a glicose produzida em pequenas quantidades se armazenam no sangue, e também há produção de anticorpos de insulina (doença auto-imune). Diabetes mellitus tipo 2, neste caso com produção de insulina normal, porém com os receptores deficientes, a glicose não consegue chegar onde precisa aumentando também a concentração da mesma no sangue. Uma das causas principais para o aparecimento do diabetes tanto tipo 1 quanto tipo 2 é a genética.
Glucagon - Também conhecida como Glucagina, sua função mais conhecida é aumentar a quantidade de glicose no sangue, contrapondo-se aos efeitos da insulina. O glucagon age no organismo na conversão de determinadas moléculas, por conseqüência a isso há imediata produção e liberação de glicose pelo fígado.
Somatostatina - Hormônio protéico, que age na indiretamente na regulação de glicose, inibindo a secreção da insulina e do glucagon. A somatostatina em excesso ou em falta no organismo gera deficiência da absorção de carboidratos. Esse hormônio atua de diversas formas em nosso organismo inibindo diversos hormônios de serem produzidos de mais causando transtornos em nosso dia-a-dia, veja alguns hormônios que são inibidos pela somatostatina: Hormônio do crescimento, hormônio estimulante da tireóide, hormônios gastrintestinais, insulina e glucagon. A deficiência da somatostatina em nosso organismo pode ser corrigida através de medicamentos que irá simular a produção do hormônio no organismo.
Tipos de células
Os hormônios produzidos nas ilhotas de Langerhans são secretados diretamente na circulação sanguínea por (pelo menos) quatro tipos diferentes de células:
Células alfa (A) que secretam glucagon (25 por cento das células da ilhota)
Células beta (B) que secretam insulina e amilina (60 por cento)
Células delta (D) que produzem somatostatina (3-10%)
Células PP (F) que contém um polipeptídeo pancreático (1%)
Os ilhéus podem influenciar-se entre si através de comunicação parácrina e autócrina, e as células beta são acopladas eletricamente a células beta (mas não a outros tipos de células).
Como tratamento para o diabetes tipo I
Como os ilhéus de Langerhans são destruídas na diabetes tipo I, pesquisadores estão buscando ativamente uma tecnologia de transplante de ilhotas como um meio de curar essa doença, em substituição ao transplante de pâncreas. O procedimento é relativamente simples, tem poucas complicações e exige uma hospitalização de curta duração. O grande problema é a obtenção das células, que são originárias de cadáveres. São necessários em média três doadores para se conseguir um número razoável de células.
Insulina - É responsável pela redução da taxa de glicose no sangue, pelo consumo de carboidratos, gorduras e proteínas. Quando a pouca produção de insulina, a glicose de acumula no sangue e também na urina, é a chamada Diabetes Mellitus, mas existem outras doenças relacionadas a má produção de insulina no sangue.
Diabetes Mellitus - Doença que se forma no organismo pelo aumento de glicose, ou açúcar no sangue, como nada em excesso é bom, a glicose em excesso no organismo também trás várias complicações. Alguns sintomas ou conseqüências que uma pessoa com diabetes mellitus pode apresentar são: infarto, derrame cerebral, insuficiência renal, problemas visuais e feridas que demoram muito pra cicatrizar. Não a cura para a diabetes mellitus, mas há tratamentos muito eficazes que se seguidos “direitinho” lhe darão qualidade de vida e saúde. Ainda dentro do assunto sobre diabetes, gostaria de ressaltar que existem dois tipos delas: Diabetes mellitus tipo 1, é quando a glicose produzida em pequenas quantidades se armazenam no sangue, e também há produção de anticorpos de insulina (doença auto-imune). Diabetes mellitus tipo 2, neste caso com produção de insulina normal, porém com os receptores deficientes, a glicose não consegue chegar onde precisa aumentando também a concentração da mesma no sangue. Uma das causas principais para o aparecimento do diabetes tanto tipo 1 quanto tipo 2 é a genética.
Glucagon - Também conhecida como Glucagina, sua função mais conhecida é aumentar a quantidade de glicose no sangue, contrapondo-se aos efeitos da insulina. O glucagon age no organismo na conversão de determinadas moléculas, por conseqüência a isso há imediata produção e liberação de glicose pelo fígado.
Somatostatina - Hormônio protéico, que age na indiretamente na regulação de glicose, inibindo a secreção da insulina e do glucagon. A somatostatina em excesso ou em falta no organismo gera deficiência da absorção de carboidratos. Esse hormônio atua de diversas formas em nosso organismo inibindo diversos hormônios de serem produzidos de mais causando transtornos em nosso dia-a-dia, veja alguns hormônios que são inibidos pela somatostatina: Hormônio do crescimento, hormônio estimulante da tireóide, hormônios gastrintestinais, insulina e glucagon. A deficiência da somatostatina em nosso organismo pode ser corrigida através de medicamentos que irá simular a produção do hormônio no organismo.
Tipos de células
Os hormônios produzidos nas ilhotas de Langerhans são secretados diretamente na circulação sanguínea por (pelo menos) quatro tipos diferentes de células:
Células alfa (A) que secretam glucagon (25 por cento das células da ilhota)
Células beta (B) que secretam insulina e amilina (60 por cento)
Células delta (D) que produzem somatostatina (3-10%)
Células PP (F) que contém um polipeptídeo pancreático (1%)
Os ilhéus podem influenciar-se entre si através de comunicação parácrina e autócrina, e as células beta são acopladas eletricamente a células beta (mas não a outros tipos de células).
Como tratamento para o diabetes tipo I
Como os ilhéus de Langerhans são destruídas na diabetes tipo I, pesquisadores estão buscando ativamente uma tecnologia de transplante de ilhotas como um meio de curar essa doença, em substituição ao transplante de pâncreas. O procedimento é relativamente simples, tem poucas complicações e exige uma hospitalização de curta duração. O grande problema é a obtenção das células, que são originárias de cadáveres. São necessários em média três doadores para se conseguir um número razoável de células.
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