UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO CENTRO DE … · Degradação e desiodinação(desiodinase) de MIT e DIT 9. Reoxidaçãodo I-BIOSSÍNTESE DE NEUROTRANSMISORES NereideMagalhães,

UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCOCENTRO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICASDEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA

HORMÔNIOS E REGULAÇÃO METABÓLICA

Profa. Dra. Nereide Magalhães

Recife, fevereiro de 2005

MECANISMOS DE AÇÃO DOS HORMÔNIOS NITROGENADOS

Nereide Magalhães, DBioq, UFPE



Receptores Membranares 7 hélices (TMS)

Segundos mensageiros: cAMP, IP3, DAG, Ca 2+

Receptores Membranares 1 hélice (Enzimáticos)

Tirosina quinase e Guanilil ciclase

Receptores intracelulares

Expressão gênica

MECANISMOS DA AÇÃO HORMONALMECANISMOS DA AÇÃO HORMONALMECANISMOS DA AÇÃO HORMONALMECANISMOS DA AÇÃO HORMONALNereide Magalhães, DBioq, UFPE

Garrett & Grisham, 1995.Figure 1. Mecanismos de ação dos hormônios nitrogenados e esteróides.

MECANISMOS DA AÇÃO HORMONALMECANISMOS DA AÇÃO HORMONALMECANISMOS DA AÇÃO HORMONALMECANISMOS DA AÇÃO HORMONALNereide Magalhães, DBioq, UFPE

Garrett & Grisham, 1995.

Figure 2. Mecanismos de ação dos hormônios nitrogenados através do

cAMP.

MECANISMO DA AÇÃO HORMONALMECANISMO DA AÇÃO HORMONALMECANISMO DA AÇÃO HORMONALMECANISMO DA AÇÃO HORMONALNereide Magalhães, DBioq, UFPE


Figure 3. Ativação da adenilato ciclase pela proteina G.

Segundo

mensageiro: cAMP

Mediador: proteína G


Garrett & Grisham, 1995.Figure 4. Ativação da adenilato ciclase pela proteina G.



Lehninger, 2000.Figura 5. Auto-inativação da proteína Gs.



Lehninger, 2000.

Figura 6. A toxina da cólera é uma enzima que catalisa o tranferência da parte ADP-ribose do NAD+

para a proteína Gs mantendo-a ativada. Em conseqüência, a adenilato ciclase das células intestinais

catalisa grande produção de cAMP o que promove a entrada de Cl-, HCO3 a água no lumen intestinal..



Figure 7. Modulação da atividade da adenilato ciclase pelas proteínas G

estimulatória (Gs) e inibitória (Gi).



Lehninger, 2000.

Figura 8. Ativação da proteína quinase pelo cAMP.

REGULAÇÃO HORMONAL DO METABOLISMO


ADRENALINAAge no músculo, tecido adiposo e fígado para sinalizar uma atividade iminente.

Figura 9. mecanismo da adrenalina via cAMP.



Lehninger, 2000.

Figura 10. Mecanismo de ação através do IP3.



Figure 11. Segundos mensageiros

oriundos da clivagem do

fosfatidilinositol.

Segundos

mensageiros:

IP3 fosfatidilinositol

trifosfato

DAG diacilglicerol



Figure 12. Biossíntese e catabolismo do fosfatidilinositol.



Figure 13. Fosfatidilinositol trifosfato induz a liberação de cálcio do RE.



Figure 14. IP3 e DAG como segundo mensageiros na transmissão do sinal

TRANSMISSÃO DO IMPULSO ELÉTRICO PELO CÉREBRO

Figura 15. mecanismo de ação através de

canais iônicos.

Lehninger, 2000.




Lehninger, 2000.

Figura 16. Mecanismo de ação através do cAMP e IP3.

MECANISMOS DE AÇÃO DOS HORMÔNIOS



Figura 17. Tipos de receptores tirosina quinase: classe I – EGF (fator de crecimento epidermóide) ,

classe II – receptor de insulina, classe III – receptor de fator de crescimento de plaquetas.

MECANISMOS DE AÇÃO DOS HORMÔNIOSNereide Magalhães, DBioq, UFPE


Figura 18. Receptores tipo tirosina quinase.



Lehninger, 2000.

Figura 19. Mecanismo de ação da insulina

Via receptor tirosina quinase.

Receptor: tirosina quinase



Lehninger, 2000.

Figura 19. Mecanismo de ação da insulina

Via receptor tirosina quinase com regulação

da expressão gênica.

MECANISMOS DE AÇÃO DOS HORMÔNIOS


Lehninger, 2000.

Figura 20. Mecanismo de ação com recpetores nucleares para modulação da

expressão gênica.

BIOSSÍNTESE DE HORMÔNIOS PEPTÍDICOS E DERIVADOS DE

AMINOÁCIDOS


BIOSSÍNTESE DE HORMÔNIOS PEPTÍDICOS


Lehninger, 2000.

Figura 22. Biossíntese de hormônios peptídicos a

partir da proopiomelacortina (POMC).

Clivagens proteolíticas do

precursor POMC:

ACTH, ββββ e γγγγ-lipotropina, α, α, α, α,

β,β,β,β,γγγγ-MSH (hormônio esti-

mulante de melanócitos),

CLIP C (peptídeo interme-

diáio semelhante a corti-

cotropina), ββββ-endorfina e

Met-encefalina.

Pontos de clivagem: Arg-

Lys, Lys-Lys, Lys-Arg.

BIOSSÍNTESE DE HORMÔNIOS PEPTÍDICOS


Lehninger, 2000.Figura 23. Biossíntese da insulina na forma de pré-proinsulina.

BIOSSÍNTESE DE HORMÔNIOS DA TIREÓIDE


Murray et al., 1996.

Figura 24. Biossíntese dos hormônios da tireóide a partir da tirosina.

1. Iodinação da tirosina

3-Monoiodotirosina (MIT)

3,5-Diiodotirosina (DIT)

2. Conjugação de resíduos idinados

MIT + DIT = 3,5,3’-triiodotironina (T3)

DIT + DIT = 3,5,3’,5’-tetraiodotironina

tiroxina (T4)

MIT + DIT = 3,3’,5’-triiodotironina

T3 inverso (iT3)

BIOSSÍNTESE DE HORMÔNIOS DA TIREÓIDENereide Magalhães, DBioq, UFPE

Murray et al., 1996.Figura 25. Biossíntese dos hormônios da tireóide a partir da tirosina.

BIOSSÍNTESE DE HORMÔNIOS DA TIREÓIDE


1. Captura de iodo (I-) pela células com transporte ativo

(Bomba Na+,K+, ATPase)

Espaço folicular

2. Oxidação do I- (iodeto) a I+ (iodato) pela peroxidase

que exige NAPDH como coenzima

3. Iodinação de resíduos de tirosina da Tireoglobulina

(Tgb)

3-Monoiodotirosina (MIT)

3,5-Diiodotirosina (DIT)

BIOSSÍNTESE DE HORMÔNIOS DA TIREÓIDENereide Magalhães, DBioq, UFPE

4. Conjugação de resíduos iodinados MIT e DIT (Tgb)

MIT + DIT = 3,5,3’-triiodotironina (T3)

DIT + DIT = 3,5,3’,5’-tetraiodotirosina

tiroxina (T4)

MIT + DIT = 3,3’,5’-triiodotironina

T3 inverso (iT3)

5. Fagocitose do complexo MIT, DIT,Tgb

6. Hidrólise enzimática nos lisossomas do complexo MIT, DIT,Tgb

7. Liberação de T3 e T4

8. Degradação e desiodinação (desiodinase) de MIT e DIT

9. Reoxidação do I-

BIOSSÍNTESE DE NEUROTRANSMISORESNereide Magalhães, DBioq, UFPE

Lehninger, 2000.

Figura 26. Biossíntese de catecolaminas e neurotransmissores a partir de aminoácidos.

BIOSSÍNTESE DE EICOSANÓIDESNereide Magalhães, DBioq, UFPE

Lehninger, 2000.

Figura 27. Biossíntese de prostaglandinas, tromboxanano e leucotrienos a partir do ácido araquidônico.

RECEPTORES• Os hormônios interagem com receptores específicos nas células alvo.

• Cada tipo de célula possui combinações próprias de receptores hormonais, o que define a faixa de sensibilidade da resposta hormonal.

• Células diferentes com o mesmo tipo de receptor pode possuir diferentes iniciadores intracelulares e, por essa razão, respondem de forma diferente ao mesmo hormônio.


INTEGRAÇÃO E REGULAÇÃO HORMONAL DO METABOLISMO


INTEGRAÇÃO E REGULAÇÃO HORMONAL DO METABOLISMO


Lehninger, 2000.

Figura 30. Deficiência de leptina (hormônio

controlador do comportamento alimentar).

METABOLISMO DOS CARBOIDRATOS

Figura 31. Vias Metabólicas para Glicose 6-fosfato no Fígado.Lehninger, 2000.


METABOLISMO DOS AMINOÁCIDOS

Figura 32. Metabolismo dos aminoácidos no Fígado.Lehninger, 2000.


METABOLISMO DOS ÁCIDOS GRAXOS

Figura 33. Metabolismo dos ácidos graxos no Fígado.Lehninger, 2000.


TRABALHO DO MÚSCULO ESQUELÉTICO COM ENERGIA DO ATP

Figura 34. Cooperação metabólica entre o músculo esquelético e o Fígado.Lehninger, 2000.


TRABALHO DO MÚSCULO ESQUELÉTICO COM ENERGIA DO ATP


• Ciclo de Cori (glicose lactato glicose)

Músculos em atividade extrema utilizam

glicogênio como fonte de Energia gerando

lactato na glicólise.

Na recuperação o lactato é convertido a glicose

no fígado via gliconeogênese. A glicose volta

ao músculo para manter o glicogênio muscular

(armazenamento de energia).

TRABALHO DO MÚSCULO CARDÍACO

Figura 35. Microfotografia eletrônica do músculo cardíaco.Lehninger, 2000.


Metabolismo aeróbico

Mitocôndria: piruvato, ácidos

graxos e corpos cetônicos

oxidados para síntese de ATP.

Bombeamento de sangue: 6

l/min (~350 l/h)


As fontes de energia no cérebro variam de

acordo com o estado nutricional

1.Dieta normal: Glicose (principal fonte)

2. No jejum prolongado: Corpos cetônicos

são utilizados na forma de ββββ-hidroxibutirato.



Figura 36. Metabolismo da glicose no cérebro. Tomografia de varredura de

emissão de pósitrons (PET): a) indivíduo em repouso; b) após vigília de 48h.

Lehninger, 2000.


METABOLISMO DO CÉREBRO DURANTE JEJUM PROLONGADO


Lehninger, 2000.

Figura 37.

METABOLISMO DO CÉREBRO DURANTE JEJUM PROLONGADO


Lehninger, 2000.

Figura 38.

TRANSPORTE DE OXIGÊNIO, METABÓLITOS E HORMÔNIOS PELO SANGUE

Figura 39. Composição do sangue.Lehninger, 2000.


Glicose sanguínea normal= 4,5 mM



Lehninger, 2000.


ADRENALINA Sinaliza atividade iminente

Músculos, tecido adipose e fígado

Glicogênio Glicose Lactato

+ Glicogênio fosforilase ATP

Glicose Glicogênio

- Glicogênio fosforilase



Lehninger, 2000.


Figura 40.

Regulação da Glicose Sanguínea

Glucagon

GlicogenóliseGliconeogênese

InsulinaGlicogêneseGlicólise

InsulinaGlicólise

Glicogênese

Lehninger, 2000.


Figura 41.


GLUCAGON Sinaliza baixa da Glicose sanguínea

Músculos, tecido adiposo e fígado

Glicogênio Glicose

+ Glicogênio fosforilase

Piruvato Glicose

↓[Frutose 2,6-difosfato]

- Piruvato quinase ↑ PEP



Lehninger, 2000.


GLUCAGON Músculos

Glicogênio glicose+ glicogênio fosforilase

- glicogênio sintase


Lehninger, 2000.


GLUCAGON

Figura 42.

Figura 43.



GLUCAGON

Mecanismos:

Inibe a piruvato quinase

↑↑↑↑ [PEP] Gliconeogênese

Figura 44.



GLUCAGON Fígado

Piruvato Glicose + gliconeogênese

- glicólise

Mecanismos:

↓[Frutose 2,6-difosfato] inibidor da frutose 1,6-difosfato

Ativador da fosfofrutoquinase

Inibe a piruvato quinase ↑↑↑↑ [PEP] Gliconeogênese



GLUCAGON Tecido adiposo

Triacilgliceróis ácidos graxos+ triacilglicerol lipase

Fígado

Tecidos

•Síntese e liberação de Glicose para o cérebro

•Liberação de ácidos graxos pelo tecido adiposo


↓ [Glicose] GLUCAGON Tecidos

+ Glicogenólise Glicogênio Glicose

+ Gliconeogênese Piruvato Glicose

ADRENALINA Tecidos

Músculos, pulmão, coração

Prepara os tecidos para aumento de atividade


Glicose sanguínea normal= 4,5 mM


↑ [Glicose] INSULINA Tecidos

+ Glicogênese Glicose Glicogênio

+ Lipogênese Glicose Triacilgliceróis



INSULINA


Lehninger, 2000.

Figura 45. Insulina na glucose sanguínea

ESTRUTURA DA INSULINA


Lehninger, 2000.Figura 46.

• Tecido adiposo

Triacilglicerol ácidos graxos tecidos+glicerol (fígado) glicose

• Músculos⊕PEP carboxiquinase

Proteínas aminoácidos fígado glicose(não essencial) gliconênese

fígadoglicogênio

Diabetis mellitus

• Deficiência na secreção de insulina

• Diminuição da ação

TIPO I- insulina dependentes (IDDM) juvenil

TIPO II- insulina não dependente (NIDDM) senil

Poliúria × polidipsia

Glicosúria, cetosis, cetonening (sangue), cetonúria (urina)

↑ [corpos cetônicos] = acetato, b-isobutirato

↑ Produção de ácidos carboxílicos � ↓ pH (acidose)

cetoacidose

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