HormôNios IntroduçAo2000

UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO

CENTRO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS

DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA

HORMÔNIOS E REGULAÇÃO METABÓLICA

Profa. Dra. Nereide Magalhães

Recife, fevereiro de 2009

HORMÔNIOS

Sinais hormonais integram e coordenam

atividades metabólicas de diferentes tecidos e

otimizam a alocação de nutrientes e

precursores para cada órgão.

Integração entre os tecidos do organismo.

Ex: Adrenalina, glucagon e insulina.

Nereide Magalhães, DBioq, UFPE

SISTEMA NEUROENDÓCRINO


Lehninger, 2000.

Figura 1. Fluxo de informação entre o hipotálamo e a hipófise no

processo de sinalização celular.



Coordenação do Metabolismo

a) Sinalização neural

Um sinal elétrico (impulso nervoso) originado no corpo

do neurônio é transmitido pelo axônio até as terminações,

estimulando a liberação de neurotransmissores que

atuam em células alvo:

neurônio, miócito ou célula secretora.

b) Sinalização endócrina

Hormônios são secretados na corrente circulatória e

são distribuídos em células alvo onde interagem com

receptores para promover a resposta celular.

Lehninger, 2000Figura 2. Sinalização celular.



Lehninger, 2000.

Glândulas Secretoras

Figura 3. Principais glândulas secretoras do organismo.



Lehninger, 2000.

Figura 4. Principais hormônios e glândulas secretoras.

REGULAÇÃO DO SISTEMA NEUROENDÓCRINO


Lehninger, 2000.

Figura 5. Regulação hormonal por realimentação

negativa (feedback negativo).

Quem controla os

controladores?

RECEPTORES

• Transmissor

• Amplificador de sinal

• Extracelulares (Membranares) 1 Hélice

7 Hélices

• Intracelulares Citossólicos

Nucleares


Sinalização Celular• Mecanismos de Ação dos Hormônios

Receptores da Membrana Plasmática

– Canais iônicos• Modificação potencial de membrana

Ex. Receptores da Acetilcolina

– Receptores EnzimáticosEx. Receptores da Insulina

– Receptores β-adrenérgicos• Ativação da proteína G

• Produção 20 mensageiro

Ex. Receptores da Adrenalina


Sinalização Celular

• Mecanismos de Ação dos Hormônios

Receptores Citoplasmáticos

Nucleares

• Transcrição gênica

» Ex. Receptores de hormônios da tireóide

» Receptores de hormônios esteróides


RECEPTORES

• Extracelulares

Segundo mensageiro

(cAMP, IP3, Ca2+, NO)

• Intracelulares


Figura 6. Tipos de receptores.

Lehninger, 2000.

RECEPTORES

Figura 7. Representação esquemática dos diferentes tipos de

receptores.


Lehninger, 2000.

RECEPTORES MEMBRANARES

Figura 8. Receptores transmembranares do tipo 7 hélices (a) e enzimático

do tipo tirosina quinase (b) e guanilil ciclase (c).


Garrett & Grisham, 1995.

a

b

C

RECEPTORES MEMBRANARES


Figura 9. Receptor enzimático do tipo guanilil ciclase para o óxido nítrico.

Lehninger, 2000.

Sinalização Celular• Interação Hormônio – Receptor

(não covalente)

Pontes de hidrogênio

Interações hidrofóbicas

Interações eletrostáticas

– Modificação na conformação do receptor

Enzima

Regulador de Enzima

Canal iônico

Regulador da expressão gênica



• Mecanismos Moleculares da Transmissão do Sinal

– Especificidade

– Amplificação

– Insensibilização/Adaptação

– Integração

Especificidade TFH células da hipófise anterior

eritrócitos (não têm receptores)

Adrenalina Glicogênio

Hepatócitos

Eritrócitos (falta Enzimas)


RECEPTORES


Lehninger, 2000.

Figura 10. Mecanismos de transmissão de sinal hormonal.


• Fatores para sensibilidade da transmissão do sinal– Alta afinidade do receptor pelas moléculas

– Interação cooperativa H-R (Kd ~ 10-10M)

– Amplificação do sinal pela cascata de enzimas

• (milisegundos)

• Insensibilização– A presença contínua do agente sinalizador

leva a uma insensibilidade

• Ex. Ambiente claro escuro


RESPOSTA HORMONAL

Figura 11. Amplificação da resposta hormonal da adrenalina.


Lehninger, 2000.


• Neurônios e Miócitos

• Controle da abertura/fechamento dos canais

iônicos– Modificação do potencial de membrana

Músculo esquelético

Sistema Nervoso Músculo cardíaco

Células secretoras

Contração muscular

Batimentos cardíacos

Liberação de conteúdo


• Canais IônicosSinalização elétrica em células excitáveis

Neurotransmissores

Ligação H – R Abertura/fechamento

Influxo/saída de íons

Modificação do potencial

elétrico transmembranar, Vm

Vm = -60 mV


• Neurônios e Miócitos (repouso)

[íons]dentro ≠ [íons]fora Vm= -60 mV

• Despolarização da Membrana

• Abertura dos canais de Na+ ou Ca2+

• Influxo de Na+, Ca2+

• Hiperpolarização da Membrana

– Influxo de K+


• Neurônios e Miócitos (repouso)

[íons] intracelular ≠ [íons] extracelular Vm= -60 mV

[Ca2+ ]intracelular ~ 10-7 M

Influxo Ca2+ alteração da [Ca2+ ]citossólico

Sinalização Celular• Polarização da Membrana

Transporte ativo (Na+, K+ATPase)

– Saída de 3 Na+

– Influxo 2 K+

Transporte passivo

• Despolarização da Membrana

– Influxo de 3 Na+

– Saída de Cl-

• Hiperpolarização da Membrana

– Saída de K+

Vm < 0

Vm ~ 0

Vm < 0


• Receptor Nicotínico para Acetilcolina

– Fenda pós-sináptica de certos neurônios

– Miócitos na junção neuromuscular

Ligação H –R despolarização da membrana

(influxo de Na +, Ca2+ )

Processo cooperativo ligação no 10 sítio

afinidade no 20 sítio


• Conversão de Sinal em Canais Iônicos

– Modificação da concentração citossólica

de íons (Ca2+) 20 mensageiro

–Modificação do potencial de

membrana (Vm)

–Modificação de proteínas da

membrana que são sensíveis ao Vm


• Receptor Nicotínico para AcetilcolinaLigação H –R despolarização da membrana

(influxo de Na+, Ca2+ )

– Neurônios pós-sinápticos início de

potencial de ação

– Miócitos (junção neuromuscular)

contração muscular • Despolarização da fibra muscular

TRANSMISSÃO DO IMPULSO ELÉTRICO

PELO CÉREBRO

Figura 12. Mecanismo de ação da acetilcolina.Lehninger, 2000.



Receptor Nicotínico para Acetilcolina

• Geração do Potencial de Ação

• Impulso elétrico (impulso nervoso)

1. Abertura dos Canais de Na+ (Influxo de Na +)

Despolarização da membrana (local)


Receptor Nicotínico para Acetilcolina

2. Abertura dos Canais de K+ (saída de K + )

Repolarização da membrana (local)

3. Abertura dos Canais de Ca2+

. Ca2+ age como 20 mensageiro promove a liberação de acetilcolina na fenda sináptica

. Acetilcolina difunde para a célula pós-sináptica (neurônio ou miócito)

. Ligação com receptor despolarização da membrana

. Passagem da informação para a próxima célula do circuito


Neurônios com Receptores (canais iônicos) que

respondem a vários neurotransmissores

Serotonina (K+, Na+, Ca2+)

Glutamato (K+, Na+, Ca2+)

Glicina, GABA (Cl-)

Education

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