Disciplina: Anatomia e Fisiologia dos Animais Domésticos/ Curso de Agronomia/ UFC/ 2008 Professora Ana Cláudia Campos ENDOCRINOLOGIA

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1 Disciplina: Anatomia e Fisiologia dos Animais Domésticos/ Curso de Agronomia/ UFC/ 2008 Professora Ana Cláudia Campos ENDOCRINOLOGIA As funções do organismo são reguladas por dois grandes sistemas de controle: (1) o sistema nervoso, que já foi estudado, e (2) o sistema hormonal ou endócrino. Em geral, o sistema hormonal está relacionado principalmente ao controle das diferentes funções metabólicas do organismo, como o controle da velocidade das reações químicas nas células ou o transporte de substâncias através das membranas celulares ou outros aspectos do metabolismo celular, como crescimento e secreção. Alguns efeitos hormonais ocorrem em questão de segundos, enquanto outros necessitam de vários dias para se manifestar, embora persistam por semanas, meses ou até mesmo anos. Existem muitas inter-relações entre o sistema hormonal e o sistema nervoso. Por exemplo, pelo menos duas glândulas secretam seus hormônios quase exclusivamente em resposta a estímulos neurais apropriados: a medula adrenal e a hipófise. Por sua vez, os diferentes hormônios hipofisários controlam a secreção da maioria das outras glândulas endócrinas, como veremos nos próximos adiante. NATUREZA DO HORMÔNIO O hormônio é uma substância química que é secretada para os líquidos corporais por uma célula ou por um grupo de células que exerce efeito de controle fisiológico sobre outras células do organismo. Alguns são hormônios locais, enquanto outros são hormônios gerais. Dentre os exemplos de hormônios locais destacam-se a secretina, que é liberada pela parede duodenal e transportada pelo sangue até o pâncreas, onde provoca secreção pancreática aquosa; a colecistocinina, liberada pelo intestino delgado e transportada até a vesícula biliar, onde provoca sua contração, e até o pâncreas, onde induz a secreção de enzimas; e muitos outros. Obviamente, esses hormônios exercem efeitos locais específicos, daí a sua denominação de hormônios locais. A maioria dos hormônios gerais é secretada por glândulas endócrinas específicas. Dois exemplos de hormônios gerais com os quais já estamos familiarizados são a epinefrina (adrenalina) e a norepinefrina (noradrenalina) ambas secretadas pela medula adrenal em resposta à estimulação simpática. Esses hormônios são transportados pelo sangue para todas as partes do organismo e induzem muitas reações diferentes, em particular a constrição dos vasos sanguíneos e a elevação da pressão arterial. Alguns hormônios gerais afetam todas ou quase todas as células do organismo; como exemplo, podemos citar o hormônio do crescimento do lobo anterior da hipófise, que induz o crescimento de todas ou de quase todas as partes do organismo, e o hormônio tireóideo da glândula tireóide, que aumenta a velocidade da maioria das reações químicas em quase todas as células do corpo. Todavia, outros hormônios só afetam tecidos específicos, denominados tecidosalvo por serem os únicos a possuir os receptores específicos que irão fixar os respectivos hormônios, a fim de iniciar suas ações. Assim, por exemplo, a adrenocorticotropina (ACTH) do lobo anterior da hipófise estimula especificamente o córtex adrenal, ocasionando a secreção dos hormônios córtico-adrenais, enquanto os hormônios ovarianos exercem efeitos específicos sobre os órgãos sexuais femininos, bem como sobre as características sexuais secundárias da fêmea. HIPÓFISE E O CONTROLE HIPOTALÂMICO Do ponto de vista fisiológico, a hipófise pode ser dividida em duas partes distintas: o lobo anterior da hipófise, também conhecido como adeno-hipófise, e o lobo posterior da hipófise, também denominado neuro-hipófise. Entre essas duas partes, 1

2 existe uma pequena zona relativamente avascular, denominada parte intermédia, quase ausente no homem e nos animais domésticos, mas que é muito maior e mais funcional em alguns animais inferiores (anfíbios e répteis). Embriologicamente, as duas porções da hipófise originam-se de diferentes fontes: o lobo anterior da hipófise deriva da bolsa de Rathke, uma invaginação embrionária do epitélio da faringe, enquanto o lobo inferior origina-se de uma evaginação do hipotálamo. A origem do lobo anterior da hipófise a partir do epitélio faríngeo explica a natureza epitelóide de suas células, enquanto a origem do lobo posterior a partir de tecido neural explica a presença de grande número de célula de tipo glial nessa glândula. O lobo anterior da hipófise secreta seis hormônios muito importantes, além de vários outros de menor importância, enquanto o lobo posterior libera dois hormônios importantes. Os hormônios da adeno-hipófise desempenham papéis relevantes no controle das funções metabólicas em todo organismo. (1) O hormônio do crescimento (GH) promove o crescimento do animal ao afetar a síntese de proteínas, bem como a multiplicação e a diferenciação celulares, (2) A corticotropina (ACTH) controla a secreção de alguns hormônios córticoadrenais, que, por sua vez, afetam o metabolismo da glicose, das proteínas e gorduras, (3) O hormônio tíreo-estimulante (tireotropina ou TSH) controla a velocidade de secreção de tiroxina pela glândula tireóide, e, por sua vez, a tiroxina controla a velocidade da maioria das reações químicas em todo o organismo, (4) A prolactina (PRL) promove o desenvolvimento da glândula mamaria e a produção de leite. Por fim, dois hormônios gonadotrópicos distintos: (5) o hormônio folículo-estimulante (FSH) e (6) o hormônio luteinizante (LH) que controlam o crescimento das gônadas, bem como as suas atividades reprodutivas. Os dois hormônios secretados pela neuro-hipófise desempenham outros papéis. (1) O hormônio antidiurético (também denominado vasopressina ou ADH) controla a excreção de água na urina e, dessa maneira, ajuda a controlar a concentração de água nos líquidos corporais. (2) A ocitocina (a) ajuda a liberar o leite das glândulas da mama para os mamilos durante a sucção e (b) possivelmente, participa do parto ao final da gravidez. Controle hipotalâmico da hipófise Quase todas as secreções da hipófise são controladas por sinais hormonais ou nervosos provenientes do hipotálamo. Com efeito, quando se remove a hipófise de sua posição normal sob o hipotálamo, transplantando-a para alguma outra parte do corpo, a velocidade de secreção de seus diferentes hormônios (à exceção da prolactina) cai para níveis muito baixos, atingindo zero no caso de alguns hormônios. A secreção do lobo posterior da hipófise é controlada por sinais nervosos que se originam no hipotálamo e terminam na neuro-hipófise. Em contraste, a secreção pelo lobo anterior da hipófise é controlada por hormônios denominados hormônios (ou fatores) hipotalâmicos de liberação ou inibição secretados pelo próprio hipotálamo e, posteriormente, transportados até a adeno-hipófise por meio de pequenos vasos sanguíneos, conhecidos como vasos parta hipotalâmico-hipofisários. Na adenohipófise, esses hormônios de liberação e inibição atuam sobre as células glandulares, controlando sua secreção. O hipotálamo, por sua vez, recebe sinais de quase todas as fontes possíveis do sistema nervoso. Assim, quando o indivíduo é exposto à dor, parte 2

3 do sinal doloroso é transmitido para o hipotálamo. De forma semelhante, quando uma pessoa tem algum pensamento depressivo ou excitatório forte, parte do sinal é transmitido para o hipotálamo. Os estímulos olfativos, que denotam odores agradáveis ou desagradáveis, transmitem fortes sinais para o hipotálamo, quer diretamente ou por meio dos núcleos amigdalóides. Mesmo as concentrações de nutrientes, eletrólitos, água e vários hormônios excitam ou inibem várias porções do hipotálamo. Por conseguinte, o hipotálamo é um centro coletor da informação relacionada com o bem-estar interno do organismo; por sua vez, grande parte dessa informação é utilizada no controle das secreções dos numerosos hormônios hipofisários importantes. Os hormônios (ou fatores) hipotalâmicos de liberação e de inibição de maior importância incluem: 1. O hormônio de liberação do hormônio tireo-estimulante (TRH), que ocasiona a liberação do hormônio tireo-estimulante. 2. O hormônio de liberação da corticotropina (CRH), que induz a liberação de adrenocorticotropina. 3. O hormônio de liberação do hormônio do crescimento (GHRH), que promove a liberação do hormônio do crescimento, e o hormônio de inibição do hormônio do crescimento (GHIH), que é idêntico ao hormônio somatostatina e que inibe a liberação do crescimento. 4. Hormônio de liberação das gonadotropinas (GnRH), que, causa a liberação dos dois hormônios gonadotrópicos, hormônio luteinizante e hormônio folículo-estimulante. 5. Fator de inibição da prolactina (PIF), que causa inibição da secreção de prolactina. Além desses hormônios hipotalâmicos de maior importância, existe outro que provavelmente estimula a secreção de prolactina, além de vários outros hormônios que possivelmente inibem alguns dos outros hormônios adeno-hipofisários. FUNÇÕES FISIOLÓGICAS DO HORMÔNIO DO CRESCIMENTO (ADENO HIPÓFISE OU LOBO ANTERIOR) Com exceção do hormônio do crescimento (GH), todos os principais hormônios da adeno-hipófise exercem seus efeitos principais ao estimular certas glândulas-alvo - a glândula tireóide, o córtex adrenal, os ovários, os testículos e as glândulas mamarias. As funções de cada um desses hormônios hipofisários estão intimamente relacionadas com as das respectivas glândulas-alvo que, à exceção do hormônio do crescimento, ao contrário dos demais hormônios, não atua por meio de uma glândulaalvo, mas exerce seus efeitos sobre todos ou quase todos os tecidos do organismo. O hormônio do crescimento (GH), também denominado hormônio somatotrópico (STH), ou somatotropina, promove o crescimento de quase todos os tecidos do organismo que têm capacidade de crescer. Atua também no sentido de aumentar o tamanho das células e o número de mitoses, com formação de número aumentado de células; além disso, está envolvido na diferenciação específica de certos tipos de células, como as células de crescimento ósseo e as células musculares no estágio inicial da maturação. EFEITOS METABÓLICOS DO HORMÔNIO DO CRESCIMENTO Além de seu efeito geral sobre a estimulação do crescimento, o hormônio do crescimento também exerce numerosos efeitos metabólicos específicos, incluindo, em particular: (1) aumento da velocidade da síntese protéica em todas as células do organismo; 3

4 O hormônio do crescimento aumenta quase todos os processos relacionados à captação de aminoácidos e síntese de proteínas pelas células, reduzindo, ao mesmo tempo, a degradação de proteínas. (2) maior mobilização dos ácidos graxos do tecido adiposo e aumento da utilização dos ácidos graxos para produção de energia; O hormônio do crescimento possui o efeito específico de induzir a liberação de ácidos graxos do tecido adiposo, com o conseqüente aumento da concentração de ácidos graxos nos líquidos corporais. Além disso, nos tecidos de todo o organismo, ele aumenta a conversão de ácidos graxos em acetil coenzima A (acetil-coa), que é posteriormente utilizada para a produção de energia. Por conseguinte, sob a influência do hormônio do crescimento, a gordura é utilizada em lugar dos carboidratos e das proteínas para o suprimento de energia. Alguns pesquisadores consideraram ser esse efeito do hormônio do crescimento sobre a mobilização de gordura uma de suas mais importantes funções, e também consideraram o efeito poupador de proteínas como um fator fundamental para promover a deposição de proteína e o crescimento. (3) redução da velocidade de utilização da glicose em todo o organismo. Este mecanismo é desconhecido. Assim, portanto, o hormônio do crescimento aumenta as proteínas corporais, utiliza as reservas de gordura e conserva os carboidratos. ESTIMULAÇÃO DO CRESCIMENTO DA CARTILAGEM E DO OSSO Apesar de o hormônio do crescimento estimular a deposição aumentada de proteínas, e o crescimento em quase todos os tecidos do organismo, seu efeito mais evidente consiste em promover o crescimento do esqueleto. Essa ação decorre de múltiplos efeitos do hormônio do crescimento sobre o osso, incluindo (1) aumento da deposição de proteínas pelas células condrocíticas e osteogênicas que promovem o crescimento do osso, (2) aumento da velocidade de reprodução dessas células, e (3) efeito específico de converter os condrócitos em células osteogênicas, causando, assim, deposição específica de novo osso. Existem dois mecanismos principais para o crescimento ósseo. No primeiro, os ossos longos aumentam de comprimento nas cartilagens epifisárias, onde as epífises nas extremidades do osso estão separadas da diáfise. Esse crescimento ocasiona a deposição de nova cartilagem, que é, então, convertida em novo osso, com o conseqüente alongamento da diáfise empurrando as epífises para mais longe. Todavia, ao mesmo tempo, a própria cartilagem epifisária é progressivamente utilizada, de modo que, ao final do período da puberdade não mais existe cartilagem epifisária para promover maior crescimento do osso. Nesse estágio, ocorre fusão óssea entre a diáfise e a epífise de cada extremidade, impedindo, assim, qualquer crescimento posterior do osso longo. O hormônio do crescimento estimula todos esses processos de crescimento da cartilagem epifisária e dos ossos longos. Todavia, após a união das epífises com a diáfise, o hormônio do crescimento perde sua capacidade de alongar os ossos. No segundo mecanismo de crescimento ósseo, os osteoblastos no periósteo ósseo e em algumas cavidades ósseas depositam novo osso sobre a superfície do osso mais velho. Simultaneamente, os osteoclastos no osso removem o osso velho. Quando a velocidade de deposição é maior do que a de reabsorção, a espessura do osso aumenta. O hormônio do crescimento estimula acentuadamente os osteoblastos. Por conseguinte, o osso pode continuar a aumentar de espessura durante toda a vida sob a influência do hormônio do crescimento. Esse processo se aplica especialmente aos ossos 4

5 membranosos. Por exemplo, os ossos da mandíbula podem ser estimulados a crescer mesmo depois da puberdade, causando protrusão do queixo e dos dentes inferiores. De forma semelhante, os ossos do crânio continuam a aumentar de espessura, resultando também em protrusões ósseas sobre os olhos. O HORMÔNIO DO CRESCIMENTO EXERCE GRANDE PARTE DE SEUS EFEITOS TRAVÉS DE SUBSTÂNCIAS INTERMEDIÁRIAS DENOMINADAS SOMATOMEDINAS Para resumir, verificou-se que o hormônio do crescimento estimula o fígado (e, em menor grau, outros tecidos) a formar diversas proteínas pequenas, denominadas somatomedinas, que, por sua vez, possuem o efeito muito poderoso de aumentar todos os aspectos de crescimento ósseo. Foram isoladas pelo menos quatro somatomedinas diferentes, mas sem dúvida alguma, a mais importante é a somatomedina-c. Em condições normais, a concentração de somatomedina- C no plasma acompanha estreitamente a velocidade de secreção de hormônio do crescimento. Em humanos constatou-se que os pigmeus da África têm incapacidade congênita de sintetizar quantidades significativas de somatomedina-c. Por conseguinte, embora suas concentrações plasmáticas de hormônio do crescimento estejam normais ou elevadas, existem quantidades diminuídas de somatomedina-c no plasma, explicando aparentemente a pequena estatura dessas pessoas. Alguns outros anões (o nanismo de Levi-Lorain) também apresentam esse problema. ANORMALIDADES NA SECREÇÃO DE HORMÔNIO DO CRESCIMENTO Nanismo. A maioria dos casos de nanismo resulta de deficiência generalizada da secreção adeno-hipofísária (pan-hipopituitarismo) durante os primeiros anos de vida. Em geral, os elementos corporais desenvolvem-se proporcionalmente entre si, mas a velocidade de desenvolvimento fica acentuadamente reduzida. Pode ocorrer no cão e no gato. Gigantismo. Em certas ocasiões, as células acidófilas da adeno-hipófise, que produzem hormônio do crescimento, tornam-se excessivamente ativas, podendo ocorrer, inclusive, o desenvolvimento de tumores acidófilos na glândula. Em conseqüência, ocorre produção de grandes quantidades de hormônio do crescimento. Todos os tecidos do corpo crescem rapidamente, inclusive os ossos, e, se o distúrbio ocorrer antes da adolescência, isto é, antes da fusão das epífises com as diáfises dos ossos longos. Em geral, o gigante apresenta hiperglicemia, e as células beta das ilhotas de Langerhans do pâncreas tendem a degenerar, em parte devido à sua hiperatividade, decorrente da hiperglicemia, e em parte, devido a um efeito direto de estimulação excessiva do hormônio do crescimento sobre as células das ilhotas. Acromegalia. Se houver desenvolvimento de tumor acidófilo após a puberdade - isto é, após a fusão das epífises com as diáfises dos ossos longos -, o indivíduo não pode mais crescer em altura; entretanto, os tecidos moles podem continuar a crescer, podendo haver aumento da espessura do osso. A acromegalia canina é um distúrbio extremamente raro e resulta da aplicação de progestágenos para supressão do estro. NEURO-HIPÓFISE OU LOBO POSTERIOR O lobo posterior da hipófise, também denominado neuro-hipófise, é formado basicamente por células de tipo glial, denominadas pituícitos. Todavia, os pituícitos não secretam hormônio; na verdade, atuam simplesmente como estrutura de sustentação para grande número de fibras nervosas terminais e terminações nervosas de feixes nervosos que se originam nos núcleos supra-ópticos e paraventriculares do hipotálamo. 5

6 Esses feixes chegam à neuro-hipófise passando pelo pedúnculo hipofisário. As terminações nervosas são saliências bulbosas contendo numerosos grânulos secretores, situadas sobre as superfícies dos capilares, nos quais secretam os dois hormônios do lobo posterior da hipófise: (1) o hormônio antidiurético (ADH), também denominado vasopressina e (2) a ocitocina. EFEITO FISIOLÓGICO DO HORMÔNIO ANTI-DIURÉTICO Na ausência de ADH, os túbulos e ductos coletores são quase totalmente impermeáveis à água, impedindo reabsorção significativa de água e, portanto, permitindo perda extrema de água na urina. Por outro lado, em presença de ADH, a permeabilidade dos ductos e túbulos coletores à água aumenta muito e possibilita a reabsorção da maior parte da água à medida que o líquido tubular passa por esses dutos, conservando, assim, a água no organismo. O mecanismo preciso pelo qual o ADH atua sobre os dutos no sentido de aumentar-lhes a permeabilidade é apenas parcialmente conhecido. O hormônio provoca alterações estruturais especiais nas membranas apicais das células epiteliais tubulares. Essas alterações resultam no estabelecimento temporário de numerosos poros novos que permitem a livre difusão de água entre os líquidos tubular e peritubular. A seguir, a água é absorvida dos túbulos e ductos coletores por osmose. EFEITO FISIOLÓGICO DA OCITOCINA Efeito sobre o útero e o nascimento: Uma substância ocitócica e a que causa contração do útero grávido. O hormônio ocitocina, como sugere o seu nome, estimula poderosamente o útero grávido, sobretudo ao final da gestação. Efeito da ocitocina sobre a ejeção do leite: A ocitocina desempenha um papel especialmente importante no processo da lactação, cujo efeito é muito mais certo do que o seu possível papel no parto. Na lactação, a ocitocina induz a passagem do leite dos alvéolos para os dutos, de modo que o recém-nascido possa alimentar-se por sucção. Esse mecanismo opera da seguinte maneira: O estímulo da sucção no mamilo produz sinais que são transmitidos ao cérebro pelos nervos sensitivos. Por fim, os sinais chegam aos neurônios de ocitocina nos núcleos paraventriculares e supraópticos do hipotálamo, ocasionando a liberação de ocitocina. A seguir, o hormônio é transportado pelo sangue até a glândula mamária, onde causa a contração das células mioepiteliais, que se situam por fora dos alvéolos e que formam uma rede, circundando-os. Em menos de 1 minuto após o início da sucção, o leite começa a fluir. Por conseguinte, esse mecanismo é conhecido como descidado leite ou ejeção do leite. HORMÔNIOS DA TIREÓIDE A glândula tireóide, que se localiza na altura dos primeiros anéis cartilaginosos em ambos os lados da traquéia e na sua parte ventral. Secreta dois hormônios importantes, a tiroxina e a triiodotironina, comumente denominados T4 e T3 respectivamente, que exercem profundos efeitos, aumentando o metabolismo do organismo. A tireóide também secreta calcitonina (CT), um importante hormônio relacionado ao metabolismo do cálcio. 6

7 A secreção da tireóide é controlada primariamente pelo hormônio tíreoestimulante (TSH), secretado pelo lobo anterior da hipófise. Cerca de 90% do hormônio secretado pela glândula tireóide consistem em tiroxina, e 10% em triiodotironina. Todavia, a maior parte da tiroxina é eventualmente convertida em triiodotironina nos tecidos, de modo que ambos os hormônios são importantes do ponto de vista funcional. As funções desses dois hormônios são qualitativamente idênticas, porém eles diferem na rapidez e intensidade de sua ação. A triiodotironina é cerca de quatro vezes mais potente que a tiroxina, mas ocorre em quantidades bem menores na circulação sanguínea e persiste por período de tempo bem menor que a tiroxina. A glândula tireóide é constituída por numerosos folículos fechados (de 150 a 300 µm de diâmetro), repletos de uma substância secretora, denominada colóide, e revestidos por células epitelióides cúbicas, que secretam seus produtos no interior dos folículos. O principal componente do colóide é uma grande glicoproteína, a tireoglobulina, que contém os hormônios tireóideos em sua molécula. Após a secreção ter alcançado o interior do folículo, ela deve ser reabsorvida, através do epitélio folicular, para o sangue poder atuar no organismo. FUNÇÕES DOS HORMÔNIOS TIREÓIDEOS NOS TECIDOS O efeito geral do hormônio tireóideo consiste em promover a transcrição nuclear de grande número de genes. Assim, em praticamente todas as células do organismo, verifica-se um aumento de grande número de enzimas, proteínas estruturais, proteínas de transporte e outras substâncias. O resultado global disso tudo é o aumento generalizado da atividade funcional por todo o organismo. Os receptores de hormônios tireóideos estão fixados aos filamentos de ADN ou em estreita proximidade a eles. Ao fixar o hormônio tireóideo, esses receptores são ativados e desencadeiam o processo da transcrição. A seguir, forma-se grande número de diferentes tipos de ARN-mensageiro, sendo o processo seguido, dentro de poucos minutos a horas, de tradução do ARN nos ribossomas citoplasmáticos, com a conseqüente formação de centenas de novos tipos de proteínas. Os hormônios tireóideos aumentam as atividades metabólicas de todos (ou de quase todos) os tecidos do organismo. O metabolismo basal pode aumentar por até 60 a 100% acima do normal, quando são secretadas grandes quantidades desses hormônios. A velocidade de utilização dos alimentos para a obtenção de energia fica acentuadamente acelerada. Apesar da velocidade de síntese protéica ficar aumentada, a velocidade de seu catabolismo também é aumentada. A velocidade de crescimento dos indivíduos jovens exibe aceleração acentuada. Os processos mentais são estimulados, e a atividade de muitas das glândulas endócrinas aumenta. Este hormônio é calorigênico. Efeito dos hormônios tireóideos sobre as mitocôndrias: Quando se administra tiroxina ou triiodotironina a um animal, observa-se aumento do tamanho e do número 7

8 das mitocôndrias na maioria das células do organismo. Além disso, a área total da superfície da membrana das mitocôndrias aumenta em proporção quase direta com o aumento do metabolismo do animal. Por conseguinte, parece ser quase óbvio deduzir que uma das principais funções da tiroxina pode consistir simplesmente em aumento do número e da atividade das mitocôndrias, que aumentam, por sua vez, a velocidade de formação de trifosfato de adenosina (ATP) para energizar a função celular. Infelizmente, o aumento do número e da atividade das mitocôndrias poderia ser tanto o resultado da atividade aumentada das células, quanto a causa desse aumento. Efeito sobre o metabolismo dos carboidratos: O hormônio tireóideo estimula quase todos os aspectos do metabolismo dos carboidratos, incluindo a rápida captação de glicose pelas células, aumento da glicólise e da gliconeogênese, maior velocidade de absorção pelo tubo gastrintestinal e, inclusive, aumento da secreção de insulina, com os conseqüentes efeitos secundários sobre o metabolismo dos carboidratos. Todos esses efeitos resultam provavelmente do aumento global das enzimas ocasionado pelo hormônio tireóideo. Efeito sobre o metabolismo das gorduras: Praticamente todos os aspectos do metabolismo das gorduras também são intensificados sob influência do hormônio tireóideo. Todavia, como as gorduras constituem a principal fonte de suprimento de energia a longo prazo, as reservas de gordura do organismo sofrem maior grau de depleção do que a maioria dos outros elementos; teciduais. Os lipídios, em particular, são mobilizados do tecido adiposo, aumentando a concentração de ácidos graxos livres no plasma; o hormônio tireóideo também acelera acentuadamente a oxidação de ácidos graxos livres pelas células. Efeito sobre o metabolismo basal: como o hormônio tireóideo aumenta o metabolismo em quase todas as células do organismo, a presença de quantidades excessivas do hormônio pode, em certas ocasiões, aumentar o metabolismo basal por até 60 a 100% acima do normal. Por outro lado, quando não há produção de hormônio tireóideo, o metabolismo basal sofre queda para quase a metade de seu valor normal, isto é, atinge -30 a -50. DOENÇAS DA TIREÓIDE Hipertireoidismo: Os sintomas do hipertireoidismo são óbvios, se considerarmos a exposição anterior sobre a fisiologia dos hormônios tireóideos intolerância ao calor, sudorese aumentada, perda de peso de leve a extrema (atingindo, por vezes, até 37 kg), graus variáveis de diarréia, fraqueza muscular, nervosismo ou outros distúrbios psíquicos, fadiga extrema, porém com incapacidade de dormir, e tremor das mãos. Hipotireoidismo: Incluem fadiga e extrema sonolência, com sono de 14 a 16 horas por dia, atividade muscular extremamente lenta, freqüência cardíaca diminuída, redução do débito cardíaco e do volume sanguíneo, algumas vezes aumento do peso corporal, constipação, lentidão mental, deficiência de muitas funções tróficas, evidenciada pela redução do crescimento dos pêlos e pela pele escamosa, desenvolvimento de voz rouca e áspera e, nos casos graves, aspecto edematoso de todo o corpo, denominado mixedema. Em animais domésticos costuma-se observar anestro. 8

9 HORMÔNIOS DAS GLÂNDULAS ADRENAIS As glândulas adrenais situam-se nos pólos craniais de ambos os rins e cada glândula é constituída por duas partes distintas, a medula adrenal e o córtex adrenal. A medula adrenal, que se localiza na parte central e corresponde a 20% da glândula, está funcionalmente relacionada ao sistema nervoso simpático; secreta os hormônios epinefrina e norepinefrina,em resposta à estimulação simpática. Por sua vez, esses hormônios produzem quase os mesmos efeitos que a estimulação direta dos nervos simpáticos em todas as partes do organismo. O córtex adrenal secreta um grupo totalmente diferente de hormônios, denominados corticosteróides. Todos esses hormônios são sintetizados a partir do esteróide colesterol, e todos possuem fórmulas químicas semelhantes. Todavia, diferenças muito pequenas em suas estruturas moleculares conferem-lhes várias funções bem diferentes, porém muito importantes. Os corticosteróides - mineralocorticóides, glicocorticóides e androgênios. Os dois tipos principais de hormônios córtico-adrenais, os mineralocorticóides e os glicocorticóides, são secretados pelo córtex adrenal. Além desses hormônios, ocorre secreção de pequenas quantidades de hormônios sexuais, em particular hormônios androgênicos, que exercem aproximadamente os mesmos efeitos no organismo que o hormônio sexual masculino, testosterona. Em condições normais, esses hormônios androgênicos são de pouca importância; contudo, em certas anormalidades do córtex adrenal, podem ser secretados em quantidades extremas, podendo resultar em efeitos masculinizantes. Os mineralocorticóides receberam este nome pelo fato de afetarem especialmente os eletrólitos dos líquidos extracelulares - em particular o sódio e o potássio. Os glicocorticóides são assim denominados pelo importante efeito que exercem de aumentar o nível de glicemia. Todavia, os glicocorticóides possuem efeitos adicionais sobre o metabolismo das proteínas e das gorduras, que são provavelmente tão importantes, senão mais, quanto os seus efeitos sobre o metabolismo dos carboidratos. Foram isolados mais de 30 esteróides diferentes do córtex adrenal; entretanto, apenas dois são de grande importância para a função endócrina normal: a aldosterona, que é o principal mineralocorticóide, e o cortisol, que é o principal glicocorticóide. 9

10 A aldosterona é secretada pela zona glomerular, a camada mais externa e muito delgada de células na superfície da glândula. O cortisol e vários outros glicocorticóides são secretados pela zona fasciculada, que é a camada intermediária, e pela zona reticular, que é a camada mais profunda, sendo a secreção desses hormônios provavelmente maior na zona fasciculada que na reticular. Os androgênios adrenais também são secretados por ambas as camadas. FUNÇÕES DOS MINERALOCORTICÓIDES - ALDOSTERONA Em geral, a perda total da secreção córtico-adrenal provoca morte do indivíduo dentro de 3 dias a 2 semanas, a não ser que ele receba terapia extensa com sal ou com mineralocorticóides. Na ausência de mineralocorticóides, a concentração de íons potássio do líquido extracelular aumenta acentuadamente, enquanto as concentrações de sódio e de cloreto diminuem, verificando-se também redução acentuada do volume do líquido extracelular total e do volume sanguíneo. Em pouco tempo, o indivíduo passa a apresentar débito cardíaco diminuído, que progride para um estado semelhante ao choque, seguido de morte. Toda essa seqüência pode ser evitada pela administração de aldosterona ou de algum outro mineralocorlicóide. Por conseguinte, os mineralocorticóides são considerados como a porção "protetora da vida" dos hormônios córtico-adrenais; os glicocorticóides são igualmente necessários, permitindo ao indivíduo resistir aos efeitos destrutivos dos "estresses" físicos e mentais intermitentes da vida. Sem dúvida, a função mais importante da aldosterona consiste em promover o transporte de sódio (reabsorção) e de potássio (secreção) através de algumas regiões das paredes dos túbulos renais e, em menor grau, o transporte de íons hidrogênio. Por conseguinte, a aldosterona é responsável pela conservação do sódio no líquido extracelular, enquanto maior quantidade de potássio é excretada na urina. Efeito sobre o volume de líquido extracelular e a pressão arterial: Apesar da aldosterona exercer poderoso efeito ao reduzir a excreção de íons sódio pelos rins, a concentração de sódio no líquido extracelular aumenta muito pouco. A razão disso é que, quando o sódio é reabsorvido pelos túbulos, ocorre absorção osmótica simultânea de quantidades quase equivalentes de água. Por conseguinte, o volume de líquido extracelular aumenta quase exatamente tanto quanto o sódio retido, porém sem muita alteração da concentração do sódio. O aumento persistente do volume de líquido extracelular resulta eventualmente em elevação da pressão arterial. A seguir, a elevação da pressão arterial determina 10

11 aumento acentuado da excreção renal de água e de sal, fenômeno conhecido como diurese de pressão. A aldosterona exerce sobre as glândulas sudoríparas e as glândulas salivares quase o mesmo efeito que exerce sobre os túbulos renais. Essas duas glândulas formam uma secreção primária que contém grandes quantidades de cloreto de sódio; todavia, grande parte do cloreto de sódio, ao passar pelos dutos excretares, é reabsorvida, enquanto são secretados os íons. potássio e bicarbonato. A aldosterona aumenta acentuadamente a reabsorção de cloreto de sódio e a secreção de potássio pelos ductos. O efeito sobre as glândulas sudoríparas c importante para conservar o sal corporal em ambientes quentes, enquanto o efeito sobre as glândulas salivares é importante para conservar o sal quando ocorre perda de quantidades excessivas de saliva. A aldosterona também aumenta muito a absorção intestinal de sódio, sobretudo no cólon, evitando, obviamente, a perda de sódio nas fezes. Por outro lado, a ausência de aldosterona, a absorção de sódio do intestino pode ser muito deficiente, resultando em deficiência de absorção de ânions e de água. O cloreto de sódio e a água não absorvidos resultam em diarréia, com maior perda de sal do organismo. FUNÇÕES DOS GLICOCORTICÓIDES - CORTISOL Embora os mineralocorticóides possam salvar a vida do animal agudamente adrenalectomizado, ele ainda está longe de se encontrar em condições normais. Com efeito, seus sistemas metabólicos relacionados à utilização de proteínas, carboidratos e gorduras estão consideravelmente perturbados. Além disso, o animal é incapaz de resistir a diferentes tipos de estresse físico ou até mesmo mental, e qualquer enfermidade de pouca importância, como infecções das vias respiratórias, pode resultar em morte. Por conseguinte, os glicocorticóides possuem funções tão importantes quanto as dos mineralocorticóides para a manutenção da vida do animal. Efeitos do cortisol sobre o metabolismo dos carboidratos: Estimulação da gliconeogênese: Sem dúvida alguma, o efeito metabólico mais bem conhecido do cortisol e de outros glicocorticóides sobre o metabolismo consiste na sua capacidade de estimular a gliconeogênese (formação de carboidratos a partir de proteínas e algumas outras substâncias) pelo fígado, aumentando quase sempre a velocidade da gliconeogênese por até 6 a 10 vezes. Este efeito deve-se a duas razões: Em primeiro lugar, todas as enzimas necessárias para converter os aminoácidos em glicose estão aumentadas nas células hepáticas. Em segundo lugar, o cortisol causa a mobilização de aminoácidos dos tecidos extra-hepáticos, em particular do músculo. Em conseqüência, existe maior quantidade disponível de aminoácidos no plasma, que entram no processo de gliconeogênese do fígado, promovendo, assim, a formação de glicose. Um dos efeitos da gliconeogênese aumentada é o aumento pronunciado do armazenamento de glicogênio nas células hepáticas. Utilização diminuída de glicose pelas células: O cortisol também provoca redução moderada da velocidade de utilização da glicose pelas células do organismo. Tanto a velocidade aumentada de gliconeogênese quanto a redução moderada da utilização da glicose pelas células provocam elevação do nível de glicemia. Efeitos do cortisol sobre o metabolismo das proteinas: Um dos principais efeitos do cortisol sobre os sistemas metabólicos do organismo consiste em reduzir as reservas protéicas de praticamente todas as células corporais, à exceção das células hepáticas. Essa redução decorre da menor síntese de 11

12 proteínas e do aumento de seu catabolismo nas células. Na presença de grandes excessos de cortisol, os músculos podem ficar tão fracos a ponto de o indivíduo ser incapaz de se levantar da posição agachada, pois o cortisol deprime o transporte de aminoácidos para as células musculares. Além disso, as funções de imunidade do tecido linfóide podem estar diminuídas, chegando a corresponder a apenas pequena fração do normal. Simultaneamente com a redução das proteínas corporais, as proteínas hepáticas aumentam. Acredita-se que essa diferença resulte de um possível efeito do cortisol sobre o aumento do transporte de aminoácidos para o interior das células hepáticas (mas não para a maioria das outras células) e sobre o aumento das enzimas hepáticas necessárias para a síntese de proteínas. Por conseguinte, o cortisol mobiliza os aminoácidos dos tecidos não-hepáticos, dessa maneira, diminui as reservas teciduais de proteína. Efeitos do cortisol sobre o metabolismo das gorduras: Da mesma maneira que o cortisol promove a mobilização de aminoácidos dos músculos, o hormônio também favorece a mobilização de ácidos graxos do tecido adiposo. Esse efeito eleva a concentração de ácidos graxos livres no plasma, o que também aumenta sua utilização para o fornecimento de energia. O cortisol também aumenta moderadamente a oxidação de ácidos graxos nas células; esse efeito talvez resulte, secundariamente, da menor disponibilidade de produtos glicolíticos para o metabolismo. A maior mobilização das gorduras pelo cortisol, associada β-oxidação aumentada de ácidos graxos nas células, ajuda a desviar os sistemas metabólicos das células em épocas de inanição ou na presença de estresse, de modo que a utilização de glicose para energia é substituída pela utilização de ácidos graxos. INSULINA E GLUCAGON O pâncreas, além de suas funções digestivas, secreta dois hormônios importantes, a insulina e o glucagon. As ilhotas contêm quatro tipos principais de células as células alfa, bela, delta e F - que podem ser distinguidas umas das outras por suas características morfológicas e tintoriais. As células beta situam-se principalmente no meio de cada ilhota e secretam insulina. As células alfa secretam glucagon. As células delta secretam somatostatina. As células PP, encontradas em pequeno número nas ilhotas, que secreta um hormônio de função incerta, denominado polipeptídio pancreático. EFEITOS METABÓLICOS DA INSULINA A insulina afeta quase tanto o metabolismo dos lipídios e das proteínas quanto o dos carboidratos. Por sua vez, a insulina desempenha um importante papel no armazenamento das substâncias energéticas cm excesso. No caso dos carboidratos em quantidades excessivas, ela determina o seu armazenamento sob forma de glicogênio, principalmente no fígado e nos músculos. Induz o armazenamento de gordura no tecido adiposo. Além disso, todos os carboidratos em excesso que não podem ser armazenados sob forma de glicogênio são convertidos, sob o estímulo da insulina, em gorduras, e, também, armazenados no tecido adiposo. No caso das proteínas, a insulina exerce um efeito direto ao promover a captação de aminoácidos pelas células e sua conversão em 12

13 proteína. Além disso, o hormônio inibe a degradação das proteínas que já se encontram presentes nas células. Efeito da Insulina sobre o metabolismo dos carboidratos: Imediatamente após uma refeição rica em carboidratos, a glicose que é absorvida pelo sangue provoca a rápida secreção de insulina. Por sua vez, a insulina causa a rápida captação, armazenamento e utilização da glicose por quase todos os tecidos do organismo, porém especialmente pelos músculos, pelo tecido adiposo e pelo fígado. Efeito no músculo Durante a maior parte do dia, o tecido muscular não depende de glicose para a sua energia, mas dos ácidos graxos. A principal razão disso é que a membrana do músculo em repouso é apenas ligeiramente permeável à glicose, exceto quando a fibra muscular é estimulada pela insulina. Entre as refeições, a quantidade de insulina secretada é pequena demais para promover a entrada de quantidades significativas de glicose nas células musculares. Todavia, em duas condições, os músculos utilizam grandes quantidades de glicose. Uma delas é durante os períodos de exercício moderado a intenso. Essa utilização de glicose não exige grandes quantidades de insulina, visto que as fibras musculares em atividade, por razões desconhecidas, tornam-se altamente permeáveis à glicose, até mesmo na ausência de insulina, devido ao próprio processo da contração. A segunda condição em que o músculo utiliza grandes quantidades de glicose é observada durante o período de algumas horas após as refeições. Nesse momento, o nível da glicemia apresentasse elevado; além disso, o pâncreas secreta grandes quantidades de insulina, essa insulina adicional é que provoca o rápido transporte da glicose para o interior das células musculares. Essa situação faz com que, nesse período de tempo, a célula muscular passe a utilizar preferencialmente os carboidratos em relação aos ácidos graxos, visto que o fluxo de ácidos graxos a partir do tecido adiposo é fortemente inibido pela insulina. Efeito no fígado Quando a quantidade de glicose que penetra nas células hepáticas é maior que a que pode ser armazenada sob forma de glicogênio, a insulina promove a conversão de todo esse excesso de glicose em ácidos graxos. Posteriormente, esses ácidos graxos são armazenados na forma de triglicerídios em lipoproteínas de densidade muito baixa e transportados até o tecido adiposo e depositados na forma de gordura. O cérebro difere acentuadamente da maioria dos outros tecidos do organismo, porquanto a insulina exerce pouco ou nenhum efeito sobre a captação ou a utilização da glicose. Com efeito, as células do cérebro são permeáveis à glicose sem intervenção da insulina. As células do cérebro também diferem acentuadamente da maioria das outras células do organismo, visto que normalmente só utilizam a glicose para a obtenção de energia. Por conseguinte, é essencial que o nível da glicemia seja sempre mantido acima de um valor crítico, sendo essa uma das funções mais importantes do sistema de controle da glicemia. Efeito da Insulina sobre o metabolismo das gorduras: A insulina também possui dois outros efeitos essenciais que são necessários para o armazenamento de gordura nas células adiposas: 13

14 1. A insulina inibe a ação da lipase sensível a hormônio.trata-se da enzima responsável pela hidrólise dos triglicerídios já armazenados nas células adiposas. Por conseguinte, a liberação dos ácidos graxos na circulação sanguínea é inibida. 2. A insulina promove o transporte de glicose através da membrana celular para as células adiposas exatamente da mesma maneira como favorece o transporte de glicose para as células musculares. Parte dessa glicose é então utilizada para a síntese de pequenas quantidades de ácidos graxos; Por conseguinte, quando não há disponibilidade de insulina, até mesmo o armazenamento de grandes quantidades de ácidos graxos transportados do fígado sob a forma de lipoproteínas fica quase totalmente bloqueado. Efeito da Insulina sobre o metabolismo das proteinas: Durante as primeiras horas que se seguem a uma refeição, quando existem quantidades excessivas de nutrientes no sangue circulante, não apenas os carboidratos e as gorduras, como também as proteínas, são armazenados nos tecidos; para que ocorra esse armazenamento, é necessária a presença de insulina. CONTROLE DA SECREÇÃO DE INSULINA Antigamente, acreditava-se que a secreção de insulina era quase totalmente controlada pela concentração de glicose no sangue. Todavia, com a aquisição cada vez maior de conhecimentos a respeito das funções metabólicas da insulina no metabolismo das proteínas e gorduras, percebeu-se que os aminoácidos presentes no sangue circulante e outros fatores também desempenham papéis importantes no controle da secreção de insulina. Se o nível da glicemia aumentar de repente e atingir um valor de duas a três vezes a concentração normal, mantendo-se nesse nível elevado, a secreção de insulina aumenta acentuadamente. Outros fatores que estimulam a secreção de insulina, tais como, os aminoácidos. Além da estimulação da secreção de insulina por quantidades excessivas de glicose, muitos dos aminoácidos exibem efeito semelhante. Os mais potentes deles são a arginina e a lisina. A insulina é importante para a utilização adequada dos aminoácidos em excesso, da mesma forma que ela é importante para a utilização dos carboidratos. GLUCAGON E SUAS FUNÇÕES O glucagon, um hormônio secretado pelas células alfa das ilhotas de Langerhans quando o nível de glicemia diminui, possui múltiplas funções diametralmente opostas às da insulina. A mais importante dessas funções consiste em elevar o nível da glicemia, ou seja, o efeito exatamente oposto ao da insulina. Por essa razão, o glucagon também é denominado hormônio hiperglicêmico. EFEITOS SOBRE O METABOLISMO DA GLICOSE Os dois principais efeitos do glucagon sobre o metabolismo da glicose são: (1) degradação do glicogênio hepático (glicogenólise) e (2) aumento da gliconeogênese no fígado. Ambos os efeitos aumentam sobremaneira a disponibilidade de glicose para outros órgãos do corpo. Glicogenólise e aumento do nível de glicemia causados pelo glucagon: O efeito mais notável do glucagon reside na sua capacidade de provocar glicogenólise hepática, o que, por sua vez, aumenta o nível de glicemia em poucos minutos. Gliconeogênese causada pelo glucagon: Mesmo após o esgotamento de todo o glicogênio hepático sob a influência do glucagon, a infusão contínua desse hormônio 14

15 ainda causa hiperglicemia contínua. Esse estado resulta do efeito do glucagon sobre o aumento da velocidade da gliconeogênese nas células hepáticas. Esse efeito é obtido pela ativação de múltiplas enzimas necessárias para a gliconeogênese, em particular a ativação do sistema enzimático para a conversão do piruvato em fosfoenolpiruvato, uma etapa que limita a velocidade da gliconeogênese. Além disso, o glucagon aumenta a extração de aminoácidos do sangue pelas células hepáticas, com a conseqüente disponibilidade de maiores quantidades para conversão em glicose. Efeito inibidor da glicemia: O nível de glicemia é, sem dúvida alguma, o fator mais potente no controle da secreção de glucagon. Todavia, é preciso especificar que o efeito da glicemia sobre a secreção de glucagon é exatamente oposto ao efeito da glicose sobre a secreção de insulina. A elevação da glicemia para níveis hiperglicêmicos diminui o glucagon plasmático. Por conseguinte, na presença de hipoglicemia, o glucagon é secretado em grandes quantidades; a seguir, aumenta acentuadamente o débito de glicose do fígado e, assim, desempenha a função muito importante de corrigir a hipoglicemia. Efeito estimulante dos aminoácidos: A presença de altas concentrações de aminoácidos, como as que ocorrem no sangue após uma refeição protéica (especialmente os aminoácidos alanina e arginina), estimula a secreção de glucagon. Trata-se do mesmo efeito que os aminoácidos exercem sobre o estímulo da secreção de insulina. Por conseguinte, neste caso, as respostas do glucagon e da insulina não são opostas. A importância da estimulação da secreção de glucagon pelos aminoácidos reside no fato de que o hormônio promove, então, a rápida conversão dos aminoácidos em glicose, com a conseqüente disponibilidade de maiores quantidades de glicose para os tecidos. REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS GUYTON, A. C. Tratado de Fisiologia Médica, 9ª edição, Editora Guanabara-koogan. Rio de Janeiro. CUNNINGHAN. Tratado de Fisiologia Veterinária,