Download - 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
Nereide Magalhães, DBioq, UFPE
Lehninger, 2000.
Figura 1. Fluxo de informação entre o hipotálamo e a hipófise no
processo de sinalização celular.
SISTEMA NEUROENDÓCRINO
Nereide Magalhães, DBioq, UFPE
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.
SISTEMA NEUROENDÓCRINO
Nereide Magalhães, DBioq, UFPE
Lehninger, 2000.
Glândulas Secretoras
Figura 3. Principais glândulas secretoras do organismo.
SISTEMA NEUROENDÓCRINO
Nereide Magalhães, DBioq, UFPE
Lehninger, 2000.
Figura 4. Principais hormônios e glândulas secretoras.
REGULAÇÃO DO SISTEMA NEUROENDÓCRINO
Nereide Magalhães, DBioq, UFPE
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
Nereide Magalhães, DBioq, UFPE
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
Nereide Magalhães, DBioq, UFPE
Sinalização Celular
• Mecanismos de Ação dos Hormônios
Receptores Citoplasmáticos
Nucleares
• Transcrição gênica
» Ex. Receptores de hormônios da tireóide
» Receptores de hormônios esteróides
Nereide Magalhães, DBioq, UFPE
RECEPTORES
• Extracelulares
Segundo mensageiro
(cAMP, IP3, Ca2+, NO)
• Intracelulares
Nereide Magalhães, DBioq, UFPE
Figura 6. Tipos de receptores.
Lehninger, 2000.
RECEPTORES
Figura 7. Representação esquemática dos diferentes tipos de
receptores.
Nereide Magalhães, DBioq, UFPE
Lehninger, 2000.
RECEPTORES MEMBRANARES
Figura 8. Receptores transmembranares do tipo 7 hélices (a) e enzimático
do tipo tirosina quinase (b) e guanilil ciclase (c).
Nereide Magalhães, DBioq, UFPE
Garrett & Grisham, 1995.
a
b
C
RECEPTORES MEMBRANARES
Nereide Magalhães, DBioq, UFPE
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
Nereide Magalhães, DBioq, UFPE
Sinalização Celular
• 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)
Nereide Magalhães, DBioq, UFPE
RECEPTORES
Nereide Magalhães, DBioq, UFPE
Lehninger, 2000.
Figura 10. Mecanismos de transmissão de sinal hormonal.
Sinalização Celular
• 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
Nereide Magalhães, DBioq, UFPE
RESPOSTA HORMONAL
Figura 11. Amplificação da resposta hormonal da adrenalina.
Nereide Magalhães, DBioq, UFPE
Lehninger, 2000.
Sinalização Celular
• 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
Sinalização Celular
• 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
Sinalização Celular
• 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+
Sinalização Celular
• 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
Sinalização Celular
• 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
Sinalização Celular
• 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
Sinalização Celular
• 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.
Nereide Magalhães, DBioq, UFPE
Sinalização Celular
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)
Sinalização Celular
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
Sinalização Celular
Neurônios com Receptores (canais iônicos) que
respondem a vários neurotransmissores
Serotonina (K+, Na+, Ca2+)
Glutamato (K+, Na+, Ca2+)
Glicina, GABA (Cl-)