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Pdf HormôNios Mecanismo RegulaçãO

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Pdf HormôNios Mecanismo RegulaçãO

  1. 1. UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO CENTRO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA HORMÔNIOS E REGULAÇÃO METABÓLICA Profa. Dra. Nereide Magalhães Recife, novembro de 2008
  2. 2. Nereide Magalhães, DBioq, UFPE MECANISMOS DE AÇÃO DOS HORMÔNIOS NITROGENADOS
  3. 3. Nereide Magalhães, DBioq, UFPE MECANISMOS DE AÇÃO DOS HORMÔNIOS NITROGENADOS 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
  4. 4. Nereide Magalhães, DBioq, UFPE MECANISMOS DA AÇÃO HORMONAL Figure 1. Mecanismos de ação dos hormônios nitrogenados e esteróides. Garrett & Grisham, 1995.
  5. 5. Nereide Magalhães, DBioq, UFPE MECANISMOS DA AÇÃO HORMONAL Figure 2. Mecanismos de ação dos hormônios nitrogenados através do cAMP. Garrett & Grisham, 1995.
  6. 6. Nereide Magalhães, DBioq, UFPE 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.
  7. 7. Nereide Magalhães, DBioq, UFPE RECEPTORES • Intracelulares: – Andrógenos – Calcitrol – Estrógenos – Glicocorticóides – Mineralocorticóides – Progestinas – Ácido retinóico – Hormônios da Tireóide (T3 e T4) • Membranares: – Polipeptídeos – Catecolaminas – Neurotransmisores
  8. 8. Nereide Magalhães, DBioq, UFPE MECANISMO DA AÇÃO HORMONAL Segundo mensageiro: cAMP Mediador: proteína G Figure 3. Ativação da adenilato ciclase pela proteina G. Garrett & Grisham, 1995.
  9. 9. Nereide Magalhães, DBioq, UFPE MECANISMO DA AÇÃO HORMONAL Figure 4. Ativação da adenilato ciclase pela proteina G. Garrett & Grisham, 1995.
  10. 10. Nereide Magalhães, DBioq, UFPE MECANISMOS DE AÇÃO DOS HORMÔNIOS NITROGENADOS Figura 5. Auto-inativação da proteína Gs. Lehninger, 2000.
  11. 11. Nereide Magalhães, DBioq, UFPE MECANISMOS DE AÇÃO DOS HORMÔNIOS NITROGENADOS 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 e água no lúmen intestinal. Lehninger, 2000.
  12. 12. Nereide Magalhães, DBioq, UFPE MECANISMO DA AÇÃO HORMONAL Figure 7. Modulação da atividade da adenilato ciclase pelas proteínas G estimulatória (Gs) e inibitória (Gi). Garrett & Grisham, 1995.
  13. 13. Nereide Magalhães, DBioq, UFPE MECANISMOS DE AÇÃO DOS HORMÔNIOS NITROGENADOS Figura 8. Ativação da proteína quinase pelo cAMP. Lehninger, 2000.
  14. 14. Nereide Magalhães, DBioq, UFPE REGULAÇÃO HORMONAL DO METABOLISMO ADRENALINA Age no músculo, tecido adiposo e fígado para sinalizar uma atividade iminente. Figura 9. mecanismo da adrenalina via cAMP.
  15. 15. Nereide Magalhães, DBioq, UFPE MECANISMOS DE AÇÃO DOS HORMÔNIOS NITROGENADOS Figura 10. Mecanismo de ação através do IP3. Lehninger, 2000.
  16. 16. Nereide Magalhães, DBioq, UFPE MECANISMO DA AÇÃO HORMONAL Segundos mensageiros: IP3 fosfatidilinositol trifosfato DAG diacilglicerol Figure 11. Segundos mensageiros oriundos da clivagem do fosfatidilinositol. Garrett & Grisham, 1995.
  17. 17. Nereide Magalhães, DBioq, UFPE MECANISMO DA AÇÃO HORMONAL Figure 12. Biossíntese e catabolismo do fosfatidilinositol. Garrett & Grisham, 1995.
  18. 18. Nereide Magalhães, DBioq, UFPE MECANISMO DA AÇÃO HORMONAL Figure 13. Fosfatidilinositol trifosfato induz a liberação de cálcio do RE. Garrett & Grisham, 1995.
  19. 19. Nereide Magalhães, DBioq, UFPE MECANISMO DA AÇÃO HORMONAL Figure 14. IP3 e DAG como segundo mensageiros na transmissão do sinal Garrett & Grisham, 1995.
  20. 20. Nereide Magalhães, DBioq, UFPE TRANSMISSÃO DO IMPULSO ELÉTRICO PELO CÉREBRO Figura 15. mecanismo de ação através de canais iônicos. Lehninger, 2000.
  21. 21. Nereide Magalhães, DBioq, UFPE MECANISMOS DE AÇÃO DOS HORMÔNIOS NITROGENADOS Figura 16. Mecanismo de ação através do cAMP e IP3. Lehninger, 2000.
  22. 22. Nereide Magalhães, DBioq, UFPE 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. Garrett & Grisham, 1995.
  23. 23. Nereide Magalhães, DBioq, UFPE MECANISMOS DE AÇÃO DOS HORMÔNIOS Figura 18. Receptores tipo tirosina quinase. Garrett & Grisham, 1995.
  24. 24. Nereide Magalhães, DBioq, UFPE MECANISMOS DE AÇÃO DOS HORMÔNIOS NITROGENADOS INSULINA x Receptor tirosina quinase Fosforilação Enzimática Figura 19. Mecanismo de ação da insulina via fosforilalação enzimática. Lehninger, 2000.
  25. 25. Nereide Magalhães, DBioq, UFPE MECANISMOS DE AÇÃO DOS HORMÔNIOS NITROGENADOS INSULINA x Receptor tirosina quinase Expressão Gênica IRS1=Substrato do receptor de insulina GBr2=Proteina adaptadora Sos=Proteína adaptadora Ras=proteina G Ras (oncogene ras) Raf-1=Proetina quinase Raf (oncogene) MEK=Quinase MAPK=Proteina quinase mitogênica ativada) Elk1= Fator de transcrição nuclear SRF= Fator de transcrição nuclear H-R Substrato do receptor Proteinas adaptadoras Fosforilação de Fatores de transcrição Figura 19. Mecanismo de ação da insulina via receptor tirosina quinase com regulação da expressão gênica. Lehninger, 2000.
  26. 26. Nereide Magalhães, DBioq, UFPE MECANISMOS DE AÇÃO DOS HORMÔNIOS HRE = elementos de resposta hormonal Figura 20. Mecanismo de ação com recpetores nucleares para modulação da expressão gênica. Lehninger, 2000.
  27. 27. Nereide Magalhães, DBioq, UFPE BIOSSÍNTESE DE HORMÔNIOS PEPTÍDICOS E DERIVADOS DE AMINOÁCIDOS
  28. 28. Nereide Magalhães, DBioq, UFPE BIOSSÍNTESE DE HORMÔNIOS PEPTÍDICOS Clivagens proteolíticas do precursor Pro-opiomelano- cortina (POMC): ACTH, b e g-lipotropina, a, b,g-MSH (hormônio esti- mulante de melanócitos), CLIP C (peptídeo interme- diário semelhante a corti- cotropina), b-endorfina e Met-encefalina. Pontos de clivagem: Arg- Figura 22. Biossíntese de hormônios peptídicos a Lys, Lys-Lys, Lys-Arg. partir da pro-opiomelacortina (POMC). Lehninger, 2000.
  29. 29. AÇÃO DA LEPTINA NA BIOSSÍNTESE DO POMC
  30. 30. Nereide Magalhães, DBioq, UFPE BIOSSÍNTESE DE HORMÔNIOS PEPTÍDICOS Figura 23. Biossíntese da insulina na forma de pré-proinsulina. Lehninger, 2000.
  31. 31. Nereide Magalhães, DBioq, UFPE ESTRUTURA DA INSULINA Lehninger, 2000.
  32. 32. Nereide Magalhães, DBioq, UFPE BIOSSÍNTESE DE HORMÔNIOS DA TIREÓIDE 1. Iodinação da tirosina 3-Monoiodotirosina (MIT) 3,5-Diiodotirosina (DIT) 2. Conjugação de resíduos iodinados 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) Figura 24. Biossíntese dos hormônios da tireóide a partir da tirosina. Murray et al., 1996.
  33. 33. Nereide Magalhães, DBioq, UFPE BIOSSÍNTESE DE HORMÔNIOS DA TIREÓIDE Figura 25. Biossíntese dos hormônios da tireóide a partir da tirosina. Murray et al., 1996.
  34. 34. Nereide Magalhães, DBioq, UFPE 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)
  35. 35. Nereide Magalhães, DBioq, UFPE BIOSSÍNTESE DE HORMÔNIOS DA TIREÓIDE 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 Tgb-MIT, DIT 6. Hidrólise enzimática nos lisossomas do complexo Tgb-MIT, DIT 7. Liberação de T3 e T4 8. Degradação e desiodinação (desiodinase) de MIT e DIT 9. Reoxidação do I- (reaproveitamento)
  36. 36. Nereide Magalhães, DBioq, UFPE BIOSSÍNTESE DE NEUROTRANSMISORES Figura 26. Biossíntese de catecolaminas e neurotransmissores a partir de aminoácidos. Lehninger, 2000.
  37. 37. Nereide Magalhães, DBioq, UFPE BIOSSÍNTESE DE EICOSANÓIDES Figura 27. Biossíntese de prostaglandinas, tromboxanano e leucotrienos a partir do ácido araquidônico. Lehninger, 2000.
  38. 38. Nereide Magalhães, DBioq, UFPE INTEGRAÇÃO E REGULAÇÃO HORMONAL DO METABOLISMO
  39. 39. Nereide Magalhães, DBioq, UFPE INTEGRAÇÃO E REGULAÇÃO HORMONAL DO METABOLISMO Figura 30. Deficiência de leptina (hormônio controlador do comportamento alimentar). Lehninger, 2000.
  40. 40. Nereide Magalhães, DBioq, UFPE METABOLISMO DOS CARBOIDRATOS Figura 31. Vias Metabólicas para Glicose 6-fosfato no Fígado. Lehninger, 2000.
  41. 41. Nereide Magalhães, DBioq, UFPE METABOLISMO DOS AMINOÁCIDOS Figura 32. Metabolismo dos aminoácidos no Fígado. Lehninger, 2000.
  42. 42. Nereide Magalhães, DBioq, UFPE METABOLISMO DOS ÁCIDOS GRAXOS Figura 33. Metabolismo dos ácidos graxos no Fígado. Lehninger, 2000.
  43. 43. AÇÃO DA LEPTINA ASSOCIADA A ADRENALINA
  44. 44. Nereide Magalhães, DBioq, UFPE TRABALHO DO MÚSCULO ESQUELÉTICO COM ENERGIA DO ATP Figura 34. Cooperação metabólica entre o músculo esquelético e o Fígado. Lehninger, 2000.
  45. 45. Nereide Magalhães, DBioq, UFPE 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).
  46. 46. Nereide Magalhães, DBioq, UFPE TRABALHO DO MÚSCULO CARDÍACO Metabolismo aeróbico Mitocôndria: piruvato, ácidos graxos e corpos cetônicos oxidados para síntese de ATP. Bombeamento de sangue: 6 l/min (~350 l/h) Figura 35. Microfotografia eletrônica do músculo cardíaco. Lehninger, 2000.
  47. 47. Nereide Magalhães, DBioq, UFPE TRANSMISSÃO DO IMPULSO ELÉTRICO PELO CÉREBRO 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 b-hidroxibutirato.
  48. 48. Nereide Magalhães, DBioq, UFPE TRANSMISSÃO DO IMPULSO ELÉTRICO PELO CÉREBRO 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.
  49. 49. Nereide Magalhães, DBioq, UFPE METABOLISMO DO CÉREBRO DURANTE JEJUM PROLONGADO Lehninger, 2000.
  50. 50. Nereide Magalhães, DBioq, UFPE METABOLISMO DO CÉREBRO DURANTE JEJUM PROLONGADO Figura 38. Produção de Corpos cetônicos pelo fígado para suprir o cérebro. Lehninger, 2000.
  51. 51. Nereide Magalhães, DBioq, UFPE TRANSPORTE DE OXIGÊNIO, METABÓLITOS E HORMÔNIOS PELO SANGUE Figura 39. Composição do sangue. Lehninger, 2000.
  52. 52. Nereide Magalhães, DBioq, UFPE REGULAÇÃO HORMONAL DO METABOLISMO Glicose=Regulador circulante da Homeostase Hormônios: Insulina, Glucagon e Adrenalina Glicose sanguínea normal= 4,5 mM Lehninger, 2000.
  53. 53. Nereide Magalhães, DBioq, UFPE Regulação da Glicose Sanguínea Glucagon Glicogenólise Insulina (músculos) Gliconeogênese Glicólise (fígado) Glicogênese Insulina Glicogênese Glicólise Figura 41. Ação da Insulina e Glucagon na Glicose sanguínea. Lehninger, 2000.
  54. 54. Nereide Magalhães, DBioq, UFPE REGULAÇÃO HORMONAL DO METABOLISMO ADRENALINA Sinaliza atividade iminente (Músculos, tecido adipose e fígado) Glicogenólise Glicólise Glicogênio Glicose Lactato (músculos) + Glicogênio fosforilase ATP Glicose Glicogênio (fígado) - Glicogênio sintase Glicogênese Gliconeogênese
  55. 55. Nereide Magalhães, DBioq, UFPE REGULAÇÃO HORMONAL DO METABOLISMO GLUCAGON Músculos Glicogênio glicose + glicogênio fosforilase - glicogênio sintase Lehninger, 2000.
  56. 56. Nereide Magalhães, DBioq, UFPE REGULAÇÃO HORMONAL DO METABOLISMO GLUCAGON Sinaliza baixa da Glicose sanguínea Músculos, tecido adiposo e fígado Glicogênio Glicose + Glicogênio fosforilase (desfosforilada por PKA) Piruvato Glicose [Frutose 2,6-difosfato] Glicólise ( - fosfofrutoquinase) Gliconeogênese (+ F1,6-difosfatase) - Piruvato quinase ↑ PEP
  57. 57. Nereide Magalhães, DBioq, UFPE REGULAÇÃO HORMONAL DO METABOLISMO Lehninger, 2000.
  58. 58. Nereide Magalhães, DBioq, UFPE REGULAÇÃO HORMONAL DO METABOLISMO INSULINA GLUCAGON GLUCAGON Figura 42. Regulação hormonal do metabolismo dos carboidratos através da F2,6-difosfato. Lehninger, 2000.
  59. 59. Nereide Magalhães, DBioq, UFPE REGULAÇÃO HORMONAL DO METABOLISMO GLUCAGON Mecanismos: Inibe a piruvato quinase  [PEP] Gliconeogênese
  60. 60. Nereide Magalhães, DBioq, UFPE REGULAÇÃO HORMONAL DO METABOLISMO 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
  61. 61. Nereide Magalhães, DBioq, UFPE REGULAÇÃO HORMONAL DO METABOLISMO 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
  62. 62. Nereide Magalhães, DBioq, UFPE REGULAÇÃO HORMONAL DO METABOLISMO ↓ [Glicose] GLUCAGON Tecidos + Glicogenólise Glicogênio Glicose + Gliconeogênese Piruvato Glicose ADRENALINA Tecidos Músculos, pulmão, coração Prepara os tecidos para aumento de atividade
  63. 63. Nereide Magalhães, DBioq, UFPE REGULAÇÃO HORMONAL DO METABOLISMO Glicose sanguínea normal= 4,5 mM ↑ [Glicose] INSULINA Tecidos + Glicogênese Glicose Glicogênio + Lipogênese Glicose Triacilgliceróis
  64. 64. Nereide Magalhães, DBioq, UFPE REGULAÇÃO HORMONAL DO METABOLISMO INSULINA Lehninger, 2000.
  65. 65. • Tecido adiposo Triacilglicerol ácidos graxos tecidos +glicerol (fígado) glicose • Músculos PEP carboxiquinase Proteínas aminoácidos fígado glicose (não essencial) glicogênese fígado glicogênio
  66. 66. 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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