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Bioquímica dos Hormônios Peptídicos PROFA. DRA. SHALOM PÔRTO DE ASSIS Os hormônios são divididos em dois grandes grupos: 1) Peptídios e derivados •Polipeptídeos complexos (p. ex., tirotrofina, gonadotrofinas, hormônio do crescimento). • Peptídeos de tamanho intermediário (p. ex., insulina e glucagon). Natureza Química dos Hormônios Os hormônios são divididos em dois grandes grupos: 1) Peptídios e derivados •Pequenos peptídeos (p. ex., neuro-hormônios hipotalâmicos, TRH). • Dipeptídeos (p. ex., tiroxina, triiodotironina). • Derivados de aminoácidos (p. ex., catecolaminas, serotonina, histamina). Natureza Química dos Hormônios Os hormônios são divididos em dois grandes grupos: 2) Esteróides •Esteróides com o núcleo esteróide intacto (esteróides adrenais e gonadais). • Esteróides com anel B aberto (colecalciferol). Natureza Química dos Hormônios Biossíntese dos Hormônios ✓ Os hormônios peptídicos: • São sintetizados através das mesmas rotas bioquímicas envolvidas na biossíntese de qualquer outra proteína. • Subsequentemente processados por hidrólise e/ou outras modificações químicas para dar origem a moléculas biologicamente ativas. Biossíntese dos Hormônios ✓ Os hormônios peptídicos: • As etapas envolvidas na transferência de informações da molécula de DNA, na linguagem de polinucleotídeos (códons), para a linguagem de poliaminoácidos, expressa nas proteínas envolvem: 1) Transcrição gênica. 2) Processamento pós-transcricional do RNA mensageiro. 3) Tradução do RNAm. 4) Processamento pós-traducional na molécula nascente em proteína. Biossíntese dos Hormônios ✓ Os hormônios esteróides: • Todos os hormônios esteróides apresentam um núcleo molecular derivado do colesterol, sendo classificados em corticosteróides, andrógenos, estrógenos e progestágenos. • Ao contrário dos hormônios peptídicos, a biossíntese dos hormônios esteróides é restrita a poucos tecidos (córtex da supra-renal, testículos e ovários). Hormônio adrenocorticotrófico (ACTH) ou adenocorticotrofina Estimula o córtex da suprarenal a produzir seus hormônios. Hormônio tireotrófico (TSH) ou tireotrofina Estimula a glândula tireóide a secretar seus principais homônios. Sua produção é estimulada pelo fator liberador de tireotrofina (TRF), secretado pelo hipotálamo. Hormômio somatotrófico (STH), somatotrofina, hormônio do crescimento (GH) ou hormônio estimulante do crescimento (HEC) Atua no crescimento, promovendo o alongamento dos ossos e estimulando a síntese de proteínas e o desenvolvimento da massa muscular. Também aumenta a utilização de gordura e inibe a captação de glicose plasmática pelas céls., aumentando a concentração de glicose no sangue. Hormônios Polipeptídicos Importantes no Corpo e Suas Ações (Adeno-hipófise) Hormônios Gonadotróficos Hormônio folículo estimulante (FSH) Na mulher, estimula o desenvolvimento e a maturação dos folículos ovarianos. No homem, estimula a espermatogênese. Hormônio luterizante (LH) Na mulher estimula a ovulação e o desenvolvimento do corpo lúteo. Hormônio estimulante das células intersticiais (ICSH) No homem, estimula a produção de testosterona pelos endocrinócitos intersticiais dos testículos (nome antigo: céls. de Leydig). Hormônios Polipeptídicos Importantes no Corpo e Suas Ações (Adeno-hipófise) Critérios para as determinações laboratoriais Paciente: Jejum de 12h. Amostra: Soro ou plasma coletado com EDTA, tubo deverá está gelado. Centrifugar sob refrigeração. Interferência: A lipemia pode ser um fator interferente. Prolactina ou Hormônio Lactogênico (LTH) Estimula a produção de leite pelas glândulas mamárias. Sua produção acentua-se no final da gestação, aumenta após o parto e persiste enquanto durar o estímulo da sucção. Hormônios Polipeptídicos Importantes no Corpo e Suas Ações (Adeno-hipófise) Critérios para as determinações laboratoriais Paciente: Jejum de 12h. Antes da coleta manter o paciente por 1h em repouso com veia cateterizada. Amostra: Soro. Centrifugar sob refrigeração. Interferência: A lipemia pode ser um fator interferente. Hormônios da Neuro-hipófise: não produz hormônios; armazena e depois libera na circulação dois hormônios sintetizados pelo hipotálamo. Antidiurético (ADH) ou vasopressina. Regula o volume de urina, aumentando a permeabilidade dos túbulos renais à água e, consequentemente, sua reabsorção. Sua produção é estimulada pelo aumento da pressão osmótica do sangue e por hemorragias intensas. Hormônios da Neuro-hipófise Ocitocina ou oxitocina Na mulher: estimula a contração da musculatura uterina durante o parto e as mamas após o parto, para ejeção do leite. No homem: provoca relaxamento dos vasos e dos corpos eréteis do pênis, aumentando a irrigação sanguínea. Critérios para as determinações laboratoriais Paciente: Jejum de 12h. Amostra: Plasma coletado com EDTA. Centrifugar sob refrigeração. Bioquímica dos Hormônios da Tireóide Glândula Tireóidea (nome antigo: tireóide ou tiróide) Triiodotironina (T3) e Tetraiodotironina ou Tiroxina (T4) Regulam o desenvolvimento e o metabolismo geral do corpo. Esses hormônios requerem iodo na sua elaboração. Agem através de receptores nucleares estimulando o metabolismo energético, especialmente no fígado e no músculo, ativando a expressão de genes que codificam enzimas metabólicas importantes. Calcitonina ou Tireocalcitonina Regula a taxa de Ca++ no sangue (calcemia), inibindo sua remoção dos ossos, o que diminui a taxa plasmática de Ca++: efeito hipocalcemiante. Principais Hormônios Humanos Critérios para as determinações laboratoriais Paciente: Jejum de 12h. Amostra: Soro. Centrifugar sob refrigeração. Interferência: A lipemia pode ser um fator interferente. • Participa (T3) do controle do metabolismo lipídico de forma importante. • O T3 é um potente estimulador da lipogênese no fígado, tecido adiposo marrom e branco e glândula mamária. Ação no Metabolismo Lipídico Pois estimula enzimas chaves desse processo como: ácidos graxos sintetase, acetil-CoA carboxilase, glicose 6-fosfato desidrogenase. • Igualmente promove nos mesmos tecidos a lipólise. • O metabolismo do colesterol também é afetado pelo T3 (estimula tanto a síntese quanto a degradação do mesmo). • Estimulam a absorção intestinal dos carboidratos através de mecanismos independentes da mudança do fluxo regional. • Estimula a produção hepática de glicose (gliconeogênese), o que contribui para uma entrada de carboidratos no plasma. • Por outro lado, o desaparecimento plasmático e a entrada de glicose nas células também são estimulados pelos hormônios tireoidianos (provavelmente pelo aumento da secreção de insulina). • No nível celular, os hormônios contribuem para utilização de glicose pela via glicolítica normal. Ação no Metabolismo dos Carboidratos • Tanto a biossíntese quanto o catabolismo das proteínas são estimulados pelo hormônios tireoidianos. Ação no Metabolismo das Proteínas Biosíntese dos Hormônios Tireoidianos Síntese a partir de uma proteína Tireoglobulina (20 aa / tirosina)chamada São iodados enzimaticamente Monoiodotirosina + Monoiodotirosina = Diiodotirosina Diiodotirosina + Diiodotirosina = Tiroxina (T4) Monoiodotirosina + Diiodotirosina = Triiodotironina (T3) MIT DIT Degradação dos Hormônios Tireoidianos No citossol - mediado pela proteína Ubiquitina Ubiquitina contém 76 aa, estando presente em todas as células eucarióticas A proteína a ser degradada liga-se com a ubiquitina com gasto de ATP Carboxila terminal da ubiquitina faz ligação semelhante a peptídica, mas com um grupo amino de um resíduo de lisina da proteínas a ser degradada Proteína ubiquitinada = condenada a degradação Degradação dos Hormônios Tireoidianos A proteína ubiquitinada interage com um grande complexo proteolítico capaz de catalisar a hidrólise. A seleção da proteína a ser degradadaé obtida a partir da estrutura primária, mais precisamente do aminoácido presente na extremidade amino-terminal. Bioquímica dos Hormônios das Paratireóides Glândulas Paratireóideas (nome antigo: paratireóides) Paratormônio (PTH) Regula a taxa de cálcio: • estimula a remoção de cálcio da matriz óssea (o qual passa para o plasma sanguíneo) – efeito hipercalcemiante; • estimula sua absorção dos alimentos pelo intestino; • estimula a sua reabsorção pelos túbulos renais, aumentando a concentração no plasma do sangue. Principais Hormônios Humanos Biosíntese do Hormônio PTH • Esse hormônio é sintetizado inicialmente como um polipeptídeo de 110 aa conhecido como pré-pró-PTH. • Os 21 aa, que constituem o peptídeo sinalizador, são clivados da molécula de PTH no interior do RE, ainda durante o processo de tradução do RNAm, dando origem ao pró-PTH. • Após ser sintetizado e processado parcialmente, o pró-PTH é transportado para o complexo de Golgi, onde é transformado em PTH antes de ser secretado. Metabolismo do Cálcio Critérios para as determinações laboratoriais Paciente: Jejum de 12h. Amostra: Soro. Centrifugar sob refrigeração. Interferência: A lipemia pode ser um fator interferente. Bioquímica dos Hormônios do Pâncreas Pâncreas: Insulina e Glucagon Hormônios peptídicos secretados Células localizadas nas Ilhotas de Langerhans Células (insulina) Células 2 (glucagon) Células 1 (somatostatina: inibe a secreção de insulina) Esses hormônios têm um importante papel na regulação das atividades metabólicas do organismo, particularmente na homeostasia da glicemia. Principais Hormônios Humanos -É iniciada com a transcrição do gene da insulina, produzindo um RNAm cuja sequência de nucleotídeos já foi determinada em várias espécies e que dirige a síntese de uma molécula maior, a pré-proinsulina, no RER. - Nos ribossomos, a pré-proinsulina é formada pela síntese sequencial de quatro peptídeos: um peptídeo sinalizador, a cadeia B da insulina, um peptídeo de ligação (peptídeo C) e a cadeia A do hormônio. - Após sua síntese a sequência guia da pré-proinsulina é removida, dando origem à proinsulina (produto estável e precursor da insulina). Biossíntese da insulina - A proinsulina consiste em uma única cadeia polipeptídica que se inicia com a sequência normal da cadeia B da insulina e continua com um peptídeo de ligação (peptídeo C). - A conversão de proinsulina em insulina ocorre no complexo de Golgi, por um processo de proteólise, durante o qual são removidos os dois aa básicos nas duas extremidades do peptídeo C. - A insulina formada, bem como o peptídeo C modificado, são retidos em grânulos (provenientes do próprio complexo de Golgi). -Durante a migração dos grânulos no citossol da célula, os mesmos amadurecem. Biossíntese da insulina - Os grânulos maduros, contendo quantidades equivalentes de insulina e peptídeo C e quantidades muito pequenas de proinsulina intacta, são transportados pelo sistema de microtúbulos, fundindo-se com a membrana celular e liberados para o exterior por exocitose. Biossíntese da insulina Critérios para as determinações laboratoriais Paciente: Jejum de 12h. Amostra: Soro. Insulina / Proinsulina / Peptídeo C Regulação da concentração de glicose no sangue Efeitos gerais da falta de insulina sobre o metabolismo dos carboidratos, proteínas e lipídeos Falta de insulina Menor uso de glicose Efeitos da falta de insulina sobre o metabolismo das gorduras Lipogênese Mobilização das gorduras de depósito Hiperlipemia Cetogênese no fígado Hipercetonemia Cetonúria Acidose metabólica Efeitos gerais da falta de insulina sobre o metabolismo dos carboidratos, proteínas e lipídeos Falta de insulina Menor uso de glicose Efeitos da falta de insulina sobre o metabolismo dos carboidratos Hiperglicemia Glicosúria, diurese osmótica Perda de água e eletrólitos Desidratação Hemoconcentração Insuficiência circulatória periférica Glicogenólise hepática e muscular Hipotensão ↓ Fluxo sanguíneo renal Anúria COMA E MORTE Naúseas e vômitos Efeitos gerais da falta de insulina sobre o metabolismo dos carboidratos, proteínas e lipídeos Falta de insulina Menor uso de glicose Efeitos da falta de insulina sobre o metabolismo das proteínas Catabolismo proteico Aminoacidemia Gliconeogênese Nitrogênio urinário Desidratação celular Perda de K+ das células Perda de K+ corporal Glicogenólise Gliconeogênese Cetogênese INSULINA Glicogenólise Gliconeogênese Cetogênese GLUCAGON ADRENALINA Hormônio Gonadotrófico Coriônico - Gonadotrofina Coriônica Humana (hCG) é uma glicoproteína hormonal. -Na gravidez sua concentração aumenta no sangue e na urina. - É o único hormônio exclusivo da gravidez. Hormônio Gonadotrófico Coriônico -Função principal: manter o corpo lúteo durante o primeiro trimestre de gestação. - O corpo lúteo secreta dois hormônios a progesterona e o estrógeno. - Inibe a menstruação e a ausência de uma nova ovulação. Critérios para as determinações laboratoriais Paciente: Não precisa de cuidados especiais. Amostra: Soro sanguíneo isento de hemólise ou lipemia intensa. Mantém-se por 1 semana quando refrigerada. Pode ser usada a urina também. Hormônio Gonadotrófico Coriônico (hCG) Bioquímica dos Hormônios das Supra-Renais, Ovários e Testículos PROFA. DRA. SHALOM PÔRTO DE ASSIS Principais Hormônios Humanos Glândulas Suprarenais (nome antigo: Adrenais) Córtex : produz glicocorticóides, mineralocorticóides e hormônios sexuais (Andrógenos e Estrógenos). Medula: produz adrenalina e noradrenalina. Glândulas Suprarenais: Região Cortical Glicocorticóide (Cortisol ou cortisona) Estimulam a conversão de proteínas e gorduras em glicose e diminuem a captação de glicose pelas células, aumentando, assim, a utilização de gorduras. Essas ações elevam a conc. de glicose no sangue, a taxa metabólica e a geração de calor. Diminuem também a migração de leucócitos para os locais inflamados, diminuindo a inflamação. Principais Hormônios Humanos Critérios para as determinações laboratoriais Paciente: Jejum 12h. Amostra: Soro ou plasma heparinizado. Coletar em horário adequado (8h/16h) Cortisol sanguíneo Paciente: nenhum cuidado especial. Amostra: urina de 24h. Durante a coleta adicionar ácido bórico para manter o pH abaixo de 7,5 e conservar o cortisol. Cortisol livre urinário (CLU) Glândulas Suprarenais: Região Cortical Mineralocorticóide: Aldosterona Aumentam a reabsorção, nos túbulos renais de água e de íons sódio e cloretos, aumentando a pressão arterial. Hormônios sexuais: Andrógeno e Estrógeno Desenvolvimento e manutenção dos caracteres sexuais secundários masculinos e femininos. Principais Hormônios Humanos Critérios para as determinações laboratoriais Paciente: Jejum 12h. Manter por 60 min. repouso obrigatório com veia cateterizada. Amostra: Soro sanguíneo e urina. Aldosterona Paciente: Jejum de 12h. No período de 48h que antecedem a coleta, evitar medicações esteroides. Amostra: Soro ou plasma heparinizado ou com EDTA. Amostras estáveis quando refrigeradas. Andrógeno e Estrógeno Biossíntese dos Hormônios da Região Cortical das Glândulas Suprarenais. Principais Hormônios Humanos Localização intracelular das reações envolvidas na síntese do colesterol com formação da Pregnenolona e Cortisol Principais Hormônios Humanos Membrana Plasmática Colesterol Cortisol PLASMA Acetil-CoA Mevalonato Esqualeno Colesterol Pregnenolona Pregnenolona Progesterona Desoxicortisol Desoxicortisol Cortisol Cortisol Vacúolos de Ésteres de Colesterol Metabolismo do Cortisol Principais Hormônios Humanos - Cerca de 75% do cortisol do plasma encontra-se ligado a proteína transcortina. - Outros 15% do cortisol plasmático estão ligados à albumina e apenas 10% encontra-se livre na circulação. - Apenas o cortisol livreé biologicamente ativo. - Uma desidrogenase, presente em muitos tecidos, catalisa a inter conversão do cortisol em cortisona. - Apenas uma fração muito pequena do cortisol livre plasmático é excretada intacta na urina. - O cortisol e a cortisona são metabolizados no fígado, dando origem a tetra- hidroderivados, cortóis e cortolonas, que são excretados na urina como glicuronatos. Metabolismo do Cortisol Principais Hormônios Humanos Tetra-hidrocortisol + Tetra-hidrocortisona → Glicuronatos (70%) (30%) Metabolismo da Aldosterona Principais Hormônios Humanos - Cerca de 50% da aldosterona circulante estão sob a forma livre e 50% encontra-se ligados a uma globulina específica, à transcortina e à albumina. - É metabolizada no fígado onde é reduzida para tetra-hidroaldosterona. - Esta substância, sob a forma de glicuronato, é o maior produto de excreção na urina. - Uma menor porção do hormônio é eliminada intacta, também conjugada com glicuronato. Metabolismo da Aldosterona Principais Hormônios Humanos Metabolismo dos Andrógenos Corticais Principais Hormônios Humanos Androsterona Etiocolanolona 11-β-OH-Androsterona e 11-β-OH-Etiocolanolona Desidroepiandrosterona sulfato (DHEA-S) TESTOSTERONA 17-Cetosteróides [a secreção diária de andrógenos (corticais e testiculares) pode ser medida na urina, sendo baseada na determinação do grupo cetônico no carbono 17]. Glândulas Suprarenais: Região Medular Adrenalina (epinefrina) Noradrenalina (norepinefrina) Promovem taquicardia, aumento da pressão arterial e das frequências cardíaca e respiratórias, aumento da secreção do suor, da glicemia, da atividade mental. Principais Hormônios Humanos Biossíntese das Catecolaminas Principais Hormônios Humanos MAO = monoamina oxidase COMT = catecol ortometiltransferase NOR = noradrenalina Metabolismo e Excreção das Catecolaminas Principais Hormônios Humanos Noradrenalina Normetanefrina Ácido vanilmandélico (VMA) URINA (conjugado com sulfato ou glicuronidatos) COMT (catecol ortometiltransferase) MAO (monoamina oxidase) Ácido 3,4-diidroximandélico MAO Adrenalina COMT Metanefrina MAO COMT MAO Testículos Testosterona Promove o desenvolvimento e o crescimento dos testículos, além do desenvolvimento dos caracteres sexuais secundários masculinos, aumento da libido (desejo sexual), aumento da massa muscular e da agressividade. Principais Hormônios Humanos Ovários Estrógeno ou estrogênio Promove o desenvolvimento dos caracteres sexuais femininos e da parede uterina (endométrio); estimula o crescimento e a calcificação óssea, inibindo a remoção desse íon do osso e protegendo contra a osteoporose; protege contra a aterosclerose. Principais Hormônios Humanos Ovários Progesterona Modificações orgânicas da gravidez, como preparação do útero para aceitação do blastocisto e das mamas para a lactação. Inibe as contrações uterinas, impedindo a expulsão do feto em desenvolvimento. Principais Hormônios Humanos Vias de biossíntese dos hormônios esteróides. Obrigada pela atenção! Atividade em Grupo para Estudo 1) Classifique os hormônios humanos. 2) Classifique os hormônios tireoidianos, apresente suas funções gerais e suas funções no metabolismo dos carboidratos, lipídeos e proteínas. 3) Como os hormônios tireoidianos são biossintetizados e degradados? 4) Como o metabolismo do cálcio é regulado pela calcitonina e pelo PTH? 5) Explique, em linhas gerais, a biossíntese da insulina. 6) Resuma os efeitos gerais da falta de insulina sobre o metabolismo dos carboidratos, proteínas e lipídeos. 7) Qual a função do HCG? 8) Sumarize a biossíntese e degradação dos hormônios esteroides (aldosterona, cortisol, andrógenos e catecolaminas).