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UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA FACULDADE DE AGRONOMIA E MEDICINA VETERINÁRIA FISIOLOGIA VETERINÁRIA 1 ENDOCRINOLOGIA Hipotálamo-Hipófise • Sistemas nervoso e endócrino regulam as funções corporais; • A conexão entre eles geralmente ocorre por meio do hipotálamo; Organização do sistema endócrino • 9 glândulas bem definidas ▫ pineal, hipotálamo, hipófise, tireoide, paratireoide, pâncreas, supra-renais, testículos e ovários • 4 órgão com função endócrina secundária ▫ coração, intestino, rim, placenta • Glândulas interagem entre si Organização do sistema endócrino • 9 glândulas bem definidas ▫ pineal, hipotálamo, hipófise, tireoide, paratireoide, pâncreas, supra-renais, testículos e ovários • 4 órgão com função endócrina secundária ▫ coração, intestino, rim, placenta • Glândulas interagem entre si Organização • Sistema dependente do eixo hipotálamo-hipófise • Sistema não dependente do eixo hipotálamo- hipófise ▫ regulação glicose (pâncreas) ▫ regulação cálcio (paratireoide) ▫ regulação sódio e potássio (adrenal, mineralcorticoides) ▫ enzimas gastrintestinais (estômago e duodeno) • Sistema endócrino transitório ▫ placenta Organização • Sistema dependente do eixo hipotálamo-hipófise ▫ supra-renal (glicocorticoides, porção medular) ▫ tireoide ▫ gônadas masculina/feminina ▫ hormônio crescimento ▫ prolactina ▫ ocitocina ▫ vasopressina Hipotálamo Osso Quiasma optico Hipotálamo Infundibulo Pituitária posterior Pituitária anterior Lobo anterior da pituitária Lobo posterior da pituitária Eixo Hipotálamo-Hipófise • Hipotálamo ▫ centro neurológico e endócrino ▫ 12 núcleos ▫ Funções: regulação sistema endócrino temperatura corporal apetite comportamento sexual reações defensivas ritmos de atividade sistema vegetativo ▫ hipofisiotropinas sistema porta hipofisário ▫ ocitocina ▫ ADH para a hipófise e daí para a circulação sistêmica Hipotálamo Hipófise • Também denominada pituitária • Partes: ▫ adeno-hipófise (lobo anterior) parte tuberal parte distal (lobo anterior) parte intermediária ▫ neuro-hipófise (lobo posterior) parte nervosa pedículo neural Hipófise • Glândula pituitária ▫ adeno-hipófise (distal, anterior) 2/3 hipófise células tireotropos (TSH) corticotropos (ACTH) gonadotropos (LH e FSH) lactotropos (PRL) somatotropos (GH) Hipófise • Glândula pituitária ▫ adeno-hipófise (distal, anterior) TSH, ACTH, LH e FSH, prolactina e GH são hormônios proteicos TSH, ACTH, LH e FSH Ativação de proteína G e ativação de cAMP como segundo mensageiro GH e prolactina Via JAK/STAT (ativação de genes – síntese novas proteínas) Hipófise • Glândula pituitária ▫ parte intermediária Hormônio melanocítico estimulante (MSH) Hormônio semelhante ao corticotrópico β-LPH Edorfinas Encefalinas ▫ répteis e anfíbios escurecimento pele ▫ mamíferos ACTH??? Hipófise • Glândula pituitária ▫ neuro-hipófise (posterior) Pituicitos (céls glia de suporte) fibras nervosas não mielinizadas ocitocina e ADH (vasopressina) seus hormônios são sintetizados por corpos celulares no hipotálamo núcleos supraópticos e paraventriculares • Relação entre hipotálamo e pituitária posterior 1. Os núcleos paraventricular e supraoptico contem os corpos celulares dos neurônios produtores de vasopressina e ocitocina. Os hormônios são produzidos nos corpos celulares dos neurônios. 2. Os hormônios sintetizados são transportados pelo axônio para serem armazenados nos terminais neuronais dentro da pituitária posterior. 3. Quando o neurônio é estimulado, o hormônio armazenado é liberado dos terminais na circulação e distribuído pelo corpo. • Os hormônios da adeno-hipófise (pituitária anterior) não são secretados numa taxa constante. Sua produção é controlada por hormônios hipotalâmicos e por feedback dos hormônios das glândulas alvo. • A secreção por cada tipo celular na adeno- hipófise é estimulada ou inibida por hormônios hipofisiotrópicos hipotalâmicos. Hormônios de liberação ou hormônios inibitórios. • Os hormônios reguladores hipotalâmicos são: 1) Hormônio liberador de gonadotrofinas (GnRH): estimula a liberação do LH e o FSH, 2) Hormônio liberador de corticotrofina (CRH): libera toda a molécula da pró-opiocortina (ACTH, beta-LPH, alfa e beta-MSH, CLIP). 3) Hormônio liberador da tireotrofina (TRH): estimula a liberação do TSH; pode estimular a liberação da prolactina, 4) Hormônio liberador de prolactina (PRH) 5) Dopamina (PIH): inibe a secreção de prolactina e do TSH, 6) Hormônio liberador de GH, ou Somatoliberina (GHRH) 7) Somatostatina (GHIH): inibe a secreção de somatotrofina (GH), • Cadeia hierárquica de comando do controle endócrino. HIPOTÁLAMO – HIPÓFISE – GLÂNDULA PERIFÉRICA • Ex. Liberação do cortisol pela glândula adrenal (eixo hipotálamo-hipófise- adrenal) Hormônios da adenohipófise: Hormônio folículo-estimulante (FSH) Hormônio luteinizante (LH) Hormônio tireo-estimulante (TSH) Hormônio adrenocorticotrófico (ACTH) Prolactina (PRL) Hormônio do crescimento (GH) Horrmônios hipotalâmicos: Hormônio liberador de gonadotrofinas (GnRH) Hormônio liberador de corticotrofina (CRH) Hormônio liberador de tireotrofina (TRH) Hormônio liberador de Prolactina (TRH) Hormônio inibidor de Prolactina (Dopamina) Hormônio liberador de GH (GHRH) Hormônio inibidor de GH (Somatostatina) Saladin, 2002; extraído de Biocourse.com A ADENOHIPÓFISE, SEUS HORMÔNIOS E OS HORMÔNIOS REGULADORES HIPOTALÂMICOS Sistema porta hipotálamo- hipofisário ▫ plexo principal (ventral ao hipotálamo) ▫ plexo secundário (adeno-hipófise) ▫ impedem a diluição dos hormônios hipotalâmicos ou a necessidade de redes de distribuição específicas ▫ formam uma rede de distribuição geral do hipotálamo para a hipófise 1. Hormônios hipofisiotrópicos (estimuladores e inibidores) produzidos no hipotálamo são liberados nos capilares hipotalâmicos. 2. Os capilares hipotalâmicos se reagrupam em vasos que conectam o leito vascular do hipotálamo com o leito vascular da hipófise (sistema porta hipotálamo-hipófise). 3. O sistema porta se ramifica em capilares na hipófise anterior. 4. Os hormônios hipofisiotrópicos controlam a secreção da pituitária anterior. 5. Quando estimulada pelo hormônio hipotalâmico específico, a célula da pituitária anterior secreta seu hormônio específico nos capilares. 6. Os capilares da pituitária anterior se reagrupam para formar uma veia, por meio da qual os hormônios da pituitária anterior são distribuídos pela circulação sistêmica. • Conexão vascular entre o hipotálamo e a hipófise anterior Artéria hipofisária superior Artéria hipofisária inferior Sistema porta • hipófise anterior é altamente vascularizada por sinusoides entre as células glandulares • os hormônios hipotalâmicos liberadores e inibidores são secretados na eminência mediana (por onde entra a artéria hipofisária superior) ▫ estes hormônios controlam a secreção da hipófise anterior estimula a liberação de todos hormônios hipofisários, exceto prolactina O sistema porta hipofisário é composto por capilares provenientes dos seguintes vasos: • Artéria hipofisária cranial – atende à adeno-hipófise e acaba nos plexos capilaresna porção do talo pituitário, • Artéria hipofisária caudal - atende à neurohipófise. Então, esses vasos porta longos e curtos atendem à hipófise como um todo. Figura 4. Relações anatômicas entre o hipotálamo e a glândula hipófise Figura 4. Relações anatômicas entre o hipotálamo e a glândula hipófise Células produtoras de hormônios controladores 3º. ventrículo Hipotálamo Células produtoras de hormônios da hipófise posterior Artéria hipofisária inferior Hipófise posterior Veias eferen -tes Hipófise anterior Células produtoras de hormônios tróficos Rede capilar secundária Veia porta curta Veia porta longa Rede capilar primária Artéria hipofisária superior Figura 5. A vascularização e as inter-relações funcionais do complexo hipotálamo-hipofisário Artéria hipofisária superior (anterior) Eminência média Vasos porta longos (hipófise anterior) Veias eferentes Vasos portais curtos Plexo primário dos vasos portais longos Haste infundibular Plexo primário dos vasos portais curtos (hipófise posterior) Artéria hipofisária inferior (posterior) Corpo mamilar Hipotálamo 3º. ventrículo Quiasma ótico Neurônios supraóticos e para ventriculares Neurônios monoaminérgicos 3º. ventrículo Neurônios tuberohipofisários SHA Vasos porta Longo Curto Hormônios tróficos Veias eferentes Liberação de ADH e ocitocina A regulação da secreção adeno-hipofisária • Os mecanismos de liberação são centralizados no hipotálamo. • Podem ser originados de estímulos aferentes tanto neurais como humorais, que estimulam a liberação dos hormônios reguladores hipotalâmicos nos capilares. • Os hormônios reguladores hipotalâmicos inibem ou estimulam a secreção dos hormônios adenohipofisários (então podem ser chamados hormônios hipofisiotrópicos). Impulsos de estímulo à secreção hormonal (1) Impulso Humoral : está relacionado com o controle das secreções hipofisárias por hormônios, através de feedback. Ex.1: Secreções da tireóide e da adrenal: a supressão das glândulas provoca o aumento do TSH e do ACTH, respectivamente. OBS: Os locais onde os hormônios glandulares atuam regulando a secreção da adenohipófise são variáveis; no exemplo acima, o TSH age direto sobre a adenohipófise, e o ACTH geralmente sobre os hormônios hipotalâmicos. (2) Impulsos Neurais : fibras nervosas fazem sinapse com núcleos hipotalâmicos, e seus hormônios influenciam a adenohipófise. Ex.2: A secreção do ACTH está relacionada com o ritmo circadiano e estresse. OBS: O GH também é afetado pelo estresse e pelo sono; a tireoide tem sua atividade aumentada com o frio. HIPOTÁLAMO Neurormônios Estimula liberação Inibe liberação SANGUE PORTAL SANGUE SISTÊMICO ADENOHIPÓFISE Células endócrinas Hormônios tróficos: Famílias Secreta CÉLULAS-ALVO PERIFÉRICAS Células Endócrinas Hormônios periféricos: Secreção Células Não-Endócrinas: Ver nas aulas sobre: Adrenal Tireóide Sistema Reprodutório Fisiologia da Lactação Figura 8. Resumo do eixo hipotálamo-hipofisário-células-alvo periféricas Corticotróficas Tireotróficas Gonadotróficas Somatotróficas Lactotróficas Relacionados ao ACTH ACTH Glicoproteínas TSH FSH LH Somatomamotropinas GH PRL Córtex adrenal Glicocorticóide Folículo da tireóide Hormônio tireoidianos Gônadas Esteróides gonadais Fígado Somatome dinas Metabolismo Intermediário Figura 9. Alças de feedback em eixo hipotálamo-hipofisário-célula-alvo periférica Fatores Externos SNC EXTRAHIPOTALÂMICO Sinais exteroceptivos Sinais interoceptivos produtos das células-alvo nutrientes agentes humorais Neurotransmissores HIPOTÁLAMO Neurônios neurossecretores Hormônios de liberação ADENO-HIPÓFISE Trofos Hormônios trópicos CÉLULAS-ALVO PERIFÉRICAS ENDÓCRINAS (Tecidos selecionados) Hormônios periféricos Produtos CÉLULAS-ALVO PERIFÉRICAS NÃO- ENDÓCRINAS (Tecidos selecionados) A lç a lo ng a A lç a ul tr ac ur ta A lç a cu rt a • Interações e circuitos fisiológicos ▫ os hormônios produzidos no hipotálamo são distribuídos para a adeno-hipófise por meio do sistema porta, lá estimulam ou inibem a secreção de hormônios específicos. Os hormônios hipofisários na circulação estimulam glândulas secundárias que regulam tecidos e exercem retroalimentação negativa sobre o hipotálamo e a hipófise. • Interações e circuitos fisiológicos ▫ os hormônios produzidos no hipotálamo são distribuídos para a neuro-hipófise por meio de fibras nervosas cujas terminações secretam hormônios nos leitos capilares da neuro-hipófise. • O hipotálamo controla a secreção hipofisária ▫ sinais hormonais e nervosos ▫ o reposicionamento da hipófise reduz a produção dos seus hormônios ▫ região posterior hipófise – sinais diretos do hipotálamo ▫ região anterior hipófise – hormônios hipotalâmicos liberadores ou inibidores através do sistema porta • o hipotálamo recebe sinais vindos de diversas partes do sistema nervoso (neural ou hormonal, excitatório ou inibitório) ▫ dor ▫ medo/recompensa ▫ estímulos olfativos, visuais ▫ concentrações de elementos do sangue ▫ Estresse (ex. cortisol) • conexões do hipotálamo com o sistema límbico e outras regiões do SNC (influência emocional e do ambiente) • informações utilizadas para controlar a secreção dos hormônios hipofisários Controle da secreção de hormônios hipotalâmicos Controle do SNC: HIPOTÁLAMO E HIPÓFISE • A hipófise (pituitária) e o hipotálamo são relacionados morfológica e funcionalmente, pois o hipotálamo regula glândulas importantes através da hipófise (ele também é responsável por vias controladoras de complexos neurais vegetativos). • O hipotálamo e a neurohipófise têm a mesma origem embrionária, sendo compostos por tecidos conjuntivo e nervoso, cujos axônios nascem na sua maioria nos núcleos hipotalâmicos supraótico e paraventricular. Desenvolvimento do complexo hipotálamo-hipófise • Epitélio oral e assoalho do terceiro ventrículo se evaginam • Evaginação bucal se desprende e é circundada pelo neuroectoderma (infundíbulo) • Desenvolve-se na fossa hipofisário do osso esfenoide Figura 1. Desenvolvimento do complexo hipotálamo-hipofisário: origem das regiões formadoras da adeno-hipófise e da neuro-hipófise. 3º. ventrículo Infundíbulo Céu da boca Bolsa de Rathke Assoalho do cérebro Ectoderma neural Ectoderma bucal Adenohipófise Bolsa de Rathke Eminência média Caule infundibular Neurohipófise Infundíbulo Figura 2. Os núcleos hipotalâmicos Eminência média Vasos hipotálamo- hipofisários Sulco hipotalâmico Núcleos mamilares Tálamo Legenda núcleos hipotálamo: PO- pré-óptico SCH- supraquiasmático AH- hipotalâmico anterior SO- supra-óptico PV- paraventricular DM- dorsomedial PH- hipotalâmico posterior VM- ventromedial AR- arqueado Hormônios da neurohipófise • São quatro os hormônios presentes na neurohipófise (pars nervosa): (1) ocitocina, (2) arginina-vasopressina, (3) lisina-vasopressina e (4) arginina-vasotocina OBS.: Há poucas diferenças entre suas composições químicas. Os dois núcleos hipotalâmicos sintetizam a vasopressina e a ocitocina, que são transportados em uma forma complexada com a neurofisina até a neurohipófise; a liberação ocorre na corrente circulatória, no sistema porta hipofisário*. Figura3. O transporte axônico dos hormônios hipotalâmicos Quiasma ótico Núcleo paraventricular Trato supraóticohipofiseal Núcleo supraótico Acúmulo de material neurosecretório Haste pituitária Plano de secção da haste Hipófise posterior (neuro-hipófise) • Constituição ▫ pituícitos células de suporte semelhante às células da glia ▫ fibras e terminações nervosas núcleos supraóptico e paraventriculares do hipotálamo possui grânulos secretores ADH e ocitocina • A vasopressina é também chamada hormônio antidiurético (ADH) por ter a capacidade de reduzir o volume urinário quando secretado (seu órgão-alvo é o rim), e na maioria dos mamíferos é do tipo arginina-vasopressina (nas aves o efeito do mesmo composto é diurético). • Sua secreção é estimulada por: • (1) aumento da osmolaridade sanguínea, • (2) diminuição do volume sanguíneo, • (3) hipotensão, • (4) presença de angiotensina II e • (5) hipoglicemia aguda. OBS.: Provavelmente através do AMPc seja aumentada a permeabilidade à água nas células renais. Apenas em caso de hemorragia a vasopressina pode ter um efeito pressor significativo. ADH (vasopressina) • efeito antidiurético ▫ concentrações baixas • aumenta a permeabilidade dos ductos renais à água ▫ vesículas com aquaporinas nas células dos ductos renais ▫ ativação da adenilciclase – AMPc – fosforilação das vesículas – inserção das aquaporinas nas células ADH • Regulação da produção ▫ concentração osmótica dos líquidos extracelulares osmorreceptores no hipotálamo aumento ou diminuição dessas células pela entrada ou saída de água inibem ou estimulam os núcleos supraópticos ADH • Efeitos em vasos ▫ vasopressina ▫ concentrações altas vasoconstrição em arteríolas aumento pressão arterial ▫ estímulo pela baixa volemia percebido por menor distensibilidade nos receptores nas aurículas, carótidas, aórtica e pulmonar HORMÔNIOS DA NEUROHIPÓFISE ADH (Hormônio antidiurético ou vasopressina) Neurohipófise urina concentrada e volume reduzido urina diluída e volume aumentado água corporal água corporal osmolaridade do sangue sede Hormônio Antidiurético reabsorção de água reabsorção de água osmolaridade do sangue Hipotálamo Modificado do Atlas de Fisiologia, 2002 Ocitocina • Efeitos: ▫ contração útero ▫ ejeção do leite estímulo da sucção contração células mioepiteliais dos alvéolos das glândulas mamárias passagem leite para os ductos mamários mecanismo de ejeção do leite ou de descida do leite • A ocitocina tem papel funcional na reprodução: 1) Responsável pela ejeção do leite (mecanismo integrado nervoso-hormonal), através de ação constritora sobre as células mioepiteliais dos alvéolos, 2) Exerce também efeito estimulante sobre o miométrio (sob fase estrogênica, que ocorre na fase folicular do ciclo estral e no final da gestação). 3) Na galinha, a arginina-vasotocina aumenta a pressão intra- uterina e parece estar envolvida com a postura de ovos. Sucção Mecanoreceptores nos tetos Hipotálamo Via nervosa Pituitária posterior Ocitocina Contração das células mioepiteliais ao redor dos alvéolos Ejeção de leite Reflexo de sucção (mamíferos) Pituitária anterior Prolactina Produção de leite Hormônio inibidor da prolactina ou hormônio liberador da prolactina (?) Lobo mamário Ácino mamário Lobulo mamário Ducto lactífero Seios lactífero Roseta de Fürstenberg Canal do teto Parede muscular do teto Esfíncter Glândula mamária de uma vaca e teto • A adenohipófise se origina da bolsa de Rathke (céu-da- boca do embrião) e se divide nas partes intermedia, distalis e tuberalis. • Há cinco tipos de células secretoras: (1) somatotrópicas (secretam hormônio do crescimento), (2) corticotrópicas (secretam ACTH e betalipotropina), (3) mamotrópicas (secretam prolactina), (4) tireotrópicas (secretam TSH) e (5) gonadotrópicas (secretam LH e FSH). Hormônios da adenohipófise • Sete hormônios são secretados pela pars distalis: 1) FSH 2) LH 3) TSH 4) Somatotrófico (GH ou hormônio do crescimento), 5) Prolactina 6) ACTH 7) β-lipotrofina. • A pars intermedia possui em seus extratos os hormônios: 1) α e β-MSH (hormônios melanócito-estimulantes) 2) CLIP (peptídio semelhante à corticotrofina). Funções de alguns hormônios hipofisários • As gonadotrofinas e a prolactina agem na reprodução: - A prolactina atua no início e na manutenção da lactação (em alguns mamíferos também tem efeito sobre o corpo lúteo) - O FSH e o LH regulam a produção dos gametas e a secreção gonadal. • O ACTH estimula a córtex da adrenal: - Aumento da secreção de esteróides adrenais (incluindo cortisol e corticosterona), - Aumento da aldosterona quando há perda aguda de sangue. OBS.: O ACTH parece também mobilizar ácidos graxos, aumentar a cetogênese, o glicogênio muscular e a hipoglicemia, e diminuir os aminoácidos no plasma.