Em formação

18.19: Hormônios derivados de aminoácidos - Biologia


o hormônios derivados de aminoácidos são moléculas relativamente pequenas que são derivadas dos aminoácidos tirosina e triptofano, mostrados na Figura 1. Se um hormônio é derivado de um aminoácido, seu nome químico terminará em -ine. A glândula pineal no cérebro produz e secreta melatonina, que regula os ciclos do sono.


18.19: Hormônios derivados de aminoácidos - Biologia

Embora existam muitos hormônios diferentes no corpo humano, eles podem ser divididos em três classes com base em sua estrutura química: hormônios derivados de lipídios, derivados de aminoácidos e peptídeos (peptídeos e proteínas). Uma das principais características distintivas dos hormônios derivados de lipídios é que eles podem se difundir através das membranas plasmáticas, enquanto os derivados de aminoácidos e peptídeos não podem.

Objetivos de aprendizado

  • Explique o papel dos hormônios derivados de lipídios na manutenção da homeostase
  • Explique o papel dos hormônios derivados de aminoácidos na manutenção da homeostase
  • Explicar o papel dos hormônios peptídicos na manutenção da homeostase
  • Explique como a produção de hormônios é regulada

Receptores de hormônio intracelular

Hormônios derivados de lipídios (solúveis), como os hormônios esteróides, se difundem pelas membranas da célula endócrina. Uma vez fora da célula, eles se ligam às proteínas de transporte que os mantêm solúveis na corrente sanguínea. Na célula-alvo, os hormônios são liberados da proteína transportadora e se difundem pela bicamada lipídica da membrana plasmática das células. Os hormônios esteróides passam através da membrana plasmática de uma célula-alvo e aderem aos receptores intracelulares que residem no citoplasma ou no núcleo. As vias de sinalização celular induzidas pelos hormônios esteróides regulam genes específicos no DNA da célula & # 8217s. Os hormônios e o complexo receptor atuam como reguladores da transcrição, aumentando ou diminuindo a síntese de moléculas de mRNA de genes específicos. Isso, por sua vez, determina a quantidade de proteína correspondente que é sintetizada pela alteração da expressão gênica. Essa proteína pode ser usada para alterar a estrutura da célula ou para produzir enzimas que catalisam reações químicas. Desta forma, o hormônio esteróide regula processos celulares específicos, conforme ilustrado na Figura 1.

Figura 1. Um receptor nuclear intracelular (NR) está localizado no citoplasma ligado a uma proteína de choque térmico (HSP). Após a ligação do hormônio, o receptor se dissocia da proteína de choque térmico e se transloca para o núcleo. No núcleo, o complexo hormônio-receptor se liga a uma sequência de DNA chamada elemento de resposta hormonal (HRE), que dispara a transcrição e tradução do gene. O produto de proteína correspondente pode então mediar mudanças na função celular.

Pergunta Prática

As proteínas de choque térmico (HSP) são assim chamadas porque ajudam a redobrar proteínas mal dobradas. Em resposta ao aumento da temperatura (um "choque térmico"), as proteínas de choque térmico são ativadas pela liberação do complexo NR / HSP. Ao mesmo tempo, a transcrição dos genes HSP é ativada. Por que você acha que a célula responde a um choque térmico aumentando a atividade de proteínas que ajudam a redobrar proteínas mal dobradas?

Outros hormônios lipossolúveis que não são hormônios esteróides, como a vitamina D e a tiroxina, têm receptores localizados no núcleo. Os hormônios se difundem através da membrana plasmática e do envelope nuclear e, em seguida, ligam-se aos receptores no núcleo. O complexo hormônio-receptor estimula a transcrição de genes específicos.


Hormônios triodotironina (T3) e tetraiodotironina (T4)

O artigo abaixo mencionado fornece uma visão geral da Triodotironina (T3) e tetraiodotironina (T4) Hormônios. Depois de ler este artigo, você aprenderá sobre: ​​1. Significado de T3 e T4 Hormônios 2. Biossíntese de T3 e T4 Hormônios 3. Transporte 4. Catabolismo 5. Controle de secreção.

Significado de T3 e T4 Hormônios:

T3 e T4 são popularmente conhecidos como triiodot & shyhyronine e tetraiodothyronine ou thyrox & shyine respectivamente. Esses hormônios são secretados a partir das células foliculares principais da glândula tireoide. Kendall (1918) isolou o componente ac & titivo da tireoide que ele chamou de tiroxina. Em 1952, descobriu-se que a triiodotironina era mais ativa do que a tiroxina. Esses hormônios são hormônios iodo-aminoácidos.

Biossíntese de T3 e T4 Hormônios:

T3 e T4 são derivados iodados do aminoácido tirosina. Esses hormônios são únicos, pois são complexados por meio de ligações covalentes ao iodo.

A biossíntese dos hormônios tireoidianos é descrita abaixo:

1. Captura de iodeto:

As células foliculares da tireoide coletam iodeto inorgânico (I & # 8211) do sangue contra os ácidos graxos eletroquímicos íngremes com a ajuda de proteína transportadora. (Simulador de iodeto de sódio) localizado na membrana plasmática basal em associação com Na + -K + -ATPase. Isso é conhecido como & # 8220iodite pump & # 8221.

A proteína transportadora carrega iodeto (l & # 8211) enquanto ATPase causa (i) quebra de ATP em ADP e Pi para derivar energia para o transporte de iodo e (ii) uma troca simultânea de íons Na + e K + entre as células e o fluido extracelular . A concentração de iodeto alcançada pela tireoide normal é de 20: 1, ou mais, sobre o plasma sanguíneo. Em 15 minutos, uma radioatividade de administração mais curta na tireoide está presente em compostos orgânicos.

2. Oxidação de iodeto:

Em seguida, os ioditos inorgânicos (I & # 8211) são oxidados em & # 8220 io & shydine ativo ou l + / IO & # 8211 ou íons de iodinium & # 8221 através da remoção de elétrons dentro das células foliculares e shylar na presença de enzima, tetramérica-heme-enzima chamada peroxidase tireoidiana . Esta enzima usa H2O2 como co-substrato. Essa reação ocorre principalmente nas microvilosidades das células foliculares e shilares.

3. Hospedagem de tirosina:

A síntese de células foliculares é uma glicoproteína, tireoglobulina (peso mol. 669 kdt) que contém 115 resíduos de tirosina. A tireoglobulina passa para o colóide pelo processo de exocitose. No iodeto inorgânico que se acumula no epitélio folicular é oxidado a l2 (iodo elementar) ou IO & # 8211. Na interface colóide da membrana da célula folicular, a tireoperoxidase utiliza os iodetos ativos para a iodação de alguns dos resíduos de tirosina das moléculas de tireoglobulina e tímulas do colóide.

MIT ou 3-monoiodotirosina é produzida quando um iodo substitui um hidrogênio em C3 do anel fenil de uma tirosina e DIT ou 3 & # 82175-diiodotirosina é produzida se dois iodo & # 8217s substituem dois hidrogênio & # 8217s em C3 e C5 do anel fenil da tirosina. A maior parte do iodeto na tireoglobulina não está na iodotironina, cerca de 70% está nos compostos inativos MIT e DIT.

4. Acoplamento de Iodotirosinas:

Agora, dentro das moléculas de tireoglobulina, qualquer DIT é oxidativamente acoplado com outro DIT resi e deve formar T4 ou um DIT é oxidativamente acoplado com um MIT para formar T3. O cou & shypling é mediado pela tireoperoxidase novamente. Durante esse acoplamento, uma alanina é clivada, que mais tarde é catabolizada em piruvato e amônia.

5. Captação e proteólise de tireoglobu e shylin:

As células foliculares da tireoide então pinocitam o colóide do Lu & Shymen folicular. As gotículas se aglutinam com os lisossomos. A secreção lisossomal contém proteases, glicosídeo hidrolisado e endo-peptidases. Secreções lisossomais hidrolisam a tireoglobulina para liberar T4, DIT e MIT.

T4 e T3 passam para o sangue por difusão desfasada através da membrana da célula folicular, mas DIT e MIT desiodinados por desiodinase microssomal. O iodo liberado é reutilizado para iodação da tirosina (Fig. 6.5 e Fig. 6.6).

Transporte de T3 e T4 Hormônios:

Apenas pequenas quantidades de T3 e T4 (menos de 1% do T3 e menos de 0,1% do T4) são transportados em estado livre no plasma sanguíneo. As maiores quantidades são transportadas em ligação e encolhimento com a proteína plasmática. T4 permanece ligado à globulina de ligação de tiroxina (TBG), pré-albumina de ligação de tiroxina (TBPA) e albumina sérica e shimina. T3 é transportado apenas por meio de TBG. Ambos T3 e T4 são transportados pelo sangue para tis e shysues. Mais t3 (cerca de 80%) no sangue, no entanto, vem da desiodinação de T4 em tecidos periféricos e não diretamente da própria glândula tireóide.

Catabolismo de T3 e T4 Hormônios:

O fígado e os rins são os principais órgãos envolvidos no catabolismo dos hormônios tireoidianos. No fígado, as quantidades máximas são desiodinadas pela enzima deiodinase e então excretadas na bile e na urina como glucuronatos, sulfatos e conjugados de metila. Tanto as formas livres quanto as conjugadas de thy & shyroxine são excretadas em pequenas quantidades pelos rins. No caso de T3, 80% são desiodados e 20% são excretados pelas fezes.

Controle de secreção de T3 e T4 Hormônios:

Ts e T4 a síntese e a secreção são controladas principalmente pela coordenação do hipotálamo e da adeno-hipófise. Na estimulação, TSH-RH é secretado do hipotálamo e, em seguida, estimula a adenohipófise a secretar TSH que, por sua vez, estimula as células foliculares da tireoide para a secreção de T3 e T4.

A secreção de TSH-RH é inibida pela hipersecreção de TSH por mecanismo de feedback negativo. O excesso de secreção de T3 e T4 controlar a secreção de TSH por mecanismo de feedback negativo (Fig. 6.7).

Certos medicamentos antitireoidianos, como a tiouréia, tiouracila, etc., inibem a síntese e síntese de tiroxina.


37.2 Como os hormônios funcionam

Ao final desta seção, você será capaz de fazer o seguinte:

Os hormônios mediam as mudanças nas células-alvo ligando-se a receptores hormonais específicos. Desse modo, embora os hormônios circulem por todo o corpo e entrem em contato com muitos tipos de células diferentes, eles afetam apenas as células que possuem os receptores necessários. Receptores para um hormônio específico podem ser encontrados em muitas células diferentes ou podem ser limitados a um pequeno número de células especializadas. Por exemplo, os hormônios da tireoide agem em muitos tipos de tecidos diferentes, estimulando a atividade metabólica em todo o corpo. As células podem ter muitos receptores para o mesmo hormônio, mas geralmente também possuem receptores para diferentes tipos de hormônios. O número de receptores que respondem a um hormônio determina a sensibilidade da célula a esse hormônio e a resposta celular resultante. Além disso, o número de receptores que respondem a um hormônio pode mudar com o tempo, resultando em aumento ou diminuição da sensibilidade celular. Na regulação positiva, o número de receptores aumenta em resposta aos níveis crescentes de hormônio, tornando a célula mais sensível ao hormônio e permitindo mais atividade celular. Quando o número de receptores diminui em resposta ao aumento dos níveis de hormônio, chamado de regulação para baixo, a atividade celular é reduzida.

A ligação ao receptor altera a atividade celular e resulta em um aumento ou diminuição dos processos normais do corpo. Dependendo da localização do receptor de proteína na célula-alvo e da estrutura química do hormônio, os hormônios podem mediar as mudanças diretamente ligando-se aos receptores hormonais intracelulares e modulando a transcrição gênica, ou indiretamente ligando-se aos receptores da superfície celular e estimulando as vias de sinalização.

Receptores de hormônio intracelular

Hormônios derivados de lipídios (solúveis), como os hormônios esteróides, se difundem pelas membranas da célula endócrina. Uma vez fora da célula, eles se ligam às proteínas de transporte que os mantêm solúveis na corrente sanguínea. Na célula-alvo, os hormônios são liberados da proteína transportadora e se difundem pela bicamada lipídica da membrana plasmática das células. Os hormônios esteróides passam através da membrana plasmática de uma célula-alvo e aderem aos receptores intracelulares que residem no citoplasma ou no núcleo. As vias de sinalização celular induzidas pelos hormônios esteróides regulam genes específicos no DNA da célula. Os hormônios e o complexo receptor atuam como reguladores da transcrição, aumentando ou diminuindo a síntese de moléculas de mRNA de genes específicos. Isso, por sua vez, determina a quantidade de proteína correspondente que é sintetizada pela alteração da expressão gênica. Essa proteína pode ser usada para alterar a estrutura da célula ou para produzir enzimas que catalisam reações químicas. Desse modo, o hormônio esteróide regula processos celulares específicos, conforme ilustrado na Figura 37.5.

Conexão Visual

As proteínas de choque térmico (HSP) são assim chamadas porque ajudam a redobrar proteínas mal dobradas. Em resposta ao aumento da temperatura (um "choque térmico"), as proteínas de choque térmico são ativadas pela liberação do complexo NR / HSP. Ao mesmo tempo, a transcrição dos genes HSP é ativada. Por que você acha que a célula responde a um choque térmico aumentando a atividade de proteínas que ajudam a redobrar proteínas mal dobradas?

Outros hormônios lipossolúveis que não são hormônios esteróides, como a vitamina D e a tiroxina, têm receptores localizados no núcleo. Embora a tiroxina seja principalmente hidrofóbica, sua passagem pela membrana depende da proteína transportadora. A vitamina D se difunde tanto pela membrana plasmática quanto pelo envelope nuclear. Uma vez na célula, os dois hormônios se ligam a receptores no núcleo. O complexo hormônio-receptor estimula a transcrição de genes específicos.

Receptores de hormônio da membrana plasmática

Hormônios derivados de aminoácidos (com exceção da tiroxina) e hormônios polipeptídicos não são derivados de lipídios (solúveis em lipídios) e, portanto, não podem se difundir através da membrana plasmática das células. Os hormônios insolúveis em lipídios ligam-se aos receptores na superfície externa da membrana plasmática, por meio dos receptores de hormônios da membrana plasmática. Ao contrário dos hormônios esteróides, os hormônios insolúveis em lipídios não afetam diretamente a célula-alvo porque não podem entrar na célula e agir diretamente no DNA. A ligação desses hormônios a um receptor da superfície celular resulta na ativação de uma via de sinalização que desencadeia a atividade intracelular e realiza os efeitos específicos associados ao hormônio. Dessa forma, nada passa pela membrana celular - o hormônio que se liga à superfície permanece na superfície da célula enquanto o produto intracelular permanece dentro da célula. O hormônio que inicia a via de sinalização é chamado de primeiro mensageiro, que ativa um segundo mensageiro no citoplasma, conforme ilustrado na Figura 37.6.

Um segundo mensageiro muito importante é o AMP cíclico (cAMP). Quando um hormônio se liga ao seu receptor de membrana, uma proteína G associada ao receptor é ativada. As proteínas G são proteínas separadas dos receptores encontrados na membrana celular. Quando um hormônio não está ligado ao receptor, a proteína G fica inativa e é ligada ao difosfato de guanosina, ou GDP. Quando um hormônio se liga ao receptor, a proteína G é ativada ligando-se ao trifosfato de guanosina, ou GTP, no lugar do GDP. Após a ligação, o GTP é hidrolisado pela proteína G em GDP e torna-se inativo.

A proteína G ativada, por sua vez, ativa uma enzima ligada à membrana chamada adenilil ciclase. A adenilil ciclase catalisa a conversão de ATP em cAMP. O cAMP, por sua vez, ativa um grupo de proteínas chamadas proteínas quinases, que transferem um grupo fosfato do ATP para uma molécula substrato em um processo denominado fosforilação. A fosforilação de uma molécula de substrato altera sua orientação estrutural, ativando-a. Essas moléculas ativadas podem então mediar mudanças nos processos celulares.

O efeito de um hormônio é amplificado à medida que a via de sinalização progride. A ligação de um hormônio a um único receptor causa a ativação de muitas proteínas G, que ativam a adenilil ciclase. Cada molécula de adenilil ciclase desencadeia a formação de muitas moléculas de cAMP. A amplificação posterior ocorre à medida que as proteínas quinases, uma vez ativadas pelo cAMP, podem catalisar muitas reações. Dessa forma, uma pequena quantidade de hormônio pode desencadear a formação de uma grande quantidade de produto celular. Para interromper a atividade hormonal, o cAMP é desativado pela enzima citoplasmática fosfodiesterase, ou PDE. O PDE está sempre presente na célula e decompõe o cAMP para controlar a atividade hormonal, evitando a superprodução de produtos celulares.

A resposta específica de uma célula a um hormônio insolúvel em lipídios depende do tipo de receptores que estão presentes na membrana celular e das moléculas de substrato presentes no citoplasma celular. As respostas celulares à ligação hormonal de um receptor incluem a alteração da permeabilidade da membrana e das vias metabólicas, estimulação da síntese de proteínas e enzimas e ativação da liberação de hormônio.


194 tipos de hormônios

Ao final desta seção, você será capaz de fazer o seguinte:

A manutenção da homeostase dentro do corpo requer a coordenação de muitos sistemas e órgãos diferentes. A comunicação entre células vizinhas e entre células e tecidos em partes distantes do corpo ocorre por meio da liberação de substâncias químicas chamadas hormônios. Os hormônios são liberados nos fluidos corporais (geralmente sangue) que transportam esses produtos químicos para as células-alvo. Nas células-alvo, que são células que possuem um receptor para um sinal ou ligante de uma célula sinalizadora, os hormônios provocam uma resposta. As células, tecidos e órgãos que secretam hormônios constituem o sistema endócrino. Exemplos de glândulas do sistema endócrino incluem as glândulas supra-renais, que produzem hormônios como a epinefrina e a norepinefrina, que regulam as respostas ao estresse, e a glândula tireoide, que produz os hormônios da tireoide que regulam as taxas metabólicas.

Embora existam muitos hormônios diferentes no corpo humano, eles podem ser divididos em três classes com base em sua estrutura química: hormônios derivados de lipídios, derivados de aminoácidos e peptídeos (peptídeos e proteínas). Uma das principais características distintivas dos hormônios derivados de lipídios é que eles podem se difundir através das membranas plasmáticas, enquanto os derivados de aminoácidos e peptídeos não podem.

Hormônios derivados de lipídios (ou hormônios solúveis em lipídios)

A maioria dos hormônios lipídicos são derivados do colesterol e, portanto, são estruturalmente semelhantes a ele, conforme ilustrado na (Figura). A principal classe de hormônios lipídicos em humanos são os hormônios esteróides. Quimicamente, esses hormônios são geralmente cetonas ou álcoois, seus nomes químicos terminarão em “-ol” para álcoois ou “-one” para cetonas. Exemplos de hormônios esteróides incluem estradiol, que é um estrogênio, ou hormônio sexual feminino, e testosterona, que é um androgênio, ou hormônio sexual masculino. Esses dois hormônios são liberados pelos órgãos reprodutivos feminino e masculino, respectivamente. Outros hormônios esteróides incluem aldosterona e cortisol, que são liberados pelas glândulas supra-renais junto com alguns outros tipos de andrógenos. Os hormônios esteróides são insolúveis em água e são transportados por proteínas de transporte no sangue. Como resultado, eles permanecem em circulação por mais tempo do que os hormônios peptídicos. Por exemplo, o cortisol tem meia-vida de 60 a 90 minutos, enquanto a epinefrina, um hormônio derivado de aminoácido, tem meia-vida de aproximadamente um minuto.


Hormônios derivados de aminoácidos

Os hormônios derivados de aminoácidos são moléculas relativamente pequenas derivadas dos aminoácidos tirosina e triptofano, mostrados na (Figura). Se um hormônio for derivado de um aminoácido, seu nome químico terminará em “-ine”. Exemplos de hormônios derivados de aminoácidos incluem epinefrina e norepinefrina, que são sintetizadas na medula das glândulas supra-renais, e tiroxina, que é produzida pela glândula tireóide. A glândula pineal no cérebro produz e secreta melatonina, que regula os ciclos do sono.


Hormônios peptídicos

A estrutura dos hormônios peptídicos é a de uma cadeia polipeptídica (cadeia de aminoácidos). Os hormônios peptídicos incluem moléculas que são cadeias polipeptídicas curtas, como o hormônio antidiurético e a oxitocina produzidos no cérebro e liberados no sangue na glândula pituitária posterior. Essa classe também inclui pequenas proteínas, como hormônios de crescimento produzidos pela hipófise, e grandes glicoproteínas, como hormônio folículo-estimulante produzido pela hipófise. (Figura) ilustra esses hormônios peptídicos.

Peptídeos secretados como a insulina são armazenados dentro de vesículas nas células que os sintetizam. Eles são então liberados em resposta a estímulos, como níveis elevados de glicose no sangue, no caso da insulina. Hormônios derivados de aminoácidos e polipeptídeos são solúveis em água e insolúveis em lipídios. Esses hormônios não podem passar pelas membranas plasmáticas das células, portanto, seus receptores são encontrados na superfície das células-alvo.


Endocrinologista Um endocrinologista é um médico especializado no tratamento de distúrbios das glândulas endócrinas, sistemas hormonais e vias metabólicas da glicose e dos lipídios. Cirurgião endócrino especializado no tratamento cirúrgico de doenças endócrinas e glândulas. Algumas das doenças tratadas por endocrinologistas: distúrbios do pâncreas (diabetes mellitus), distúrbios da hipófise (gigantismo, acromegalia e nanismo hipofisário), distúrbios da glândula tireóide (bócio e doença de Graves) e distúrbios do glândulas adrenais (doença de Cushing e doença de Addison).

Os endocrinologistas são obrigados a avaliar os pacientes e diagnosticar distúrbios endócrinos por meio do uso extensivo de testes laboratoriais. Muitas doenças endócrinas são diagnosticadas por meio de testes que estimulam ou suprimem o funcionamento dos órgãos endócrinos. Amostras de sangue são então coletadas para determinar o efeito da estimulação ou supressão de um órgão endócrino na produção de hormônios. Por exemplo, para diagnosticar diabetes mellitus, os pacientes devem jejuar por 12 a 24 horas. Eles recebem então uma bebida açucarada, que estimula o pâncreas a produzir insulina para diminuir os níveis de glicose no sangue. Uma amostra de sangue é coletada uma a duas horas após o consumo da bebida açucarada. Se o pâncreas estiver funcionando adequadamente, o nível de glicose no sangue estará dentro da faixa normal. Outro exemplo é o teste A1C, que pode ser realizado durante a triagem de sangue. O teste A1C mede os níveis médios de glicose no sangue nos últimos dois a três meses, examinando como a glicose no sangue está sendo controlada por um longo tempo.

Assim que a doença é diagnosticada, os endocrinologistas podem prescrever mudanças no estilo de vida e / ou medicamentos para tratar a doença. Alguns casos de diabetes mellitus podem ser controlados com exercícios, perda de peso e uma dieta saudável; em outros casos, podem ser necessários medicamentos para aumentar a liberação de insulina. Se a doença não pode ser controlada por esses meios, o endocrinologista pode prescrever injeções de insulina.

Além da prática clínica, os endocrinologistas também podem estar envolvidos em atividades primárias de pesquisa e desenvolvimento. Por exemplo, a pesquisa em andamento sobre o transplante de ilhotas está investigando como as células saudáveis ​​das ilhotas do pâncreas podem ser transplantadas em pacientes diabéticos. Os transplantes de ilhotas bem-sucedidos podem permitir que os pacientes parem de tomar injeções de insulina.

Resumo da Seção

Existem três tipos básicos de hormônios: derivados de lipídios, derivados de aminoácidos e peptídeos. Os hormônios derivados de lipídios são estruturalmente semelhantes ao colesterol e incluem hormônios esteróides, como o estradiol e a testosterona. Os hormônios derivados de aminoácidos são moléculas relativamente pequenas e incluem os hormônios adrenais epinefrina e norepinefrina. Os hormônios peptídicos são cadeias polipeptídicas ou proteínas e incluem os hormônios hipofisários, o hormônio antidiurético (vasopressina) e a ocitocina.

Perguntas de revisão

Um hormônio recém-descoberto contém quatro aminoácidos ligados entre si. Em qual classe química esse hormônio seria classificado?

  1. hormônio derivado de lipídios
  2. hormônio derivado de aminoácido
  3. hormônio peptídico
  4. glicoproteína

Que classe de hormônios podem se difundir através das membranas plasmáticas?

  1. hormônios derivados de lipídios
  2. hormônios derivados de aminoácidos
  3. hormônios peptídicos
  4. hormônios glicoproteicos

Por que os esteróides são capazes de se difundir através da membrana plasmática?

  1. Sua proteína de transporte os move através da membrana.
  2. Eles são anfipáticos, permitindo que interajam com todo o fosfolipídeo.
  3. As células expressam canais que permitem que os hormônios fluam em seu gradiente de concentração para dentro das células.
  4. Eles são moléculas apolares.

Questões de pensamento crítico

Embora existam muitos hormônios diferentes no corpo humano, eles podem ser divididos em três classes com base em sua estrutura química. O que são essas classes e qual é o fator que as distingue?

Embora existam muitos hormônios diferentes no corpo humano, eles podem ser divididos em três classes com base em sua estrutura química: hormônios derivados de lipídios, derivados de aminoácidos e peptídeos. Uma das principais características distintivas dos hormônios derivados de lipídios é que eles podem se difundir através das membranas plasmáticas, ao passo que os hormônios derivados de aminoácidos e peptídeos não podem.

Onde a insulina é armazenada e por que seria liberada?

Peptídeos secretados, como a insulina, são armazenados em vesículas nas células que os sintetizam. Eles são então liberados em resposta a estímulos, como níveis elevados de glicose no sangue, no caso da insulina.

O glucagon é o hormônio peptídico que sinaliza para o corpo liberar glicose na corrente sanguínea. Como o glucagon contribui para manter a homeostase em todo o corpo? Que outros hormônios estão envolvidos na regulação do ciclo de glicose no sangue?

O glucagon atua em oposição à insulina, o hormônio peptídico que estimula as células a captarem a glicose da corrente sanguínea, para mantê-la em níveis saudáveis. Quando o glucagon é liberado no sangue em resposta à queda dos níveis de açúcar no sangue, o fígado cataboliza seus estoques de glicogênio para liberar a glicose. Se o glucagon não funcionar corretamente, o açúcar no sangue cairá muito devido à sinalização da insulina que estimula a captação celular do sangue.

Glossário


Receptores de hormônio da membrana plasmática

Hormônios derivados de aminoácidos e hormônios polipeptídicos não são derivados de lipídios (lipossolúveis) e, portanto, não podem se difundir através da membrana plasmática das células. Hormônios insolúveis em lipídios se ligam a receptores na superfície externa da membrana plasmática, via receptores de hormônio da membrana plasmática. Ao contrário dos hormônios esteróides, os hormônios insolúveis em lipídios não afetam diretamente a célula-alvo porque não podem entrar na célula e agir diretamente no DNA. A ligação desses hormônios a um receptor da superfície celular resulta na ativação de uma via de sinalização que desencadeia a atividade intracelular e realiza os efeitos específicos associados ao hormônio. Dessa forma, nada passa pela membrana celular - o hormônio que se liga à superfície permanece na superfície da célula enquanto o produto intracelular permanece dentro da célula. O hormônio que inicia a via de sinalização é chamado de primeiro mensageiro, que ativa um segundo mensageiro no citoplasma, conforme ilustrado na Figura 18.6.

Figura 18.6. Os hormônios derivados de aminoácidos epinefrina e norepinefrina ligam-se aos receptores beta-adrenérgicos na membrana plasmática das células. A ligação do hormônio ao receptor ativa uma proteína G, que por sua vez ativa a adenilil ciclase, convertendo ATP em cAMP. cAMP é um segundo mensageiro que medeia uma resposta específica da célula. Uma enzima chamada fosfodiesterase decompõe o cAMP, encerrando o sinal.

Um segundo mensageiro muito importante é o AMP cíclico (cAMP). Quando um hormônio se liga ao seu receptor de membrana, um Proteína G que está associado com o receptor é ativado G-proteínas são proteínas separadas dos receptores que são encontrados na membrana celular. Quando um hormônio não está ligado ao receptor, a proteína G fica inativa e é ligada ao difosfato de guanosina, ou GDP. Quando um hormônio se liga ao receptor, a proteína G é ativada ligando-se ao trifosfato de guanosina, ou GTP, no lugar do GDP. Após a ligação, o GTP é hidrolisado pela proteína G em GDP e torna-se inativo.

A proteína G ativada, por sua vez, ativa uma enzima ligada à membrana chamada adenilil ciclase. A adenilil ciclase catalisa a conversão de ATP em cAMP. O cAMP, por sua vez, ativa um grupo de proteínas chamadas proteínas quinases, que transferem um grupo fosfato do ATP para uma molécula substrato em um processo denominado fosforilação. A fosforilação de uma molécula de substrato altera sua orientação estrutural, ativando-a. Essas moléculas ativadas podem então mediar mudanças nos processos celulares.

O efeito de um hormônio é amplificado à medida que a via de sinalização progride. A ligação de um hormônio a um único receptor causa a ativação de muitas proteínas G, que ativam a adenilil ciclase. Cada molécula de adenilil ciclase desencadeia a formação de muitas moléculas de cAMP. A amplificação posterior ocorre à medida que as proteínas quinases, uma vez ativadas pelo cAMP, podem catalisar muitas reações. Dessa forma, uma pequena quantidade de hormônio pode desencadear a formação de uma grande quantidade de produto celular. Para interromper a atividade hormonal, o cAMP é desativado pela enzima citoplasmática fosfodiesteraseou PDE. O PDE está sempre presente na célula e decompõe o cAMP para controlar a atividade hormonal, evitando a superprodução de produtos celulares.

A resposta específica de uma célula a um hormônio insolúvel em lipídios depende do tipo de receptores que estão presentes na membrana celular e das moléculas de substrato presentes no citoplasma celular. As respostas celulares à ligação hormonal de um receptor incluem a alteração da permeabilidade da membrana e das vias metabólicas, estimulação da síntese de proteínas e enzimas e ativação da liberação de hormônio.


Classificação dos hormônios

Das três formas seguintes é feita a classificação dos hormônios dos animais e é muito fácil passar pelo assunto:
i) De acordo com sua origem e local de atuação
ii) De acordo com sua natureza química
iii) De acordo com sua solubilidade e receptor.

Classificação dos hormônios de acordo com a origem e local de ação

Os hormônios animais podem ser de seis tipos principais, com base nos locais de sua origem e ação. Esses são-

Hormônios comuns

Os hormônios secretados pelas glândulas endócrinas típicas (sem dutos) pertencem a esse grupo. Esses hormônios desenvolvem suas ações em locais remotos de sua origem. Exemplos - tiroxina da glândula tireóide, corticóides adrenais, andrógenos de testículos, estrogênio e progesterona de ovário, etc.

Hormônios tróficos

Os hormônios da hipófise anterior são chamados de hormônios tróficos ou trofinos porque sua função principal é governar e regular as atividades de outras glândulas endócrinas.

Hormônios locais

O hormônio que atua em um local muito próximo ao seu local de origem é chamado de hormônio local, por exemplo - gastrina, secretina etc., que são secretados pela membrana mucosa do trato gastrointestinal e regulam a secreção das glândulas digestivas. Portanto, é muito importante na nossa discussão sobre a classificação dos hormônios.

Neuro-hormônios

Em alguns invertebrados e em todos os vertebrados até o homem, existem algumas células nervosas especializadas que agem como órgãos endócrinos. As substâncias químicas produzidas nessas células são transportadas pelo sangue para vários tecidos para regular suas funções. Essas células nervosas são chamadas de células neurossecretoras e seus produtos secretores são chamados de neurossecreções ou neuro-hormônios. Exemplos - ecdisona, diapausa, hormônio juvenil etc., encontrados em insetos, oxitocina e vasopressina da hipófise posterior, fatores de liberação hipotalâmica, melatonina do corpo pineal etc., encontrados em mamíferos. Nessa circunstância, pode-se mencionar que as células nervosas comuns também liberam certas substâncias químicas que atuam localmente nas células-alvo e não são transportadas pelo sangue para órgãos distantes. Esses produtos químicos são chamados de neurotransmissores, como acetilcolina, noradrenalina etc.

Parahormônios

Em animais superiores, existem algumas substâncias reguladoras transmitidas pelo sangue que não se originam de células específicas. These chemical substances cannot be called true hormones and as such are termed parahormones which means, hormone like substances example-erythropoietin, angiotensin etc. Erythropoietin and angiotensin are produced in blood from the plasma proteins by the action of enzymes secreted by the kidney.

Feromônios

These are chemical agents released by one animal into the environment, which produce behavioral, developmental or reproductive effects in other animals of the same species. The pheromones are not true hormones since they are generally produced by exocrine glands instead of endocrine glands. However, the capacity of an exocrine gland to produce pheromone is often dependent on hormonal stimulation and so it has took place in the classification of hormones. Pheromones are also called exohormones as these are secreted outside the body. Pheromones be at variance from hormones in their actions in two following respects:
(i) Pheromones are transmitted via the external environment to draw out adjustments in the bodies of other individuals, whereas hormones detain their activities to the individual in which they are produced.
(ii) Pheromones are species-specific in action, i.e., they are functionally effective in the animals of the same species only, whereas hormones are effective when administered to the individuals of other species as well.

Classification of Hormones according to chemical nature

It is difficult to isolate the hormone secreted by a gland from the blood leaving the gland. Most of the hormones have been isolated by separation and purification of gland-extracts. Only the active principles of an endocrine gland, i.e., the compounds which are found in the gland and have definite physiologic actions are considered as hormones. Chemically, hormones are divisible into three major types, those are:—

Protein or Peptide hormones

The hormones which are made up of many amino acids linked up by peptide bonds belong to this group. Examples—STH, ACTH and prolactin of anterior pituitary, insulin and glucagon of pancreas, parahormone etc., are simple proteins. TSH, FSH and LH of anterior pituitary are glycoproteins. ADH and oxytocin of posterior pituitary are smaller peptides.

Amino acid or Amine hormones

Some hormones are chemically amino acids e.g., thyroxine and triiodothyronine of thyroid gland. Amines are decarboxylated derivatives of single amino acids examples of amine hormones are adrenalin, serotonin, melatonin etc.

Hormônios esteróides

Hormones derived from cholesterol e.g., andorgens, estrogens, progesterone and adrenal corticoids belong to this group.

Classification of Hormones according to solubility and receptor

Classification of Hormones may be grouped into two classes depending on their solubility and location of the receptors though which they act. Those are as follows:

Water soluble hormones acting through membrane receptors

Some hormones are water soluble and they cannot spread through the cell membrane of the target cells. They act on the cell membrane bound receptors to produce their effects. Examples are—amines (adrenalin, noradrenalin etc.) and peptides (glucagon, insulin, parathormone etc.).

Lipid soluble hormones acting through intracellular receptors

Hormones which are lipid soluble can easily penetrate through the lipid matrix of the cell membrane of the target cells and enter into the cell. They produce their effects by acting through some intracllular receptors. Steroid hormones and thyroid hormones are of this type.


Intracellular Hormone Receptors

Lipid-derived (soluble) hormones such as steroid hormones diffuse across the membranes of the endocrine cell. Once outside the cell, they bind to transport proteins that keep them soluble in the bloodstream. At the target cell, the hormones are released from the carrier protein and diffuse across the lipid bilayer of the plasma membrane of cells. The steroid hormones pass through the plasma membrane of a target cell and adhere to intracellular receptors residing in the cytoplasm or in the nucleus.

The cell signaling pathways induced by the steroid hormones regulate specific genes on the cell’s DNA. The hormones and receptor complex act as transcription regulators by increasing or decreasing the synthesis of mRNA molecules of specific genes. This, in turn, determines the amount of corresponding protein that is synthesized by altering gene expression. This protein can be used either to change the structure of the cell or to produce enzymes that catalyze chemical reactions. In this way, the steroid hormone regulates specific cell processes as illustrated in the figure below.

Art Connection

An intracellular nuclear receptor (NR) is located in the cytoplasm bound to a heat shock protein (HSP). Upon hormone binding, the receptor dissociates from the heat shock protein and translocates to the nucleus. In the nucleus, the hormone-receptor complex binds to a DNA sequence called a hormone response element (HRE), which triggers gene transcription and translation. The corresponding protein product can then mediate changes in cell function.

Heat shock proteins (HSP) are so named because they help refold misfolded proteins. In response to increased temperature (a “heat shock”), heat shock proteins are activated by release from the NR/HSP complex. At the same time, transcription of HSP genes is activated. Why do you think the cell responds to a heat shock by increasing the activity of proteins that help refold misfolded proteins?

Responder

Proteins unfold, or denature, at higher temperatures.

Other lipid-soluble hormones that are not steroid hormones, such as vitamin D and thyroxine, have receptors located in the nucleus. The hormones diffuse across both the plasma membrane and the nuclear envelope, then bind to receptors in the nucleus. The hormone-receptor complex stimulates transcription of specific genes.


Sexual Dysfunction

Lisa Regev , . William Oɽonohue , in Encyclopedia of the Human Brain , 2002

II.A.1.a Neurophysiology in Males

Hormones allow one group of cells to influence the activity of other groups of cells. Gonadal hormones influence sexual desire because sex hormones affect cells in the brain by way of the hypothalamus, which has receptors for gonadal steroids. The hypothalamus affects the anterior pituitary–gonadal system by secreting and transporting GnRH. GnRH then stimulates basophilic cells of the anterior pituitary to produce LHRH and follicle-stimulating hormone (FSH). LHRH is secreted from the pituitary and travels to the testes, where it stimulates the production of testosterone (also a hormone).


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