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quarta-feira, 9 de fevereiro de 2011

Sistema endócrino e movimento

1.       GLÂNDULAS
O sistema endócrino age através de mensageiros químicos denominados HORMÔNIOS.
Os hormônios são substâncias químicas liberadas no sangue em pequenas quantidades e transportadas através do sistema circulatório por todo o corpo até as CÉLULAS ALVO distantes, onde iniciam as respostas fisiológicas.
Desta forma, podemos dizer que as GLÂNDULAS podem ser definidas como órgão ou grupo de células especializado na síntese e segregação de certas substâncias que são lançadas no sangue ou para o exterior.

Glândulas reprodutoras
Em resposta ao prolongamento e o encurtamento associado ao período de claridade, muitos mamíferos e aves entram na fase de reprodução. Parece que o efeito da luz é transmitido ao hipotálamo a partir da glândula pineal. Através dos hormônios liberados, o hipotálamo estimula a adeno-hipófise e libera gonodotropinas: o hormônio folículo-estimulante (FSH) e o hormônio luteinizante (LH). O FSH estimula o crescimento e maturação dos folículos ovarianos, e o LH estimula a persistência do folículo
Em alguns mamíferos, a exemplo do coelho e gato, a ovulação ocorre em resposta ao acasalamento e à estimulação neural do hipotálamo associado. Ao final da gestação, nos mamíferos, a neuro-hipófise libera o hormônio ocitocina, que causa contração uterina e nascimento da cria.
Antes do nascimento o hormônio relaxina, originado no corpo lúteo, provoca o relaxamento dos ossos fundidos da pelve da fêmea, esse hormônio também inibe a contratilidade do músculo úterino, de modo que o parto não seja prematuro.
O hormônio prolactina, da adeno-hipófise, está presente em quase todos vertebrados e possui diversas funções, entre elas a estimulação da produção de leite nos mamíferos, mas parece que os ciclóstomos são os únicos vertebrados que não produzem prolactina.
Os répteis, peixes e pássaros produzem um peptídeo chamado arginina-vasotocina, que exerce efeitos similares ao da vasopressina e da ocitocina. E como a vasopressina, a vasotocina promove a reabsorção de água pelo animal, este hormônio pode desempenhar uma função no comportamento sexual e está associado a expulsão dos ovos do oviducto em tartarugas.
Córtex adrenal
A glândula adrenal é dividida em duas porções, uma interna e outra porção externa. A porção interna, a medula adrenal, é de origem neural; e a porção externa é cortex adrenal, que é formado por células que estão em íntima associação com aquelas que formam os ovários e os testículos. Todas as células sintetizam esteróides, sendo que existe uma similaridade entre os hormônios esteróides produzidos pelos ovários, testículos e córtex adrenal.
O cortisol, corticosterona e aldosterona são os principais hormônios da córtex adrenal, e são essenciais à vida, pois influenciam no metabolismo de caboidratos, lipídeos, proteínas, eletrólitos e água. A liberação de cortisol e corticosterona do córtex adrenal é controlada pela adenohipófise, através da secreção do hormônio adrenocorticotrópico (ACTH).
A deficiência do cortisol causa hipoglicemia e o excesso produz hiperglicemia e aumenta a resistência à insulina. A aldesterona aumenta a reabsorção de sódio e, indiretamente o cloreto, pelos túbulos coletores do rim, e assim aumenta a osmolaridade do sangue. A aldosterona produz efeitos acentuados na distribuição de sódio e potássio no organismo, e não tem efeito antiinflamatório, uma característica importante do cortisol.
Gândula tireóide
Localiza-se no pescoço, estando apoiada sobre as cartilagens da laringe e da traquéia. A glândula tireóide produz os hormônios triiodotironina (T3) e a tiroxina (T4). A liberação ocorre em resposta ao hormônio liberador de tireotropina (TRH) da adeno-hipófise. O iodo é acumulado ativamente pelo tecido tireóideo no sangue.Os hormônios tireóideos agem no fígado, rim, coração, sistema nervoso e no músculo esquelético, sensibilizando esses tecidos à adrenalina e estimulando a respiração celular, o consumo de oxigênio e a taxa metabólica e a geração de calor.
Em anfíbios a glândula tireóide tem papel importante e não tem relação com o que ocorre nos mamíferos. Essa glândula é essencial na metamorfose das larvas para a forma adulta. Se a tireóide de girino for retirada, o animal não sofrerá metamorfose e permanecerá na forma larvária, mas se a rã for nutrida com pequenos pedaços de glândula tireóide, ou se for injetado hormônio da tireóide, a metamorfose ocorrerá de forma normal.
Os hormônios da tireóide são também importantes no desenvolvimento de salamandras com cauda. O axolotle (Ambystoma mexicanum) é uma salamandra que permanece um animal aquático com brânquias esternas, mas se for alimentada com hormônio da tireóide, as salamandras perdem as brânquias e desenvolvem a respiração aérea.
Os efeitos do desenvolvimento dos homônios tireóideos ocorrem na presença do hormônio do crescimento (GH) e vice-versa. A falta de iodo na dieta durante os primeiros estágios do desenvolvimento em passaros, peixes e mamíferos resulta no hipotiroídismo que nos humanos provoca a doença que é chamada de cretinismo.
Pâncreas
O pâncreas é uma das principais glândulas digestivas e produz importantes enzimas digestivas e homônios que não apresentam função direta na digestão. O pâncreas é dividido em região exócrina e endócrina. As chamadas ilhotas de Langerhans são a porção endócrina, onde estão as células que secretam dois hormônios; insulina e glucagon, que atuam no metabolismo do áçucar. A glicose sanguínea alta age como o principal estímulo para que as células pancreáticas beta secretem insulina. O glucagon, o hormônio do crescimento, peptídeo inibitório gástrico, adrenalina e níveis elevados de aminoácidos, também estimulam a liberação da insulina. O efeito mais evidente da insulina é a estimulação da formação e deposição de glicogênio no músculo e fígado a partir da glicose sanguínea. A insulina tem efeitos importantes no metabolismo de carboidratos, gorduras e proteínas.
A defi ciência de insulina em humanos causa a diabete mellitus, que é caracterizada por um nível glicêmico no sangue elevado. O tipo l de diabete mellitus está associada à perda de massa de células pancreáticas beta, que causa diminuição de produção e secreção da insulina. O tipo II de diabete mellitus está associado a receptores de insulina defeituosa. Independente da causa, a deficiência da insulina resulta em hiperglicemia, altos de níveis de glicose sanguínea.
O hormônio glucagon é liberado das células alfa das ilhotas pancreáticas em resposta à hipoglicemia. Esse hormônio causa a mobilização de glicose no fígado, e as ações antagônicas do glucagon e da insulina são importantes no nível apropriado da glicose sanguínea, sendo um estimulador e o outro inibidor.
As células delta são também células das ilhotas pancreáticas que produzem somatostatina que inibe a secreção dos hormônios hipofisário do crescimento. O hormônio do crescimento neutraliza a hipoglicemia e a insulina neutraliza a hiperglicemia. E, assim, tanto o glucagon, que estimula a quebra do glicogênio no fígado, quanto o hormônio do crescimento agem para manter níveis adequados de glicose sanguínea.
O hormônio do crescimento (GH) estimula a secreção de insulina, tanto pela sua ação sobre as células pancreáticas beta, quanto indiretamente, pelo seu efeito na elevação dos níveis de glicose plasmática. O hormônio do crescimento e os hormônios tireóideos trabalham de modo sinérgico para promover o crescimento do tecido durante o desenvolvimento.
Distúrbios na secreção do hormônio do crescimento pode resultar em anomalias, tais como:
Gigantismo: tamanho e estatura excessivas causadas por hipersecreção do hormônio do crescimento na infância;
Acromegalia: aumento dos ossos da cabeça e das extremidades causados por hipersecreção do hormônio do crescimento iniciada após a maturidade;
Nanismo: subdesenvolvimento anormal do corpo causado por secreção insuficiente do hormônio do crescimento durante a infância e a adolescência.
Glândulas paratireóides e tireóide
São glândulas localizadas na região posterior da tireóide e secretam o paratormônio (PTH), que estimula a remoção de cálcio da matriz óssea, aumentando o cálcio plasmático. Esse hormônio é antagonista, a calcitonina, que é secretada pelas células parafoliculares, ou C, na tireóide em resposta a altos níveis plasmáticos de cálcio, com a funçao de reduzir a concentração plasmática de cálcio.
A retirada das glândulas paratireóides causa a redução da concentração sanguínea de cálcio, seguida por câimbras musculares tetânicas, resultantes do baixo nível de cálcio sanguíneo.
Rim
A vitamina D3, que pode ser sintetizada na pele a partir do colesterol ou pela radiação ultravioleta, após ser hidroxilada pelo fígado é transportada no sangue por uma proteína transportadora específica em direção ao rim, onde é novamente hidroxilada em forma ativa do hormônio, diidroxicolecalciferol, que no intestino estimula a absorção do cálcio para os ossos, onde é necessário para mineralização óssea normal.
Outra função do rim é a liberação da renina que produz o aumento prolongado da hipertensão.
A renina é uma enzima que age sobre proteínas plasmáticas para liberar angiotensina que estimula a secreção de aldosterona influenciando no metabolismo do sódio e da água; causa vasoconstricção e, consequentemente, elevação da pressão sanguínea; causa, também a liberação de cotecolaminas da medula adrenal.
Medula adrenal
Elas secretam a noradrenalina e adrenalina. A adrenalina causa a aceleração dos batimentos cardíacos, aumento da pressão sanguínea, aumento da glicemia pela conversão de glicogênio em glicose, vasodilatação e aumento do fluxo sanguíneo no músculo cardíaco, pulmões e músculo esquelético. No entanto, causa vasodilatação e diminuição do fluxo sanguíneo no músculo liso, trato digestivo e pele.
A noradrenalina produz um efeito mais potente sobre a freqüência cardíaca e em alguns órgãos, a noradrenalina causa uma maior vasoconstricção. Esse hormônio foi observado no sistema nervoso de insetos e anelídeos e pode estar amplamente presentes nos invertebrados.
REGULAÇÃO E AÇÃO DOS HORMÔNIOS
Os hormônios são substâncias produzidas por tecidos ou glândulas específicas que influenciam praticamente todas as funções dos demais sistemas corporais. Muitos hormônios modificam ou influenciam as atividades dos tecidos ou orgãos alvos. Os produtos do sistema endócrino são lançados na corrente sanguínea e irão atuar em outra parte do organismo, mas apenas as células que contenham receptores específicos para determinado hormônio particular são afetadas por ele, porque cada hormônio é específico e age sobre determinado órgão alvo 
Em todas as classes de vertebrados os hormônios são semelhantes ou idênticos, mas outros têm funções específicas que se diferem de um grupo para outro. A prolactina estimula a secreção de leite em mamíferos, em pombos estimula a formação do “leite” do papo e em peixes exerce ação sobre a função renal e permeabilidade das brânquias.
Do ponto de vista químico, pode-se distinguir os hormônios:
- Hormônios esteróides: que são derivados do colesterol e compreendem testosterona, estrógeno e corticosteróides, tais como a cortisona e aldosterona.
- Hormônios proteícos e peptídicos. Diversos hormônios do hipotálamo agem provocando a liberação de outros hormônios de suas respectivas glândulas endócrinas, e são os maiores hormônios e os mais complexos. Os pricipais hormônios que têm origem na adeno-hipófise são de natureza protéica e podem conter várias centenas de aminoácidos.
- Hormônios derivados da tirosina – incluindo as catecolaminas adrenalina e noradrenalina. A formação das catecolaminas tem início com o aminoácido tirosina e em poucas etapas ocorre a formação de adrenalina. A tirosina é também a matéria- prima para síntese dos hormônios da tireóide, triiodotironina e tiroxina.
O sistema endócrino, juntamente com o sistema nervoso, atuam na coordenação e regulação das funções corporais. O hipotalámo, que está localizado na base do cérebro, logo acima da hipófi se (glândula pituitária), é a sede de várias funções de controle nervoso e de fundamental importância no sistema endócrino, controlando o funcionamento da hipófise, que é chamada de glândula dominante do sistema endócrino. Esse controle é mediado junto à neurohipófise via vasos sanguíneos especiais.
A neuro-hipófise, orgão de armazenamento e liberação dos hormônios vasopressina e a ocitocina. Esses hormônios são sintetizados e armazenados nos corpos celulares de células neurossecretoras da porção anterior do hipotálamo.
O aumento do hormônio antidiurético também conhecido como vasopressina, causa uma elevação na pressão sanguínea, devido a constrição das arteríolas e, tem como função principal a de promover e retenção de água no rim e a ocitocina estimula as concentrações úterina durante o parto e estimula a liberação de leite da glândula mamária.
Em relação às células alvos, os hormônios podem ser classificados em duas categorias:
- aqueles que exercem sua ação por meio de receptores próprios na superfície celular, as catecolaminas e os hormônios peptídicos.
- aqueles que penetram na célula e exercem seu efeito diretamente sobre o núcleo celular e sobre o mecanismo de síntese de proteínas celulares, incluindo esteróides e hormônios da tireóide.
O segundo mensageiro, como assim é chamado o monofosfato de 3’, 5’ adenosina (AMPciclico ou AMPc) é produzido, enzimaticamente, a partir do ATP na superfi cie interna da membrana e tem importante papel como regulador intracelular, mediando ações de muitos hormônios e outros mensageiros extracelulares em uma ampla variedade de respostas celulares.
O AMPc age no interior da membrana celular, transmitindo sinal através da superfície sem penetrar. Mas, o evento iniciador da ação dos hormônios que atuam via AMPc, é sempre a liberação de adenilato ciclase do sítio receptor do hormônio na membrana e, como todas as enzimas, a adenilato ciclase, acelera a taxa da reação. Tanto o AMPc, quanto o adenilato ciclase foram encontrados em vários tecidos de vertebrados, invertebrados e bactérias. Multiplos efeitos fisiológicos são induzidos por hormônios ligados ao AMPc. O trifosfato de inositol e a mobilização de íons cálcio desempenham papel nas ações hormonais, funcionando como um sistema de segundo mensageiro.
Os hormônios sexuais masculinos e femininos e os hormônios secretados pelo córtex adrenal afetam células que possuem os sítios receptores apropriados. O estradiol liga-se a receptores localizados na prostata, a progesterona, às tubas uterinas de aves e assim por diante. Na superfície celular esses hormônios formam um complexo com uma proteína receptora. Em ratos recém-nascidos os hormônios interagem com áreas receptoras e induzem a desenvolvimento de circuitos nervosos que posteriormente serão responsáveis pele determinação do comportamento animal adulto.
Substâncias transmissoras
A acetilcolina é a substância transmissora de nervo-a-nervo fora do cérebro e da medula espinhal nos vertebrados, está presente na maioria das transmissões sinápticas periféricas, porém é apenas um dos transmissores do sistema nervoso central. Nos invertebrados, várias outras substâncias também são transmissores importantes, sendo a maior parte delas animais.
Para demonstrar se uma substância é transmissora, ela deve ser liberada na chegada de um potêncial de ação na terminação pré-sináptica, em quantidade sufi ciente para produzir o efeito fisiológico observado na estrutura pós-sináptica.
Em neurônios de muitos invertebrados, principalmente moluscos e artrópodos, é encontrado a 5-hidroxitriptamina, conhecida como 5HT, que também se encontra em outros tecidos, além das estruturas nervosas, mas em baixa concentração. O coração dos moluscos bivalves é sensível a 5HT e existem evidências que essa substância é transmissor normal para acelerar o coração desses animais. O músculo catch dos bivalvos, que pode permanecer contraído por períodos prolongados, com um mínimo de consumo de energia, relaxa rapidamente em resposta a 5HT.
Em algumas toxinas animal, tais como as do polvo e do caracol Murex, no veneno das vespas e outros insetos encontra-se grande quantidade de 5HT. O efeito doloroso quando uma pessoa é picada por alguns insetos, está relacionado com o 5HT. Ele age como um potente estimulante das terminações nervosas da dor na pele humana.
Interação entre o cérebro e o trato digestivo:
O intestino libera a secretina, que estimula a secreção pancreática; e a colecistoquinina (CCK), que causa a contração da vesícula biliar, e também estimula a secreção de enzimas pancreáticas.
O cérebro contém sítios receptores para a CCK, e uma enzima semelhante à tripsina, que separa a CCK-33 de seus aminoácidos terminais formando a CCK-8. A infusão de CCK-8 inibe a ingestão de alimento em ratos e carneiros famintos. Tal demonstração mostrou-se ainda mais desafiadora quando se verificou que camundongos geneticamente obesos possuíam menos CCK-8 no córtex cerebral que os não obesos (Straus e Yalow, 1979). Outro hormônio intestinal também encontrado em altas concentrações no córtex cerebral é o peptídeo vasoativo intestinal (VIP, uma cadeia de 28 aminoácidos).
Os hormônios esteróides em vertebrados
Os estrógenos e andrógenos são importantes no crescimento, desenolvimento e na diferenciação morfológica, assim como no desenvolvimento e na regulação do comportamento e dos ciclos sexual e reprodutivo de ambos os sexos. Os andrógenos predominam no macho, e os estrógenos na fêmea. As característcas sexuais masculinas primárias (a exemplo do pênis, canal deferente, vesículas seminais, próstata, epidídimo), no embrião e das características sexuais masculinas secundárias (a exemplo da juba do leão, a crista do galo, a plumagem e os pêlos faciais nos homens) na época da puberdade. Os andrógenos contribuem também para síntese de proteínas miofibrilares no músculo, essa contribuição é evidenciada pela a musculatura mais desenvolvida dos machos em relação às fêmeas em muitas espécies de vertebrados.
Os estrógenos estimulam o desenvovimento tardio das características sexuais primárias como útero, ovário e vagina e das características sexuais secundárias como as mamas e pela regulação dos ciclos reprodutivos que em geral são controlados pelo sistema neuroendócrino, sendo esses ciclos internos limitados por sinais ambientais como as alterações na duração do dia que acompanham as mudanças de estação.
Ação hormonal em invertebrados
As células neurosecretoras têm sido identificadas em todos os grupos de invertebrados, mas é no desenvolvimento dos insetos que as ações hormonais têm sido estudadas. Porque os hormônios têm função fundamental na fisiologia dos insetos, agindo no crescimento, muda, fase de pupa e metamorfose para a forma adulta madura.
Com base no padrão de desenvolvimento, os insetos dividem-se em:
- insetos hemimetabólicos, que exibem metamorfose incompleta;
- insetos holometabólicos, que exibem metamorfose completa.
Como exemplo de hemimetabólico está o barbeiro sul-americano Rhodnius que eclode do ovo como um minúsculo barbeiro, uma ninfa, e ao longo de cinco estágios de desenvolvimento se alimentando de sangue e gradualmente ele se desenvolve na forma adulta. A ninfa solta a antiga cutícula após quatro semanas de ter sugado sangue; a ninfa solta a cutícula e aumenta de tamanho quando enche o sistema traqueal com ar, antes que a nova cutícula endureça. Se for capaz de obter sangue, ela sofrerá nova muda após 4 semanas.
A muda do Rhodnius é estimulada pelo hormônio ecdisona, que é secretado por glândulas pró-torácicas após a ingestão de sangue. Essas glândulas são estimuladas pelo o hormônio PTTH, que é secretado por células neurosecretoras.
As asas e gônadas maduras no Rhodnius adulto são devidas à ausência do hormônio juvenil, que é secretado pelo corpora allata, agrupamento de células que se encontra atrás do cérebro.
Esse hormônio determina as características de ninfa na nova cutícula.
Os principais hormônios que controlam o desenvolvimento de insetos são:
- A ecdisona - estimula a muda e é secretado por glândulas pró-toráxicas após a ingestão de sangue. A ecdisona é sintetizada a partir do colesterol. Estruturalmente é similar aos hormônios esteróides de vertebrados;
- O hormônio pró-toracicotrópico (PTTH) - é um neuro-hormônio produzido pelas células neurossecretoras especializadas do cérebro. Esse hormônio estimula as glândulas pró-torácicas;
- O hormônio juvenil - é sintetizado e liberado pelo corpora allata, glândulas não neurais pareadas de alguma forma análogas à glândula hipófi se anterior.
O hormônio juvenil determina característica de ninfa a nova cutícula, impedindo, enquanto estiver presente, a formação dos caracteres adulto;
- O hormônio da eclosão - um neuro-hormônio peptídico, é liberado a partir das células neurossecretoras cujos terminais estão na corpora cardiaca, que são orgãos neuro-hemais pareados imediatemente posteriores ao cérebro;
- O bursicon - também um neuro-hormônio que é produzido por células neurossecretoras no cérebro e no cordão nervoso.
A quantidade de hormônio juvenil diminui no quarto estágio de ninfa e no estágio seguinte inicia o desenvolvimento das asas. O adulto só é formado quando o hormônio juvenil desaparece da circulação. No adulto, reprodutivamente ativo, a concentração do hormônio aumenta. O hormônio juvenil é responsável pelo desenvolvimento de órgãos sexuais acessórios em machos de algumas espécies de insetos e em muitas fêmeas ele induz a síntese da gema e a maturação.
A ecdisona é importante para cada muda e seus efeitos são modificados pelo hormônio juvenil. Por isso o desenvolvimento normal de um inseto depende da concentração precisamente ajustada de hormônio juvenil em cada estágio. De alguma forma a ação do hormônio juvenil de inseto é análogo ao dos hormônios tireóides na regulação dos anfíbios. Tanto no inseto quanto no anfíbio, o distúrbio entre a concentração do hormônio e o estágio de desenvolvimento resulta em desenvolvimento anormal.
O desprendimento da cutícula velha durante a muda ocorre por causa da ação do hormônio juvenil e da ecdisona. Em resposta a estimulação pelo PTTH a ecdisona atua na epiderme para iniciar a produção da nova cutícula que começa com o destacamento da cutícula velha. Com a concentração alta do hormônio juvenil é formada uma cutícula do tipo larva, mas se os níveis forem baixos será produzida uma cutícula do tipo adulta.
Na fase final da muda, o hormônio da eclosão e o bursicon são adicionados porque são esses hormônios os responsáveis pela promoção da fase final do processo de muda. O hormônio da eclosão, em algumas espécies de holometabólicos, está envolvido no desprendimento da cutícula da pupa que é chamado de ecdise.
A função endócrina que controla os estágios de desenvolvimento em insetos holometabólicos foi estudada em várias mariposas, que passam, geralmente, por quatro mudas e todas são iniciadas pela secreção de hormônio cerebral, que estimula a liberação de ecdisona da glândula pró-torácica.
O hormônio juvenil é que determina se a muda irá gerar uma larva, pupa ou um adulto.
A pupa é formada com a diminuição do hormônio juvenil no último estádio larval, e só com o desaparecimento do hormônio juvenil é que a pupa se transforma em adulto.
Ao término no quinto estádio larvário, nas mariposas, os corpora allata param de secretar o hormônio juvenil, e na muda seguinte uma cutícula rígida é formada (uma pupa) e os tecidos larvários são degradados e se transforma em estruturas pupárias. Quando não há mais hormônio juvenil surge uma mariposa adulta totalmente desenvolvida. Devido a ação do hormônio juvenil  em prevenir a maturação de inseto, ele juntamente com análogos sintéticos, são promissores como meio ecologicamente seguros, não tóxicos para combate às pragas de insetos e contra os quais o inseto encontraria dificuldades em desenvolver resistência.

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