Aula 10 - Hormônios: Natureza química e mecanismos de ação

  Mecanismo de transdução de sinais é a sinalização celular por meio de hormônios ou neurotransmissores.

Em que os sinais químicos podem atuar?

• Atuam na diferenciação celular
• Na regulação do metabolismo
• Podem indicar morte celular

Comunicação celular:  

   A comunicação entre as células, pode ser realizada de diversas maneiras e o que influencia a forma na qual esse processo vai acontecer é a disposição de uma célula em relação à outra.

• Sinalização celular direta: é o método menos complexo de haver essa comunicação, a qual as células estarão justapostas e em sua superfície haverá uma proteína denominada conexina, que formará um poro na membrana da célula e assim formarão um canal, por onde o mensageiro químico irá passar.

• Sinalização autócrina ou parácrina: tem o mesmo princípio, porém ocorrem de maneiras diferentes.

1. Autócrina: O mensageiro químico é liberado no meio extracelular e se liga ao receptor de sua célula de origem.
2. Parácrina: O mensageiro químico é liberado no meio extracelular e se liga ao receptor de uma outra célula.

•  Sinalização endócrina: o mensageiro químico envolvido é o hormônio, que é secretado e cai na corrente sanguínea, podendo migrar para tecidos distantes e consequentemente podem se ligar a receptores de células que se encontram distantes do seu local de secreção. Além disso, podem se ligar à receptores intracelulares e com isso promover uma resposta.

• Sinalização neural: o mensageiro químico envolvido é o neurotransmissor. A célula sinalizadora, no caso o neurônio, recebe um estímulo e com isso o neurotransmissor é liberado na fenda sináptica e se liga ao receptor de uma outra célula.

Considerações:

• Os hormônios são produzidos por uma célula endócrina.
• A adrenalina e a noradrenalina são hormônios que atuam na sinalização celular endócrina e neural.
• Um hormônio pode se ligar à um receptor de um neurotransmissor, já um neurotransmissor NÃO pode se ligar à um receptor de um hormônio.
• O receptor, na sinalização endócrina, precisa ter mais afinidade com o mensageiro químico (hormônio), caso contrário não haveria a ligação entre os dois.
• O hormônio entra na corrente sanguínea, por isso consegue se ligar à receptores distantes de sua célula secretora, já o neurotransmissor tem sua área de ligação limitada, uma vez que é liberado na fenda sináptica.

Bases bioquímicas:

   Moléculas polares precisam de um receptor na superfície da membrana, formada por uma bicamada fosfolipídica, para que possam passar. Já moléculas apolares tem mais facilidade para passar por essa membrana e posteriormente chegar até o receptor.

Mecanismos gerais de ação hormonal:

• Hormônios hidrossolúveis: (polares) relacionados à ação de luta ou fuga, uma vez que possuem resposta curta e rápida, devido a alteração enzimática que pode ser rapidamente modulada.
• Hormônios lipossolúveis: (apolares) possuem resposta lenta e duradoura, pois modificam a quantificação proteica da célula.

Classificação dos mensageiros quanto a sua natureza química:

1. Hormônios Nitrogenados:

• Hormônio amina: Tem baixo peso molecular derivado do aminoácido tirosina. Exemplos: adrenalina e noradrenalina (hidrossolúveis) e hormônios tireoidianos (menos solúveis).

• Hormônios peptídeos: Tem maior peso molecular, sendo compostos por 3 até 200 resíduos de aminoácidos), origem proteica. Fazem parte desse grupo todos os hormônios do hipotálamo e da hipófise e também hormônios pancreáticos, como a insulina, o glucagon e somatostatina. São hidrossolúveis.

        2. Hormônios esteroides: são lipossolúveis (apolares), tem origem a partir do colesterol. Exemplos: Hormônios do córtex da adrenal, estrogênio e androgênio (hormônios sexuais), formas hormonais da vitamina D.

Mecanismo de transdução de sinais:

   Hormônios nitrogenados, por seu caráter hidrossolúvel, ou seja, polar, precisam de receptores na superfície da membrana, para que possam desencadear resposta celular.

Existem diferentes tipos de receptores de membrana, dentre eles:

• Canais iônicos
• Receptores enzimáticos 
• Receptores associados à proteína G

Receptores associados à proteína G (metabotópricos):

Esses receptores possuirão uma extremidade voltada para o meio extracelular, que é responsável pelo contato com o mensageiro químico, e uma extremidade voltada para o citoplasma da célula, com regiões relacionadas á proteína G e regiões que serão fosforiladas durante a diminuição da sensibilidade do receptor.

Dentro da classe de proteína G, são encontradas algumas subdivisões associadas aos receptores, dentre elas, podemos destacar duas, mais importantes:

• Proteína G associada à Adenil Ciclase (Gs):

Essa proteína está voltada para a extremidade citoplasmática e quando inativada possui uma molécula de GDP. Esse GDP se converte em GTP e a subunidade migra pela membrana até encontrar a Adenil Ciclase, e depois disso perderá um fosfato e voltará para a sua forma inativa.

A molécula efetora (adenil ciclase) irá converter o AMP em AMPc (cíclico), que irá liberar para o fosfato, fosfodilesterase, que irá destruir o AMPc.

PKA é proteína quinase. Esta é formada por quatro subunidades, sendo duas catalíticas e as outras duas reguladoras.

O AMPc se liga a unidade reguladora da PKA, mudando sua estrutura e liberando as unidades catalíticas, que tem como função fosforilar outras proteínas, levando à resposta celular.

• Proteína G associada a fosfolipase C (Gq):

A ativação da proteína G irá desencadear a fosfolipase C. 

Receptores enzimáticos:

Também possuem algumas subdivisões, sendo duas mais importantes.

• Guanilato Ciclase:Com dois tipos de guanilato ciclase:

1. de membrana: são ativados pelos ligantes celulares
2. solúveis: ativados pelo óxido nítrico intracelular

• Tirosina quinase: formado por dois complexos proteicos (alfa e beta), na extremidade citoplasmática. A ligação da insulina com o complexo alfa, estimula a fosforilação dos resíduos de tirosina.

Receptores Intracelulares:

Relacionados à hormônios lipossolúveis.

A célula sinalizadora secreta os mensageiros químicos (hormônios), boa parte deles se ligam à proteínas carreadoras e são transportados pela corrente sanguínea, mensageiros livres também podem ser transportados pela corrente sanguínea,chegando até a célula alvo e se ligando à receptores específicos.

O receptor altera sua forma ao ser ligado a um mensageiro, dessa forma um complexo proteico inibidor, se desassocia e se liga ao DNA.