Pdf HormôNios Mecanismo RegulaçãO

1. UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO
CENTRO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS
DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA
HORMÔNIOS E REGULAÇÃO METABÓLICA
Prof
a
. Dr
a
. Nereide Magalhães
Recife, novembro de 2008

2. MECANISMOS DE AÇÃO DOS
HORMÔNIOS NITROGENADOS
Nereide Magalhães, DBioq, UFPE

3. MECANISMOS DE AÇÃO DOS
HORMÔNIOS NITROGENADOS
Nereide Magalhães, DBioq, UFPE
Receptores Membranares 7 hélices (TMS)
Segundos mensageiros: cAMP, IP
3, DAG, Ca
2+
Receptores Membranares 1 hélice (Enzimáticos)
Tirosina quinase e Guanilil ciclase
Receptores intracelulares
Expressão gênica

4. MECANISMOS DA AÇÃO HORMONAL
Nereide Magalhães, DBioq, UFPE
Garrett & Grisham, 1995.
Figure 1. Mecanismos de ação dos hormônios nitrogenados e esteróides.

5. MECANISMOS DA AÇÃO HORMONAL
Nereide Magalhães, DBioq, UFPE
Garrett & Grisham, 1995.
Figure 2. Mecanismos de ação dos hormônios nitrogenados através do
cAMP.

6. RECEPTORES
•Oshormôniosinteragemcomreceptores
específicosnascélulasalvo.
•Cadatipodecélulapossuicombinações
própriasdereceptoreshormonais,oque
defineafaixadesensibilidadedaresposta
hormonal.
•Célulasdiferentescomomesmotipode
receptorpodepossuirdiferentesiniciadores
intracelularese,poressarazão,respondem
deformadiferenteaomesmohormônio.
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7. RECEPTORES
•Intracelulares:
–Andrógenos
–Calcitrol
–Estrógenos
–Glicocorticóides
–Mineralocorticóides
–Progestinas
–Ácidoretinóico
–HormôniosdaTireóide(T
3eT
4)
•Membranares:
–Polipeptídeos
–Catecolaminas
–Neurotransmisores
Nereide Magalhães, DBioq, UFPE

8. MECANISMO DA AÇÃO HORMONAL
Nereide Magalhães, DBioq, UFPE
Garrett & Grisham, 1995.
Figure 3. Ativação da adenilato ciclase pela proteina G.
Segundo
mensageiro: cAMP
Mediador: proteína G

9. MECANISMO DA AÇÃO HORMONAL
Nereide Magalhães, DBioq, UFPE
Garrett & Grisham, 1995.
Figure 4. Ativação da adenilato ciclase pela proteina G.

10. MECANISMOS DE AÇÃO DOS
HORMÔNIOS NITROGENADOS
Nereide Magalhães, DBioq, UFPE
Lehninger, 2000.
Figura 5. Auto-inativação da proteína G
s.

11. MECANISMOS DE AÇÃO DOS
HORMÔNIOS NITROGENADOS
Nereide Magalhães, DBioq, UFPE
Lehninger, 2000.
Figura 6. A toxina da cólera é uma enzima que catalisa o tranferência da parte ADP-ribose do NAD+
para a proteína Gs mantendo-a ativada. Em conseqüência, a adenilato ciclase das células intestinais
catalisa grande produção de cAMP o que promove a entrada de Cl
-
, HCO
3e água no lúmen intestinal.

12. MECANISMO DA AÇÃO HORMONAL
Nereide Magalhães, DBioq, UFPE
Garrett & Grisham, 1995.
Figure 7. Modulação da atividade da adenilato ciclase pelas proteínas G
estimulatória (G
s) e inibitória (G
i).

13. MECANISMOS DE AÇÃO DOS
HORMÔNIOS NITROGENADOS
Nereide Magalhães, DBioq, UFPE
Lehninger, 2000.
Figura 8. Ativação da proteína quinasepelo cAMP.

14. REGULAÇÃO HORMONAL DO
METABOLISMO
Nereide Magalhães, DBioq, UFPE
ADRENALINA
Agenomúsculo,tecidoadiposoefígadoparasinalizar
umaatividadeiminente.
Figura 9. mecanismo da adrenalina via cAMP.

15. MECANISMOS DE AÇÃO DOS
HORMÔNIOS NITROGENADOS
Nereide Magalhães, DBioq, UFPE
Lehninger, 2000.
Figura 10. Mecanismo de ação através do IP
3.

16. MECANISMO DA AÇÃO HORMONAL
Nereide Magalhães, DBioq, UFPE
Garrett & Grisham, 1995.
Figure 11. Segundos mensageiros
oriundos da clivagem do
fosfatidilinositol.
Segundos
mensageiros:
IP
3fosfatidilinositol
trifosfato
DAG diacilglicerol

17. MECANISMO DA AÇÃO HORMONAL
Nereide Magalhães, DBioq, UFPE
Garrett & Grisham, 1995.
Figure 12. Biossíntese e catabolismo do fosfatidilinositol.

18. MECANISMO DA AÇÃO HORMONAL
Nereide Magalhães, DBioq, UFPE
Garrett & Grisham, 1995.
Figure 13. Fosfatidilinositol trifosfato induz a liberação de cálcio do RE.

19. MECANISMO DA AÇÃO HORMONAL
Nereide Magalhães, DBioq, UFPE
Garrett & Grisham, 1995.
Figure 14. IP3 e DAG como segundo mensageiros na transmissão do sinal

20. TRANSMISSÃO DO IMPULSO ELÉTRICO
PELOCÉREBRO
Figura 15. mecanismo de ação através de
canais iônicos.
Lehninger, 2000.
Nereide Magalhães, DBioq, UFPE

21. MECANISMOS DE AÇÃO DOS
HORMÔNIOS NITROGENADOS
Nereide Magalhães, DBioq, UFPE
Lehninger, 2000.
Figura 16. Mecanismo de ação através do cAMP e IP
3.

22. MECANISMOS DE AÇÃO DOS HORMÔNIOS
Nereide Magalhães, DBioq, UFPE
Garrett & Grisham, 1995.
Figura 17. Tipos de receptores tirosina quinase: classe I –EGF (fator de crecimento epidermóide) ,
classe II –receptor de insulina, classe III –receptor de fator de crescimento de plaquetas.

23. MECANISMOS DE AÇÃO DOS HORMÔNIOS
Nereide Magalhães, DBioq, UFPE
Garrett & Grisham, 1995.
Figura 18. Receptores tipo tirosina quinase.

24. MECANISMOS DE AÇÃO DOS HORMÔNIOS
NITROGENADOS
Nereide Magalhães, DBioq, UFPE
Lehninger, 2000.
Figura 19. Mecanismo de ação da insulina
via fosforilalação enzimática.
INSULINA x Receptor tirosina quinase
Fosforilação Enzimática

25. MECANISMOS DE AÇÃO DOS
HORMÔNIOS NITROGENADOS
Nereide Magalhães, DBioq, UFPE
Lehninger, 2000.
Figura 19. Mecanismo de ação da insulina via receptor
tirosina quinase com regulação da expressão gênica.
INSULINA x Receptor tirosina quinase
Expressão Gênica
IRS1=Substrato do receptor de insulina
GBr2=Proteina adaptadora
Sos=Proteína adaptadora
Ras=proteina G Ras (oncogene ras)
Raf-1=Proetina quinase Raf (oncogene)
MEK=Quinase
MAPK=Proteina quinase mitogênica
ativada)
Elk1= Fator de transcrição nuclear
SRF= Fator de transcrição nuclear
H-R Substrato do receptor Proteinas adaptadoras
Fosforilação de Fatores de transcrição

26. MECANISMOS DE AÇÃO DOS
HORMÔNIOS
Nereide Magalhães, DBioq, UFPE
Lehninger, 2000.
Figura 20. Mecanismo de ação com recpetores nucleares para modulação da
expressão gênica.
HRE = elementos de
resposta hormonal

27. BIOSSÍNTESE DE HORMÔNIOS
PEPTÍDICOS E DERIVADOS DE
AMINOÁCIDOS
Nereide Magalhães, DBioq, UFPE

28. BIOSSÍNTESE DE HORMÔNIOS
PEPTÍDICOS
Nereide Magalhães, DBioq, UFPE
Lehninger, 2000.
Figura 22. Biossíntese de hormônios peptídicos a
partir da pro-opiomelacortina (POMC).
Clivagensproteolíticasdo
precursorPro-opiomelano-
cortina(POMC):
ACTH,beg-lipotropina,a,
b,g-MSH(hormônioesti-
mulantedemelanócitos),
CLIPC(peptídeointerme-
diáriosemelhanteacorti-
cotropina),b-endorfinae
Met-encefalina.
Pontosdeclivagem:Arg-
Lys,Lys-Lys,Lys-Arg.

29. AÇÃO DA LEPTINA NA BIOSSÍNTESE DO POMC

30. BIOSSÍNTESE DE HORMÔNIOS
PEPTÍDICOS
Nereide Magalhães, DBioq, UFPE
Lehninger, 2000.
Figura 23. Biossíntese da insulina na forma de pré-proinsulina.

31. ESTRUTURA DA INSULINA
Nereide Magalhães, DBioq, UFPE
Lehninger, 2000.

32. BIOSSÍNTESE DE HORMÔNIOS DA TIREÓIDE
Nereide Magalhães, DBioq, UFPE
Murray et al., 1996.
Figura 24. Biossíntese dos hormônios da tireóide a partir da tirosina.
1.Iodinaçãodatirosina
3-Monoiodotirosina(MIT)
3,5-Diiodotirosina(DIT)
2.Conjugaçãoderesíduosiodinados
MIT+DIT=3,5,3’-triiodotironina(T
3)
DIT+DIT=3,5,3’,5’-tetraiodotironina
tiroxina(T
4)
MIT+DIT=3,3’,5’-triiodotironina
T
3inverso(iT
3)

33. BIOSSÍNTESE DE HORMÔNIOS DA TIREÓIDE
Nereide Magalhães, DBioq, UFPE
Murray et al., 1996.
Figura 25. Biossíntese dos hormônios da tireóide a partir da tirosina.

34. BIOSSÍNTESE DE HORMÔNIOS DA TIREÓIDE
Nereide Magalhães, DBioq, UFPE
1.Capturadeiodo(I
-
)pelacélulascomtransporteativo
(BombaNa
+
,K
+
,ATPase)
Espaçofolicular
2.OxidaçãodoI
-
(iodeto)aI
+
(iodato)pelaperoxidase
queexigeNAPDHcomocoenzima
3.IodinaçãoderesíduosdetirosinadaTireoglobulina
(Tgb)
3-Monoiodotirosina(MIT)
3,5-Diiodotirosina(DIT)

35. BIOSSÍNTESE DE HORMÔNIOS DA TIREÓIDE
Nereide Magalhães, DBioq, UFPE
4.ConjugaçãoderesíduosiodinadosMITeDIT(Tgb)
MIT+DIT=3,5,3’-triiodotironina(T
3)
DIT+DIT=3,5,3’,5’-tetraiodotirosina
tiroxina(T
4)
MIT+DIT=3,3’,5’-triiodotironina
T
3inverso(iT
3)
5.FagocitosedocomplexoTgb-MIT,DIT
6.HidróliseenzimáticanoslisossomasdocomplexoTgb-MIT,DIT
7.LiberaçãodeT
3
eT
4
8.Degradaçãoedesiodinação(desiodinase)deMITeDIT
9.ReoxidaçãodoI
-
(reaproveitamento)

36. BIOSSÍNTESE DE NEUROTRANSMISORES
Nereide Magalhães, DBioq, UFPE
Lehninger, 2000.
Figura 26. Biossíntese de catecolaminas e neurotransmissores a partir de aminoácidos.

37. BIOSSÍNTESE DE EICOSANÓIDES
Nereide Magalhães, DBioq, UFPE
Lehninger, 2000.
Figura 27. Biossíntese de prostaglandinas, tromboxanano e leucotrienos a partir do ácido araquidônico.

38. INTEGRAÇÃO E REGULAÇÃO
HORMONAL DO METABOLISMO
Nereide Magalhães, DBioq, UFPE

39. INTEGRAÇÃO E REGULAÇÃO
HORMONAL DO METABOLISMO
Nereide Magalhães, DBioq, UFPE
Lehninger, 2000.
Figura 30. Deficiência de leptina (hormônio
controlador do comportamento alimentar).

40. METABOLISMO DOS CARBOIDRATOS
Figura 31. Vias Metabólicas para Glicose 6-fosfato no Fígado.
Lehninger, 2000.
Nereide Magalhães, DBioq, UFPE

41. METABOLISMO DOS AMINOÁCIDOS
Figura 32. Metabolismo dos aminoácidos no Fígado.
Lehninger, 2000.
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42. METABOLISMO DOS ÁCIDOS GRAXOS
Figura 33. Metabolismo dos ácidos graxos no Fígado.
Lehninger, 2000.
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43. AÇÃO DA LEPTINA ASSOCIADA A ADRENALINA

44. TRABALHO DO MÚSCULO
ESQUELÉTICO COM ENERGIA DO ATP
Figura 34. Cooperação metabólica entre o músculo esquelético e o Fígado.
Lehninger, 2000.
Nereide Magalhães, DBioq, UFPE

45. TRABALHO DO MÚSCULO
ESQUELÉTICO COM ENERGIA DO ATP
Nereide Magalhães, DBioq, UFPE
•Ciclo de Cori (glicose lactato glicose)
Músculosematividadeextremautilizam
glicogêniocomofontedeEnergiagerando
lactatonaglicólise.
Narecuperaçãoolactatoéconvertidoaglicose
nofígadoviagliconeogênese.Aglicosevolta
aomúsculoparamanteroglicogêniomuscular
(armazenamentodeenergia).

46. TRABALHO DO MÚSCULO CARDÍACO
Figura 35. Microfotografia eletrônica do músculo cardíaco.
Lehninger, 2000.
Nereide Magalhães, DBioq, UFPE
Metabolismo aeróbico
Mitocôndria: piruvato, ácidos
graxos e corpos cetônicos
oxidados para síntese de ATP.
Bombeamento de sangue: 6 l/
min
(~350 l/h)

47. TRANSMISSÃO DO IMPULSO ELÉTRICO
PELOCÉREBRO
As fontes de energia no cérebro variam de
acordo com o estado nutricional
1.Dieta normal: Glicose(principal fonte)
2.No jejum prolongado: Corpos cetônicos
são utilizados na forma de b-hidroxibutirato.
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48. TRANSMISSÃO DO IMPULSO ELÉTRICO
PELOCÉREBRO
Figura 36. Metabolismo da glicose no cérebro. Tomografia de varredura de
emissão de pósitrons (PET): a) indivíduo em repouso; b) após vigília de 48h.
Lehninger, 2000.
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49. METABOLISMO DO CÉREBRO DURANTE
JEJUM PROLONGADO
Nereide Magalhães, DBioq, UFPE
Lehninger, 2000.

50. METABOLISMO DO CÉREBRO DURANTE
JEJUM PROLONGADO
Nereide Magalhães, DBioq, UFPE
Lehninger, 2000.
Figura 38. Produção de Corpos cetônicos pelo fígado para suprir o cérebro.

51. TRANSPORTE DE OXIGÊNIO, METABÓLITOS E
HORMÔNIOS PELO SANGUE
Figura 39. Composição do sangue.
Lehninger, 2000.
Nereide Magalhães, DBioq, UFPE

52. Glicose sanguínea normal= 4,5 mM
REGULAÇÃO HORMONAL DO
METABOLISMO
Nereide Magalhães, DBioq, UFPE
Lehninger, 2000.
Glicose=Regulador circulante da
Homeostase
Hormônios: Insulina, Glucagon e
Adrenalina

53. Regulação da Glicose Sanguínea
Glucagon
Glicogenólise
(músculos)
Gliconeogênese
(fígado)
Insulina
Glicogênese
Glicólise
Insulina
Glicólise
Glicogênese
Lehninger, 2000.
Nereide Magalhães, DBioq, UFPE
Figura 41. Ação da Insulina e Glucagon na Glicose sanguínea.

54. ADRENALINA Sinalizaatividadeiminente
(Músculos,tecidoadiposeefígado)
Glicogenólise Glicólise
Glicogênio GlicoseLactato
(músculos) +Glicogêniofosforilase ATP
Glicose Glicogênio
(fígado)-Glicogêniosintase
GlicogêneseGliconeogênese
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REGULAÇÃO HORMONAL DO
METABOLISMO

55. REGULAÇÃO HORMONAL DO
METABOLISMO
Lehninger, 2000.
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GLUCAGON Músculos
Glicogênio glicose
+ glicogênio fosforilase
-glicogênio sintase

56. GLUCAGON SinalizabaixadaGlicosesanguínea
Músculos,tecidoadiposoefígado
Glicogênio Glicose
+Glicogêniofosforilase(desfosforiladaporPKA)
Piruvato Glicose
[Frutose2,6-difosfato]Glicólise(-fosfofrutoquinase)
Gliconeogênese(+F1,6-difosfatase)
-Piruvatoquinase ↑PEP
REGULAÇÃO HORMONAL DO
METABOLISMO
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57. REGULAÇÃO HORMONAL DO
METABOLISMO
Lehninger, 2000.
Nereide Magalhães, DBioq, UFPE

58. REGULAÇÃO HORMONAL DO
METABOLISMO
Lehninger, 2000.
Nereide Magalhães, DBioq, UFPE
GLUCAGON
Figura 42. Regulação hormonal do metabolismo dos
carboidratos através da F2,6-difosfato.
INSULINA
GLUCAGON

59. REGULAÇÃO HORMONAL DO
METABOLISMO
Nereide Magalhães, DBioq, UFPE
GLUCAGON
Mecanismos:
Inibe a piruvato quinase
[PEP] Gliconeogênese

60. REGULAÇÃO HORMONAL DO
METABOLISMO
Nereide Magalhães, DBioq, UFPE
GLUCAGON Fígado
Piruvato Glicose
+ gliconeogênese
-glicólise
Mecanismos:
[Frutose 2,6-difosfato]inibidor da frutose 1,6-difosfato
Ativador da fosfofrutoquinase
Inibe a piruvato quinase[PEP] Gliconeogênese

61. REGULAÇÃO HORMONAL DO
METABOLISMO
Nereide Magalhães, DBioq, UFPE
GLUCAGON Tecido adiposo
Triacilgliceróis ácidos graxos
+ triacilglicerol lipase
Fígado
Tecidos
•Síntese e liberação de Glicose para o cérebro
•Liberação de ácidos graxos pelo tecido adiposo

62. REGULAÇÃO HORMONAL DO
METABOLISMO
↓[Glicose]GLUCAGON Tecidos
+Glicogenólise Glicogênio Glicose
+GliconeogênesePiruvato Glicose
ADRENALINA Tecidos
Músculos,pulmão,coração
Preparaostecidosparaaumentodeatividade
Nereide Magalhães, DBioq, UFPE

63. Glicose sanguínea normal= 4,5 mM
REGULAÇÃO HORMONAL DO
METABOLISMO
↑[Glicose]INSULINA Tecidos
+GlicogêneseGlicose Glicogênio
+LipogêneseGlicose Triacilgliceróis
Nereide Magalhães, DBioq, UFPE

64. REGULAÇÃO HORMONAL DO
METABOLISMO
INSULINA
Nereide Magalhães, DBioq, UFPE
Lehninger, 2000.

65. •Tecido adiposo
Triacilglicerol ácidos graxos tecidos
+glicerol (fígado)glicose
•Músculos
PEP carboxiquinase
Proteínasaminoácidos fígado glicose
(não essencial) glicogênese
fígado
glicogênio

66. Diabetis mellitus
•Deficiência na secreção de insulina
•Diminuição da ação
TIPO I-insulina dependentes (IDDM) juvenil
TIPO II-insulina não dependente (NIDDM) senil
Poliúria polidipsia
Glicosúria, cetosis, cetonening(sangue), cetonúria (urina)
↑ [corpos cetônicos] = acetato, b-isobutirato
↑Produção de ácidos carboxílicos ↓ pH (acidose)
cetoacidose