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Maria Luiza Sena – Med XIV FASA O hormônio do crescimento (GH) é liberado por toda a vida, embora seu maior papel seja na infância. O pico de secreção de GH ocorre na adolescência. O estímulo para liberação de GH inclui nutrientes circulantes, estresse e outros hormônios. Estímulos para secreção de GH são integrados no hipotálamo, o qual secreta dois neuropeptídios no sistema porta hipotalâmico- hipofisário: hormônio liberador do hormônio do crescimento (GHRH) e o hormônio inibidor do hormônio do crescimento (SS – somatostatina). ❖ Pulsos de GHRH provenientes do hipotálamo estimulam a liberação de GH. No adulto, maior pulso de liberação do GH ocorre nas 2 primeiras horas de sono. GH é secretado por células da adeno-hipófise. É um hormônio peptídico típico. Aproximadamente metade do GH no sangue está ligado à proteína ligadora do hormônio do crescimento. ❖ Ligação com proteínas protege GH de ser filtrado para a urina e estende a sua meia-vida por mais de 12 minutos. Tecidos-alvo para GH incluem tanto células endócrinas como não endócrinas. Ele atua como hormônio trófico para estimular a secreção de fatores de crescimento semelhantes à insulina (IGFs) pelo fígado e por outros tecidos. ❖ IGFs têm efeito de retroalimentação negativa na secreção de GH, atuando na adeno-hipófise e hipotálamo. ❖ IGFs atuam em conjunto com GH para estimular o crescimento de ossos e tecidos moles. Metabolicamente, GH e IGFs são anabólicos para as proteínas e promovem a síntese proteica -> parte essencial do crescimento dos tecidos. GH também atua com IGFs para estimular crescimento ósseo. ❖ IGFs -> crescimento das cartilagens. ❖ GH -> aumenta concentrações de ácidos graxos e glicose por promover degradação dos lipídeos e produção de glicose hepática. FASES DO CRESCIMENTO FISIOLÓGICO Desde a vida intrauterina até a fusão das cartilagens de crescimento no fim da puberdade, o crescimento do ser humano ocorre em velocidades e ritmos diferentes durante cada fase da vida. VIDA INTRAUTERINA Velocidade de crescimento (VC) varia conforme idade gestacional, mas ocorre em média de 1,2 a 1,5cm/semana. Os elementos endócrinos mais importantes para o crescimento na vida pré-natal são os fatores de crescimento IGF-1 e IGF-2, não propriamente o GH e nem insulina. No final da gestação, inicia-se um processo de desaceleração da VC, que persiste até o início da puberdade. VIDA PÓS-NATAL É a partir da vida pós-natal que o GH passa a ter de fato importância no crescimento da criança. Hormônio do Crescimento (GH) Maria Luiza Sena – Med XIV FASA ❖ 1º ano -> cresce 25cm. ❖ 2º ano -> cresce 12cm. ❖ 3ª ano -> cresce cerca de 8cm. Nos 3 primeiros anos de vida, a criança vai se estabelecer dentro do seu canal familiar de estatura, correspondente ao padrão genético de altura. Conforme canal familiar seja mais alto ou baixo, criança pode crescer mais ou menos nesses anos. APÓS 3º ANO DE VIDA Começa a ocorrer uma redução gradual da VC até atingir um patamar de 4-6cm/ano. Após o estirão puberal, pode haver desaceleração ainda maior da VC. PUBERDADE Fase em que ocorre o estirão puberal e VC aumenta para 8- 12cm/ano (menina 8-10cm e menino 10-12cm -> estirão da menina costuma ser mais precoce e mais longo). ❖ Geralmente dura 2 anos e termina aos 14 anos de idade óssea na menina e aos 16 no menino. PÓS FIM DO ESTIRÃO PUBERAL Criança passa a crescer em velocidade bem lenta, crescendo ainda poucos centímetros pelos próximos 2 anos, até o fechamento completo das cartilagens epifisárias, que costuma acontecer por volta dos 16 (menina) e dos 18 (menino). GH NO CRESCIMENTO DOS TECIDOS Ao contrário dos outros hormônios, GH não age por meio de uma glândula-alvo, e sim exerce seus efeitos diretamente, sobre todos ou quase todos os tecidos do organismo. GH também é chamado de HORMÔNIO SOMATOTRÓPICO ou SOMATOTROPINA -> 191 aminoácidos em cadeia única. Ele promove não só o aumento de tamanho das células do número de mitoses, promove também sua multiplicação e diferenciação específica. ❖ Células do crescimento ósseo e células musculares iniciais. Depois que as epífises dos ossos longos se unem, não é possível ocorrer crescimento adicional dos ossos, mesmo que a maioria dos outros tecidos do corpo seja capaz de continuar a crescer durante a vida (tecidos moles). EFEITOS METABÓLICOS DO GH Além do seu efeito geral, GH provoca efeitos específicos: ❖ Aumento da síntese de proteínas, na maioria das células do corpo. ❖ Aumento da mobilização dos ácidos graxos do tecido adiposo, aumento do nível de ácidos graxos no sangue e aumento da utilização dos ácidos graxos como fonte de energia. ❖ Redução da utilização de glicose pelo organismo. PROTEÍNAS TRANSPORTE DE AMINOÁCIDOS GH aumenta diretamente o transporte da maioria dos aminoácidos através das membranas celulares para o interior da célula. Isso aumenta as concentrações de aminoácidos nas células e provavelmente é responsável pelo aumento da síntese de proteínas. TRADUÇÃO DO RNA Mesmo sem altas concentrações de aminoácidos nas células, o GH continua a aumentar a tradução do RNA, fazendo com que a síntese proteica pelos ribossomos, no citoplasma, ocorra em quantidades mais elevadas. TRANSCRIÇÃO NUCLEAR DO DNA PARA FORMAR RNA Em intervalos de tempo prolongados (24-48 horas), GH estimula a transcrição do DNA do núcleo, levando à formação de quantidades aumentadas de RNA -> maior síntese proteica e crescimento, se houver energia, aminoácidos, vitaminas, etc. ❖ Essa pode ser a função mais importante do GH. REDUÇÃO DO CATABOLISMO DAS PROTEÍNAS E AMINOÁCIDOS Além de aumentar síntese de proteínas, ocorre redução da quebra das proteínas celulares. Provavelmente, é por isso que o GH também mobiliza grande quantidade de ácidos graxos livres do tecido adiposo e esses são utilizados para fornecer energia para as células -> potente “poupador de proteínas”. ! GH aumenta quase todos os aspectos da captação de aminoácidos e da síntese proteica pelas células, e ao mesmo tempo reduz a destruição das proteínas. GORDURA COMO FONTE DE ENERGIA GH apresenta efeito específico ao liberar ácidos graxos no tecido adiposo -> aumenta sua concentração nos líquidos orgânicos. Nos tecidos do organismo, GH aumenta conversão de ácidos graxos em acetilcoenzima A (acetil-CoA) e sua utilização como fonte de energia -> gordura utilizada como fonte de energia, preferencialmente ao uso de carboidratos e proteínas. Capacidade do GH promover utilização das gorduras + efeito anabólico proteico -> aumento de massa magra. EFEITO CETOGÊNICO DO GH EM EXCESSO Com quantidade excessiva de GH, mobilização das gorduras do tecido adiposo fica acentuada a ponto de grande quantidade de ácido acetoacético ser formada pelo fígado e liberada nos líquidos orgânicos -> CETOSE. Isso também pode provocar a deposição de gordura no fígado. Maria Luiza Sena – Med XIV FASA CARBOIDRATOS GH provoca efeitos que influenciam o metabolismo dos carboidratos: ❖ Diminuição da captação da glicose pelos tecidos. ❖ Aumento da produção de glicose pelo fígado. ❖ Aumento da secreção de insulina. Essas alterações resultam da “resistência à insulina”, induzida pelo GH, o qual atenua ações da insulina para estimular a captação e utilização de glicose pelos músculos esqueléticos e tecido adiposo, e para inibir gliconeogênese -> aumento da concentração de glicose no sangue e aumento compensatório da secreção de insulina. ❖ Efeitos do GH são chamados de DIABETOGÊNICOS -> excesso desse hormônio pode produzir alterações metabólicas semelhantes às encontradas em pacientes DM2. INSULINA E CARBO PARA AÇÃO PROMOTORA DO GH GH não induz crescimento se os carboidratos forem excluídos da dieta -> atividade apropriada da insulina e disponibilidadeadequada de carboidratos são necessárias para eficácia do GH. ! Capacidade da insulina de aumentar o transporte de alguns aminoácidos para as células também é importante para a eficácia do GH, e também estimula o transporte da glicose. GH, CARTILAGENS E OSSOS O efeito mais óbvio do GH é o de aumentar o crescimento esquelético. Isso resulta de efeitos múltiplos do GH sobre os ossos: ❖ Aumento da deposição de proteínas pelas células osteogênicas e condrocíticas -> crescimento ósseo. ❖ Aumento da reprodução dessas células. ❖ Conversão de condrócitos em células osteogênicas -> deposição de osso novo. Em resposta ao estímulo do GH, ossos longos crescem em COMPRIMENTO nas cartilagens epifisárias -> esse crescimento provoca deposição de nova cartilagem -> conversão dessa cartilagem em osso novo, amentando a parte longa e empurrando as epífises para mais longe. Ao mesmo tempo, cartilagem epifisária passa por consumo progressivo -> no final da adolescência quase não resta cartilagem epifisária. ❖ Aqui, ocorre a fusão das epífises em cada uma das extremidades -> não é mais possível aumentar comprimento do osso. Osteoblastos depositam osso novo nas superfícies do osso mais antigo e ao mesmo tempo, osteoclastos removem o osso antigo. Quando taxa de deposição > taxa de reabsorção, ESPESSURA do osso aumenta -> GH age como forte estimulador dos osteoblastos. ❖ Sob influência desse hormônio, ossos podem continuar a aumentar de espessura durante toda a vida -> ossos membranosos. SOMATOMEDINAS GH exerce grande parte dos seus efeitos através dessas substâncias, também chamadas de “fatores de crescimento semelhantes à insulina – IGFs”. GH leva o fígado a formar diversas proteínas pequenas (somatomedinas), que apresentam efeito potente de aumentar todos os aspectos do crescimento ósseo. Muitos desses efeitos são similares aos efeitos da insulina sobre o crescimento, por isso que também são chamadas de IGFs. Das 4 somatomedinas, a somatomedinas C (IGF-I) é mais importante. Sua concentração no plasma acompanha a secreção do GH. ❖ Indivíduos com incapacidade de sintetizar quantidades significativas de somatomedinas C -> baixa estrutura, mesmo com concentração de GH normal/elevada – alguns tipos de nanismo se dão por esse motivo. A maioria, se não todos, os efeitos do GH resultam da somatomedinas C e das outras somatomedinas e não dos efeitos diretos do GH sobre os ossos e outros tecidos periféricos. Alguns aspectos da hipótese da somatomedina ainda são questionáveis. Possibilidades: ❖ GH possa provocar formação de quantidade suficiente de somatomedina C, no tecido local, de modo a induzir um crescimento localizados. ❖ GH seja diretamente responsável pelo aumento do crescimento em alguns tecidos e mecanismo de somatomedina seja um meio alternativo para aumentar o crescimento, e nem sempre necessário. GH só tem ligação fraca com as proteínas plasmáticas do sangue. Consequentemente, ele é rapidamente liberado do sangue -> tecidos, com meia vida no sangue inferior 20min. Por outro lado, somatomedina C tem ligação forte com uma proteína transportadora no sangue que é produzida em resposta ao GH -> somatomedina C só é liberada lentamente no sangue para os tecidos, com meia vida de 20h – isso prolonga efeitos promotores do crescimento. Maria Luiza Sena – Med XIV FASA REGULAÇÃO DA SECREÇÃO DO GH GH é secretado primariamente durante o período do crescimento e, após a adolescência, a secreção desse hormônio diminui lentamente com o passar dos anos. Padrão de secreção pulsátil -> aumenta e diminui. Dentre os mecanismos que controlam a secreção do GH, fatores relacionados ao ESTADO NUTRICIONAL da pessoa ou ao ESTRESSE estimulam sua secreção: ❖ Jejum ❖ Exercício ❖ Excitação ❖ Trauma ❖ Grelina (hormônio secretado pelo estômago antes das refeições) GH também aumenta durante as 2 primeiras horas de SONO PROFUNDO. Concentração normal de GH no plasma do adulto é de 1,6 a 3ng/mL; na criança ou adolescente é cerca de 6ng/mL. Esses valores aumentam em jejum prolongado, chegando até 50ng/mL. ❖ Em condições agudas, hipoglicemia é estimulante bem mais potente na secreção de GH do que a redução aguda da ingestão de proteínas. ❖ Em condições crônicas, secreção de GH parece apresentar maior correlação com o grau de depleção de proteínas celulares do que com o grau de insuficiência de glicose. ! Sob condições graves de desnutrição proteica e ingestão isoladamente de quantidades adequadas de calorias não é capaz de corrigir o excesso de produção de GH -> deficiência proteica deve ser corrigida para que a concentração de GH retorne ao normal. Secreção de GH é controlada por 2 fatores que são secretados no HIPOTÁLAMO e transportados para a hipófise anterior pelos vasos porta hipotalâmico-hipofisários -> hormônio liberador do hormônio do crescimento (GHRH) e hormônio inibidor do hormônio do crescimento (somatostatina). ❖ GHRH -> 44 aminoácidos ❖ Somatostatina -> 14 aminoácidos A secreção do GHRH é no núcleo ventromedial do hipotálamo (área sensível à concentração de glicose no sangue, levando à saciedade e à sensação de fome). A secreção de somatostatina é controlada por outras áreas próximas. ❖ Acredita-se que alguns dos mesmos sinais que modificam os impulsos alimentares comportamentais de um indivíduo também alteram secreção de GH. Sinais hipotalâmicos de emoções, estresses e traumas são capazes de afetar o controle hipotalâmico da secreção de GH. Catecolaminas (dopamina e serotonina) são capazes de aumentar secreção de GH. Provavelmente, maior parte do controle da secreção de GH é mediada pelo GHRH, em vez do hormônio inibidor de somatostatina. Maria Luiza Sena – Med XIV FASA ❖ GHRH estimula secreção de GH ao se ligar a receptores de membrana celular específicos, nas superfícies externas das células do GH na hipófise -> receptores ativam o sistema da adenilil ciclase na membrana celular -> aumento do nível intracelular de monofosfato cíclico de adenosina (AMPc). Esse mecanismo apresenta efeitos a curto e a longo prazo: ❖ Curto: aumento do transporte de íon cálcio para a célula -> isso leva fusão das vesículas secretoras do GH com a membrana e liberação do hormônio para o sangue. ❖ Longo: aumento da transcrição do núcleo, dos genes responsáveis pela estimulação da síntese do GH. ! GH administrado diretamente no sangue de animal durante horas, secreção endógena do GH diminui. Isso demonstra que secreção de GH está sujeita a controle de FEEDBACK NEGATIVO típico. Devido à secreção extrema do GH durante o jejum e o seu efeito importante a longo prazo para promover síntese de proteínas e crescimento tecidual, conclui-se que: ❖ O maior controlador do GH é o próprio estado de nutrição tecidual a longo prazo, especialmente seu nível de nutrição proteica. ❖ Deficiência nutricional ou excesso da necessidade de proteínas nos tecidos, de alguma maneira, aumenta secreção de GH, o qual promove síntese de novas proteínas ao mesmo tempo em que conserva as proteínas já existentes.