Bioquímica Básica
19.4 Ação hormonal
Os mamíferos têm seu metabolismo regulado de forma global e integrada. Nestes organismos, há uma especialização de funções, distribuídas pelos diferentes órgãos ou tecidos, como consequência da diferenciação celular. O conjunto de enzimas sintetizadas em um órgão atribui a ele capacidades metabólicas específicas. Por exemplo, os hepatócitos são capazes de sintetizar e degradar lipídios; as fibras musculares apenas degradam estes compostos e hemácias nem sintetizam nem degradam lipídios. Embora desempenhando papéis específicos, os tecidos não são autônomos, devendo agir de forma concertada. A coordenação das respostas dos diversos órgãos e tecidos ao mesmo sinal depende de sistemas de comunicação, que permitem a reação adequada do organismo como um todo — o sistema endócrino e o sistema nervoso são os responsáveis pela integração das funções vitais nos animais.
Os hormônios são os primeiros mensageiros do sistema endócrino
Os hormônios são sintetizados pelo sistema endócrino e secretados na corrente sanguínea. Atuam sobre tecidos específicos, provocando respostas também específicas, mas o conjunto das respostas é cooperativo, tornando lógico e harmônico o ajuste do organismo a uma determinada condição fisiológica. Ao atingirem células sensíveis, as células-alvo, provocam modificações de seu metabolismo por interferência na atividade de enzimas, no controle da expressão gênica ou no transporte através de membranas. São os primeiros mensageiros químicos, extracelulares, do sistema endócrino.
Alguns tipos importantes de hormônios são os esteroides (cortisol, aldosterona, estradiol, progesterona, testosterona), os tireoidianos (tiroxina, tri-iodotironina), os peptídicos (insulina, glucagon, hormônio do crescimento) e as catecolaminas (adrenalina, noradrenalina).
Os receptores hormonais situam-se na membrana plasmática, no citosol ou no
núcleo das células-alvo
A ação hormonal é iniciada pela interação do hormônio com receptores específicos presentes nas células-alvo. Nessas células, de acordo com o tipo de hormônio, podem situar-se na membrana plasmática, no citosol ou no núcleo. Os receptores são proteínas, capazes de ligarem-se aos hormônios com grande afinidade: os efeitos dos hormônios são verificados com concentrações plasmáticas menores do que 10–10 M. Por serem secretados no plasma, os hormônios são distribuídos por todo o organismo e é a presença do receptor que torna uma célula responsiva ao hormônio.
A quantidade de receptores presentes nas células varia em função da concentração do hormônio circulante. Existem diversos processos reguladores responsáveis por este ajuste, sendo que, mais frequentemente, ocorre uma diminuição do número de receptores em resposta a níveis altos do hormônio. Certos hormônios unem-se a receptores localizados na membrana plasmática, provocando a manifestação celular, e, posteriormente, os complexos hormônio-receptor são internalizados por
endocitose adsortiva (Seção 7.4.2). As vesículas contendo os complexos fundem-se com lisossomos, onde o hormônio é dissociado do receptor e degradado; uma parte dos receptores também é degradada e outra parte é reciclada para a membrana. A junção do hormônio ao receptor determina uma diminuição transitória do número de receptores presentes na membrana celular. Cessado o estímulo hormonal, o número de receptores é restabelecido por síntese proteica.
Os receptores de diversos hormônios esteroides são proteínas presentes no citosol das células-alvo. O caráter hidrofóbico destes hormônios permite sua difusão pela membrana plasmática, propiciando sua ligação aos receptores. Os complexos hormônio-receptor deslocam-se para o núcleo e fixam-se a sequências específicas do DNA. Os hormônios tireoidianos agem de modo semelhante, mas têm seus receptores no núcleo. Estes dois tipos de hormônios atuam no nível da expressão gênica, alterando a velocidade de transcrição de determinados genes; geralmente, ocorre a ativação da transcrição gênica, com a consequente produção de proteínas. A resposta do tecido ao estímulo hormonal é consequência da ação destas proteínas.
Os receptores dos hormônios peptídicos e das catecolaminas localizam-se na membrana plasmática. A formação do complexo hormônio-receptor inicia a transdução do sinal hormonal, descrita a seguir.