Sistema endócrino - Endocrine system

Sistema endócrino
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Principais glândulas do sistema endócrino
Detalhes
Identificadores
Latina Systema endocrinum
Malha D004703
FMA 9668
Terminologia anatômica

O sistema endócrino é um sistema de mensageiros que compreende ciclos de feedback dos hormônios liberados pelas glândulas internas de um organismo diretamente no sistema circulatório , regulando órgãos-alvo distantes. Nos vertebrados , o hipotálamo é o centro de controle neural de todos os sistemas endócrinos. Em humanos , as principais glândulas endócrinas são a glândula tireóide e as glândulas supra-renais . O estudo do sistema endócrino e seus distúrbios é conhecido como endocrinologia .

As glândulas que sinalizam umas às outras em sequência costumam ser chamadas de eixo, como o eixo hipotálamo-hipófise-adrenal . Além dos órgãos endócrinos especializados mencionados acima, muitos outros órgãos que fazem parte de outros sistemas do corpo têm funções endócrinas secundárias, incluindo ossos , rins , fígado , coração e gônadas . Por exemplo, o rim secreta o hormônio endócrino eritropoietina . Os hormônios podem ser complexos de aminoácidos, esteróides , eicosanóides , leucotrienos ou prostaglandinas .

O sistema endócrino pode ser comparado às glândulas exócrinas , que secretam hormônios para o exterior do corpo, e à sinalização parácrina entre as células a uma distância relativamente curta. As glândulas endócrinas não têm ductos , são vasculares e comumente apresentam vacúolos ou grânulos intracelulares que armazenam seus hormônios. Em contraste, as glândulas exócrinas, como as glândulas salivares , as glândulas sudoríparas e as glândulas do trato gastrointestinal , tendem a ser muito menos vasculares e ter dutos ou lúmen oco . A endocrinologia é um ramo da medicina interna .

Estrutura

Principais sistemas endócrinos

O sistema endócrino humano consiste em vários sistemas que operam por meio de ciclos de feedback . Vários sistemas de feedback importantes são mediados pelo hipotálamo e pela hipófise.

Glândulas

As glândulas endócrinas são glândulas do sistema endócrino que secretam seus produtos, hormônios , diretamente nos espaços intersticiais e, em seguida, são absorvidos pelo sangue em vez de por um duto. As principais glândulas do sistema endócrino incluem a glândula pineal , glândula pituitária , pâncreas , ovários , testículos , glândula tireóide , glândula paratireóide , hipotálamo e glândulas adrenais . O hipotálamo e a glândula pituitária são órgãos neuroendócrinos .

O hipotálamo e a hipófise anterior são duas das três glândulas endócrinas importantes na sinalização celular. Ambos fazem parte do eixo HPA, que é conhecido por desempenhar um papel na sinalização celular do sistema nervoso.

Hipotálamo: O hipotálamo é um regulador chave do sistema nervoso autônomo. O sistema endócrino tem três conjuntos de saídas endócrinas que incluem o sistema magnocelular, o sistema parvocelular e a intervenção autonômica. O magnocelular está envolvido na expressão da ocitocina ou vasopressina. A parvocelular está envolvida no controle da secreção de hormônios da pituitária anterior.

Pituitária anterior: O papel principal da glândula pituitária anterior é produzir e secretar hormônios trópicos. Alguns exemplos de hormônios trópicos secretados pela glândula pituitária anterior incluem TSH, ACTH, GH, LH e FSH.

Células

Existem muitos tipos de células que constituem o sistema endócrino e essas células normalmente constituem tecidos e órgãos maiores que funcionam dentro e fora do sistema endócrino.

Desenvolvimento

O sistema endócrino fetal é um dos primeiros sistemas a se desenvolver durante o desenvolvimento pré-natal .

Glândulas adrenais

O córtex adrenal fetal pode ser identificado dentro de quatro semanas de gestação . O córtex adrenal origina-se do espessamento do mesoderma intermediário . Com cinco a seis semanas de gestação, o mesonefro se diferencia em um tecido conhecido como crista gonadal. A crista gonadal produz as células esteroidogênicas tanto para as gônadas quanto para o córtex adrenal. A medula adrenal é derivada de células ectodérmicas . As células que se tornarão o tecido adrenal movem-se retroperitonealmente para a porção superior dos mesonefros. Com sete semanas de gestação, as células adrenais são unidas por células simpáticas que se originam da crista neural para formar a medula adrenal . No final da oitava semana, as glândulas supra-renais foram encapsuladas e formaram um órgão distinto acima dos rins em desenvolvimento. Ao nascer, as glândulas supra-renais pesam aproximadamente oito a nove gramas (o dobro das glândulas supra-renais adultas) e representam 0,5% do peso corporal total. Às 25 semanas, a zona do córtex adrenal adulto se desenvolve e é responsável pela síntese primária de esteróides durante as primeiras semanas pós-natal.

Glândula tireóide

A glândula tireóide se desenvolve a partir de dois agrupamentos diferentes de células embrionárias. Uma parte é proveniente do espessamento do assoalho faríngeo, que atua como precursor das células foliculares produtoras de tiroxina (T 4 ). A outra parte é proveniente das extensões caudais da quarta bolsa faringobranquial que resulta nas células secretoras de calcitonina parafoliculares. Essas duas estruturas são aparentes por volta dos 16 a 17 dias de gestação. Por volta do 24º dia de gestação, desenvolve-se o forame ceco, um fino divertículo em forma de frasco da anlage mediana . Em aproximadamente 24 a 32 dias de gestação, a anlage mediana desenvolve-se em uma estrutura bilobada. Por volta dos 50 dias de gestação, as algemas medial e lateral se fundiram. Na 12ª semana de gestação, a tireoide fetal é capaz de armazenar iodo para a produção de TRH , TSH e hormônio tireoidiano livre. Com 20 semanas, o feto é capaz de implementar mecanismos de feedback para a produção de hormônios da tireoide. Durante o desenvolvimento fetal, o T 4 é o principal hormônio da tireoide sendo produzido, enquanto a triiodotironina (T 3 ) e seu derivado inativo, o T 3 reverso , não são detectados até o terceiro trimestre.

Glândulas paratireoides

Uma visão lateral e ventral de um embrião mostrando a terceira (inferior) e a quarta (superior) glândulas paratireoides durante a 6ª semana de embriogênese

Quando o embrião atinge quatro semanas de gestação, as glândulas paratireoides começam a se desenvolver. O embrião humano forma cinco conjuntos de bolsas faríngeas revestidas por endoderme . A terceira e a quarta bolsas são responsáveis ​​pelo desenvolvimento das glândulas paratireoides inferior e superior, respectivamente. A terceira bolsa faríngea encontra a glândula tireoide em desenvolvimento e elas migram para os pólos inferiores dos lobos da tireoide. A quarta bolsa faríngea mais tarde encontra a glândula tireoide em desenvolvimento e migra para os pólos superiores dos lobos da tireoide. Na 14ª semana de gestação, as glândulas paratireoides começam a aumentar de 0,1 mm de diâmetro para aproximadamente 1 a 2 mm ao nascimento. As glândulas paratireoides em desenvolvimento são fisiologicamente funcionais a partir do segundo trimestre.

Estudos em ratos mostraram que interferir com o gene HOX15 pode causar aplasia da glândula paratireóide , o que sugere que o gene desempenha um papel importante no desenvolvimento da glândula paratireóide. Os genes, TBX1 , CRKL , GATA3 , GCM2 e SOX3 também demonstraram desempenhar um papel crucial na formação da glândula paratireóide. Mutações nos genes TBX1 e CRKL estão correlacionadas com a síndrome de DiGeorge , enquanto mutações em GATA3 também resultaram em uma síndrome semelhante a DiGeorge. Malformações no gene GCM2 resultaram em hipoparatireoidismo. Estudos sobre as mutações do gene SOX3 demonstraram que ele desempenha um papel no desenvolvimento da paratireóide. Essas mutações também levam a vários graus de hipopituitarismo.

Pâncreas

O pâncreas fetal humano começa a se desenvolver na quarta semana de gestação. Cinco semanas depois, as células alfa e beta pancreáticas começaram a surgir. Com oito a dez semanas de desenvolvimento, o pâncreas começa a produzir insulina , glucagon , somatostatina e polipeptídeo pancreático . Durante os estágios iniciais do desenvolvimento fetal, o número de células alfa pancreáticas supera o número de células beta pancreáticas. As células alfa atingem seu pico na fase intermediária da gestação. Do estágio intermediário ao termo, as células beta continuam a aumentar em número até atingirem uma proporção aproximada de 1: 1 com as células alfa. A concentração de insulina no pâncreas fetal é 3,6 pmol / g em sete a dez semanas, que aumenta para 30 pmol / g em 16-25 semanas de gestação. Próximo ao termo, a concentração de insulina aumenta para 93 pmol / g. As células endócrinas se dispersaram por todo o corpo em 10 semanas. Com 31 semanas de desenvolvimento, as ilhotas de Langerhans se diferenciaram.

Embora o pâncreas fetal tenha células beta funcionais entre 14 e 24 semanas de gestação, a quantidade de insulina liberada na corrente sanguínea é relativamente baixa. Em um estudo com mulheres grávidas com fetos no meio da gestação e em estágios de desenvolvimento próximo ao termo, os fetos não tiveram um aumento nos níveis de insulina no plasma em resposta a injeções de altos níveis de glicose. Em contraste com a insulina, os níveis de glucagon no plasma fetal são relativamente altos e continuam a aumentar durante o desenvolvimento. Na fase intermediária da gestação, a concentração de glucagon é de 6 μg / g, em comparação com 2 μg / g em humanos adultos. Assim como a insulina, os níveis plasmáticos de glucagon fetal não mudam em resposta a uma infusão de glicose. No entanto, um estudo de uma infusão de alanina em mulheres grávidas demonstrou aumentar as concentrações de glucagon no sangue do cordão e na mãe, demonstrando uma resposta fetal à exposição a aminoácidos.

Assim, enquanto as células das ilhotas pancreáticas alfa e beta fetais se desenvolveram totalmente e são capazes de síntese hormonal durante a maturação fetal remanescente, as células das ilhotas são relativamente imaturas em sua capacidade de produzir glucagon e insulina. Acredita-se que isso seja resultado dos níveis relativamente estáveis ​​das concentrações de glicose sérica fetal alcançados por meio da transferência materna de glicose através da placenta. Por outro lado, os níveis estáveis ​​de glicose sérica fetal podem ser atribuídos à ausência de sinalização pancreática iniciada por incretinas durante a alimentação. Além disso, as células das ilhotas pancreáticas fetais são incapazes de produzir cAMP e degradar rapidamente o cAMP pela fosfodiesterase necessária para secretar glucagon e insulina.

Durante o desenvolvimento fetal, o armazenamento de glicogênio é controlado pelos glicocorticóides fetais e lactogênio placentário . A insulina fetal é responsável por aumentar a captação de glicose e a lipogênese durante os estágios que antecedem o nascimento. As células fetais contêm uma quantidade maior de receptores de insulina em comparação às células adultas e os receptores de insulina fetais não são regulados para baixo em casos de hiperinsulinemia . Em comparação, os receptores hápticos fetais do glucagon são reduzidos em comparação com as células adultas e o efeito glicêmico do glucagon é atenuado. Essa mudança fisiológica temporária auxilia no aumento da taxa de desenvolvimento fetal durante o último trimestre. O diabetes mellitus materno mal administrado está relacionado à macrossomia fetal , aumento do risco de aborto espontâneo e defeitos no desenvolvimento fetal. A hiperglicemia materna também está associada a níveis elevados de insulina e hiperplasia de células beta em bebês pós-termo. Filhos de mães diabéticas apresentam risco aumentado de doenças como: policitemia , trombose da veia renal , hipocalcemia , síndrome do desconforto respiratório , icterícia , cardiomiopatia , doença cardíaca congênita e desenvolvimento impróprio de órgãos.

Gônadas

O sistema reprodutivo começa a se desenvolver com quatro a cinco semanas de gestação, com a migração das células germinativas. A gônada bipotencial resulta da coleta da região medioventral da crista urogenital. No período de cinco semanas, as gônadas em desenvolvimento se separam do primórdio adrenal. A diferenciação gonadal começa 42 dias após a concepção.

Desenvolvimento gonadal masculino

Para os homens, os testículos se formam às seis semanas fetais e as células de Sertoli começam a se desenvolver na oitava semana de gestação. SRY , o locus que determina o sexo, serve para diferenciar as células de Sertoli . As células de Sertoli são o ponto de origem do hormônio anti-Mülleriano . Uma vez sintetizado, o hormônio anti-Mülleriano inicia a regressão ipsilateral do trato Mülleriano e inibe o desenvolvimento das características internas femininas. Com 10 semanas de gestação, as células de Leydig começam a produzir hormônios andrógenos. O hormônio andrógeno diidrotestosterona é responsável pelo desenvolvimento da genitália externa masculina.

Os testículos descem durante o desenvolvimento pré-natal em um processo de dois estágios que começa às oito semanas de gestação e continua até o meio do terceiro trimestre. Durante a fase transabdominal (8 a 15 semanas de gestação), o ligamento gubernacular se contrai e começa a engrossar. O ligamento craniossuspensório começa a se quebrar. Este estágio é regulado pela secreção de insulina-like 3 (INSL3), um fator semelhante à relaxina produzido pelos testículos, e o receptor INSL3 G-acoplado, LGR8. Durante a fase transinguinal (25 a 35 semanas de gestação), os testículos descem para o escroto. Este estágio é regulado por andrógenos, o nervo genitofemoral e o peptídeo relacionado ao gene da calcitonina. Durante o segundo e terceiro trimestres, o desenvolvimento testicular termina com a diminuição das células fetais de Leydig e o alongamento e enrolamento dos cordões seminíferos .

Desenvolvimento gonadal feminino

Nas mulheres, os ovários tornam-se morfologicamente visíveis por volta da 8ª semana de gestação. A ausência de testosterona resulta na diminuição das estruturas Wolffianas. As estruturas de Müller permanecem e se desenvolvem nas trompas de falópio, útero e na região superior da vagina. O seio urogenital se desenvolve na uretra e região inferior da vagina, o tubérculo genital se desenvolve no clitóris, as pregas urogenitais se desenvolvem nos pequenos lábios e os inchaços urogenitais se desenvolvem nos grandes lábios. Na 16ª semana de gestação, os ovários produzem receptores FSH e LH / hCG . Na 20ª semana de gestação, os precursores das células da teca estão presentes e a mitose oogonia está ocorrendo. Com 25 semanas de gestação, o ovário está morfologicamente definido e a foliculogênese pode começar.

Estudos de expressão gênica mostram que um complemento específico de genes, como a folistatina e vários inibidores da ciclina quinase, estão envolvidos no desenvolvimento ovariano. Uma variedade de genes e proteínas - como WNT4, RSPO1, FOXL2 e vários receptores de estrogênio - foram mostrados para prevenir o desenvolvimento de testículos ou a linhagem de células do tipo masculino.

Glândula pituitária

A glândula pituitária é formada dentro da placa neural rostral. A bolsa de Rathke, uma cavidade de células ectodérmicas da orofaringe , forma-se entre a quarta e a quinta semana de gestação e, com o desenvolvimento completo, dá origem à glândula pituitária anterior. Por volta das sete semanas de gestação, o sistema vascular da hipófise anterior começa a se desenvolver. Durante as primeiras 12 semanas de gestação, a hipófise anterior sofre diferenciação celular. Na 20ª semana de gestação, o sistema portal hipofisário se desenvolveu. A bolsa de Rathke cresce em direção ao terceiro ventrículo e se funde com o divertículo. Isso elimina o lúmen e a estrutura se torna a fenda de Rathke. O lobo posterior da hipófise é formado a partir do divertículo. Porções do tecido hipofisário podem permanecer na linha média da nasofaringe. Em casos raros, isso resulta em tumores secretores de hormônio ectópico funcionantes na nasofaringe.

O desenvolvimento funcional da hipófise anterior envolve a regulação espaço-temporal de fatores de transcrição expressos em células-tronco hipofisárias e gradientes dinâmicos de fatores solúveis locais. A coordenação do gradiente dorsal da morfogênese hipofisária é dependente dos sinais neuroectodérmicos da proteína 4 morfogenética do osso infundibular (BMP4). Essa proteína é responsável pelo desenvolvimento da invaginação inicial da bolsa de Rathke. Outras proteínas essenciais necessárias para a proliferação das células hipofisárias são o fator de crescimento de fibroblastos 8 (FGF8), Wnt4 e Wnt5. O padrão de desenvolvimento ventral e a expressão de fatores de transcrição são influenciados pelos gradientes de BMP2 e da proteína sonic hedgehog (SHH). Esses fatores são essenciais para coordenar os padrões iniciais de proliferação celular.

Seis semanas de gestação, as células corticotróficas podem ser identificadas. Por volta das sete semanas de gestação, a hipófise anterior é capaz de secretar ACTH. Dentro de oito semanas de gestação, as células somatotróficas começam a se desenvolver com expressão citoplasmática do hormônio de crescimento humano. Uma vez que o feto atinge 12 semanas de desenvolvimento, os tireotróficos começam a expressão das subunidades Beta para TSH, enquanto os gonadotrofos expressam subunidades beta para LH e FSH. Os fetos masculinos produziram predominantemente gonadotrofos que expressam LH, enquanto os fetos femininos produzem uma expressão igual de gonadotrofos que expressam LH e FSH. Na 24ª semana de gestação, os lactotróficos que expressam prolactina começam a surgir.

Função

Hormônios

Um hormônio é qualquer uma de uma classe de moléculas sinalizadoras produzidas por células em glândulas em organismos multicelulares que são transportadas pelo sistema circulatório para atingir órgãos distantes para regular a fisiologia e o comportamento . Os hormônios têm estruturas químicas diversas, principalmente de 3 classes: eicosanóides , esteróides e derivados de aminoácidos / proteínas ( aminas , peptídeos e proteínas ). As glândulas que secretam hormônios constituem o sistema endócrino. O termo hormônio é algumas vezes estendido para incluir substâncias químicas produzidas por células que afetam a mesma célula ( sinalização autócrina ou intrácrina ) ou células próximas ( sinalização parácrina ).

Os hormônios são usados ​​para se comunicar entre órgãos e tecidos para regulação fisiológica e atividades comportamentais , como digestão, metabolismo , respiração , função do tecido , percepção sensorial , sono , excreção , lactação , estresse , crescimento e desenvolvimento , movimento , reprodução e humor .

Os hormônios afetam células distantes ligando-se a proteínas receptoras específicas na célula-alvo, resultando em uma mudança na função celular. Isso pode levar a respostas específicas do tipo de célula que incluem mudanças rápidas na atividade de proteínas existentes ou mudanças mais lentas na expressão de genes-alvo. Hormônios baseados em aminoácidos ( aminas e hormônios peptídicos ou proteicos ) são solúveis em água e atuam na superfície das células-alvo por meio de vias de transdução de sinal ; os hormônios esteróides , sendo lipossolúveis, movem-se através das membranas plasmáticas das células-alvo para atuar dentro de seus núcleos .

Sinalização celular

O modo típico de sinalização celular no sistema endócrino é a sinalização endócrina, ou seja, usando o sistema circulatório para alcançar órgãos-alvo distantes. No entanto, também existem outros modos, ou seja, sinalização parácrina, autócrina e neuroendócrina . A sinalização puramente neurócrina entre os neurônios , por outro lado, pertence completamente ao sistema nervoso .

Autócrino

A sinalização autócrina é uma forma de sinalização na qual uma célula secreta um hormônio ou mensageiro químico (chamado agente autócrino) que se liga a receptores autócrinos na mesma célula, levando a alterações nas células.

Parácrino

Alguns endocrinologistas e médicos incluem o sistema parácrino como parte do sistema endócrino, mas não há consenso. Os parácrinos têm ação mais lenta, visando células no mesmo tecido ou órgão. Um exemplo disso é a somatostatina, que é liberada por algumas células pancreáticas e tem como alvo outras células pancreáticas.

Justacrine

A sinalização justacrina é um tipo de comunicação intercelular transmitida via oligossacarídeo, lipídio ou componentes proteicos de uma membrana celular e pode afetar a célula emissora ou as células imediatamente adjacentes.

Ocorre entre células adjacentes que possuem manchas largas de membrana plasmática opostas unidas por canais transmembrana conhecidos como conexões . A lacuna entre as células geralmente pode ser entre apenas 2 e 4 nm.

Significado clínico

Doença

Ano de vida ajustado por deficiência para distúrbios endócrinos por 100.000 habitantes em 2002.
  sem dados
  menos de 80
  80-160
  160-240
  240-320
  320-400
  400-480
  480–560
  560-640
  640-720
  720-800
  800-1000
  mais de 1000

Doenças do sistema endócrino são comuns, incluindo condições como diabetes mellitus , doenças da tireoide e obesidade . A doença endócrina é caracterizada por liberação de hormônio desregulada (um adenoma hipofisário produtivo ), resposta inadequada à sinalização ( hipotireoidismo ), falta de uma glândula ( diabetes mellitus tipo 1 , eritropoiese diminuída na insuficiência renal crônica ) ou aumento estrutural em um local crítico, como a tireóide ( bócio multinodular tóxico ). A hipofunção das glândulas endócrinas pode ocorrer como resultado de perda de reserva, hipossecreção, agenesia , atrofia ou destruição ativa. A hiperfunção pode ocorrer como resultado de hipersecreção, perda de supressão, alteração hiperplásica ou neoplásica ou hiperestimulação.

As endocrinopatias são classificadas como primárias, secundárias ou terciárias. A doença endócrina primária inibe a ação das glândulas a jusante. Doença endócrina secundária é indicativa de um problema com a glândula pituitária. A doença endócrina terciária está associada à disfunção do hipotálamo e de seus hormônios liberadores.

Como a tireóide e os hormônios têm sido implicados na sinalização de tecidos distantes para proliferar, por exemplo, o receptor de estrogênio mostrou estar envolvido em certos cânceres de mama . A sinalização endócrina, parácrina e autócrina tem sido implicada na proliferação, uma das etapas necessárias da oncogênese .

Outras doenças comuns que resultam da disfunção endócrina incluem a doença de Addison , doença de Cushing e doença de Graves . A doença de Cushing e a doença de Addison são patologias que envolvem a disfunção da glândula adrenal. A disfunção da glândula adrenal pode ser devida a fatores primários ou secundários e pode resultar em hipercortisolismo ou hipocortisolismo. A doença de Cushing é caracterizada pela hipersecreção do hormônio adrenocorticotrópico (ACTH) devido a um adenoma hipofisário que, em última instância, causa hipercortisolismo endógeno por meio da estimulação das glândulas adrenais. Alguns sinais clínicos da doença de Cushing incluem obesidade, rosto de lua e hirsutismo. A doença de Addison é uma doença endócrina que resulta do hipocortisolismo causado pela insuficiência das glândulas supra-renais. A insuficiência adrenal é significativa porque está correlacionada com a diminuição da capacidade de manter a pressão arterial e o açúcar no sangue, um defeito que pode ser fatal.

A doença de Graves envolve a hiperatividade da glândula tireóide, que produz os hormônios T3 e T4. Os efeitos da doença de Graves variam de sudorese excessiva, fadiga, intolerância ao calor e hipertensão até inchaço dos olhos que causa vermelhidão, inchaço e, em casos raros, visão reduzida ou dupla.

Outros animais

Um sistema neuroendócrino foi observado em todos os animais com sistema nervoso e todos os vertebrados têm um eixo hipotálamo-hipófise. Todos os vertebrados têm tireoide, o que nos anfíbios também é crucial para a transformação das larvas na forma adulta. Todos os vertebrados têm tecido da glândula adrenal, sendo os mamíferos únicos por organizá-lo em camadas. Todos os vertebrados têm alguma forma de eixo renina-angiotensina e todos os tetrápodes têm aldosterona como mineralocorticóide primário .

Imagens adicionais

Veja também

Referências

links externos