Sistema Endócrino

O sistema endócrino é formado por glândulas e tecidos, esses secretam determinadas substancias que exercem controle em boa parte das funções fisiológicas do organismo. Tais substancias são denominadas hormônios(do grego hormon “o que coloca em movimento), eles se ligam a regiões específicas da membrana celular (ver vídeo abaixo) conhecidos como sítios de ligação, após se unirem as proteínas receptoras de sinal o hormônios causam uma resposta na célula através de menssageiros intra-celulares como: AMP, GMP, ATP, etc. Dê uma olhada nos vídeos abaixo.

 

As glândulas endócrinas, por meio da secreção de suas substancias influenciam os processos fundamentais na vida dos insetos, como crescimento e regulação de vários processos metabólicos, assim como as características morfológicas, e também no comportamento dos organismos. Por tais características costumeiramente diz-se que os hormônios secretados são responsáveis pela manutenção da homeostase e de funcionamento fisiológico normal.

A forma de regulação do sistema endócrino é o sistema de “feedback”, ou seja quando a concentração do hormônio secretado está alta ocorre uma interrupção na produção do hormônio, sendo assim esse é o "feedback negativo", o "feedback positivo" é justamente o contrário quando a concentração do hormônio esta baixa um sinal é enviado para as glândulas para que produzam mais hormônios.

Os hormônios geralmente encontram-se em pequenas quantidades, e são transportados da região onde são produzidos até suas células-alvos nos insetos geralmente pelo fluxo da hemolinfa, contudo alguns hormônios necessitam de uma associação com determinadas proteínas para serem transportados pela hemolinfa, esses peptídeos são conhecidos como proteínas acoitadoras, essas por sua vez além de contribui para o transporte ajudam na regulação dos níveis hormonais, pois facilitam o contato entre o hormônio e sua célula-alvo, aumentando a especificidade e dificultando o acoplamento não específico, além do mais diminuem a degradação do hormônio a ela ligado.

A atividade hormonal foi estudado em poucas espécies de insetos, mas alguns padrões foram encontrados e acredita-se servirem para boa parte das espécies conhecidas. As classes hormonais mais estudadas nos insetos são: Ecdisteróides, hormônios juvenis (HJ), e os neuro-hormônios.


Ecdisteróides, são a maior classe hormonal de insetos, o termo é uma generalização para todo esteróide que influencia no processo da muda. Essas substancias são compostas por 27 átomos de carbono, uma função cetônica localizada no segundo anel  e possuem uma grande polaridade.

  Os ecdisteróides tem seu ponto de origem de esteróides como o colesterol, tais lipídios os insetos não conseguem sintetizar, devido a isso dependem de sua dieta para obterem. Todos os insetos conhecidos apresentam os ecdisteróides, essas moléculas formam um grande grupo de compostos cujo ecdisona e a 20-hidroxiecdisona são os mais freqüentes. Veja as imagens abaixo

A ecdisona é produzida nas glândulas protorácicas e depois são liberadas na hemolinfa, geralmente é modificada adicionando-se uma hidroxila, transformando-a em um hormônio mais ativo denominado 20-hidroxiecdisona, esse é uma das principais substancias hormonais dos insetos tendo influencia direta sobre o crescimento dos indivíduos atuando na regulação da ecdise. Existem uns tipos de ecdisteróides que são originados no ovário, estes influenciam na maturação dos óvulos.

Os hormônios juvenis, são a segunda maior classe de hormônio dos insetos, eles formam a família de compostos sesquiterpenóides. Tais hormônios tem duas funções primordiais: o Regular a metamorfose e regularizar o desenvolvimento reprodutivo. Constatou-se que a metamorfose é inibida pelos hormônios juvenis, fazendo assim com que o animal permaneça em estado de larva, quando existe a necessidade do organismo chegar a fase adulta os HJ ficam em baixas concentrações, contudo ainda assim esse hormônios continuam atuando na regulação da intensidade da diferenciação de cada ecdise realizada enquanto o animal se desenvolve por completo. Os HJ também estimulam a produção de vitelos nos ovos de fêmeas adultas.

Neuro-hormônios (ou neuro-pepitideos) constituem a terceira grande classe dos hormonios dos insetos, costumam ser pequenas proteínas. Tais proteínas mensageiras regulam os principais fatores de desenvolvimento: metabolismo, homeostase e reprodução dos insetos, atuam também regulamentando a secreção dos HJ e dos ecdisteróides. Os neuropepitideos tanto podem alcançar os sítios efetores terminais diretamente, ao longo dos axônios ou através da hemolinfa, como podem exercer controle indireto sobre outras glândulas endócrinas. Tanto sinais inibitórios quanto estimulantes estão envolvidos na regulação neurohormonal. A eficiência dos neuropepitideos regulatórios estão associados a alta afinidade estereoespecífica dos sítios de ligação localizados nas membranas plasmáticas das células-alvo

Os principais locais de produção de hormônios são:

As células Neurossecretoras
Células neusecretoras (CNS) (também chamada de células neuro-endócrinas) são células nervosas alteradas localizadas por todo o sistema nervoso do organismo (dentro do SNC, sistema nervoso periférico e sistema nervoso estomagrastico), porém a ocorrência maior é no cérebro. Essas células sintetizam boa parte dos hormônios que se tem conhecimento nos insetos,de modo que a exceção notável é a produção por tecidos não neurais de ecdisesteróides e hormônios juvenis, Porém mesmo esses hormônios tem sua síntese e liberação No entanto, a síntese e a liberação desses hormônios são reguladas por neuro-hormônios das células secretoras.

Corpora Cardíaca
A corpora cardíaca é um par de corpos com atividades glandulares situados nos dois lados da aorta e na região atrás do cérebro. Dessa forma como produzem seus próprios neuro-hormonios, elas os armazenam e os liberam a depender das necessidades, entre esses hormônios estão incluído o protoracacicotrópico, originado das células neurosecretoras do cérebro, agindo na estimulação da atividade secretora das glândulas protorácicas.

Glândulas Protorácicas
As glândulas protoácicas são longas glândulas, agrupado em um par costumeiramente localizadas no tórax, mas também costuma-se encontrar na parte posterior da cabeça. Em insetos do táxon díptera Cyclorrapha, elas estão unidas em formato de anel, junto com corpora cardíaca e corpora allata. Essas glândulas protoácicas tem como função secretar secretam esteróides, geralmente ecdisona (usualmente chamada de hormônio da muda) a qual a hidroxilação, induz o processo de muda da epiderme.

Corpora Allata
Os corpora allata são corpos glandulares de tamanho reduzido, encontrado aos pares nos insetos, são proviniente originários do epitélio e geralmente encontram-se em ambos os lados do trato digestivo anterior. Em determinadas espécies de insetos, esses corpos são unidos formando uma glândula única. Tem como função secretar o hormônio juvenil, este por sua vez age regulando os períodos de metamorfose e de reprodução o qual tem função reguladora tanto na metamorfose quanto na reprodução.

Principais centros endócrinos em um inseto generalizado.

Fonte: http://www.faculty.ucr.edu/~insects/pages/teachingresources/stoffolano/5.pdf

http://virtual2002.tau.ac.il/users/www/2166/%D7%A9%D7%A7%D7%A4%D7%99%20%D7%94%D7%97%D7%A8%D7%A7%D7%99%D7%9D/%D7%91%D7%99%D7%95%D7%9C%D7%95%D7%92%D7%99%D7%94%20%D7%94%D7%AA%D7%A4%D7%AA%D7%97%D7%95%D7%AA%D7%99%D7%AA.pdf

Um bom vídeo sobre sistema endócrino dos insetos.

A ecdise é um dos fenômenos fisiológicos mais estudados nos insetos o pesquisador Wigglesworth constatou que existia diferenças entre os hormônios reguladores da metamorfose e da fase de ninfa, esses hormônios eram o protoracicotrópico (HPTT), o juvenil (HJ) e ecdisona. Um dos hormônios mais influentes para a ecdise é o (HPTT), este como dito antes é originado das células neurossecretoras, e armazenado na glândula corpora cardíaca daí seguem para a hemolinfa, tendo como efeito a estimulação da produção de ecdisona, essa induz o processo de ecdise nos insetos. Após serem carreados por proteínas transportadoras de sua origem (glândulas protorácicas) até os tecidos periféricos é convertida em β-ecdisona, essa ativa as células hipodérmicas, restaurando assim a capacidade de produção das proteínas que formarão a nova cutícula. 

Vídeo da ecdise de uma barata

Um resumo dos principais hormônios dos insetos e suas ações:

Extraído de: GARCIA, E. S.(2012)

Os disruptores endócrinos são moléculas que causam diferenças no sistema dos animais como um todo.

Como estes possuem um organismo que é altamente dependente de um preciso funcionamento integrado que é feito a partir de neurônios e glândulas, pequenas falhas ou alterações podem ser benéficas ou maléficas. 

Muitos destes disruptores são desconhecidos ainda pelo homem, mas os que foram identificados apresentaram efeitos preocupantes, principalmente por causa do seu uso em agrotóxicos(fungicidas, herbicidas e inseticidas), além de substâncias industriais presentes em cosméticos.

Estas moléculas agem como hormônios de três formas diferentes: Substituindo os hormônios naturais, bloqueando a ação hormonal e alterando os níveis hormonais. Os efeitos variam muito de disruptor para disruptor, mas partindo do pressuposto de que os hormônios tem um efeito decisivo na masculinização e feminilização do animal, da formação dos órgãos sexuais, comportamento entre outros, um cuidado especial deve ser tomado para que os efeitos não sejam nocivos a saúde do organismo, tanto inicialmente quanto cumulativamente através das linhagens .

Durante a década de 40, um poderoso medicamento chamado diethylstilbestrol (DES) era indicado para reduzir a taxa de aborto e para o fortalecimento dos bebês recém nascidos, foi estimado que 6 milhões de pessoas usaram o medicamento nos EUA. Após descobrir que o medicamento era ineficiente para diminuição do aborto, o remédio foi proibido. O efeito desta substância não foi tão sentida nas mães, mas as filhas sofreram vários efeitos, tais como fertilidade reduzida, tumores cervicais e vaginais, e anomalias no útero e vagina, além do aumento da incidência de câncer. 

Um dos efeitos mais visíveis foi mostrado por uma equipe da Dinamarca que mostrou que entre 1940 e 1990 a quantidade de espermatozóides por mililitro havia caido em 45%, e se continuasse na tendencia de queda, em 50 anos os homens expostos a tais disruptores estariam incapacitados de se reproduzir naturalmente, necessitando de técnicas laboratoriais para isso.

Os estudos então sugerem que o uso pela indústria é desmedido, e usando o pretexto de que existem outros hormônios na natureza que podem ser absorvidos por alimentação por exemplo. Um dos alimentos mais consumidos no planeta é a soja, que possui isoflavona( substância semelhante ao hormônio feminino estrógeno), muitas pessoas a consomem e utilizam medicamentos a base dela, especialmente as mulheres, para regulação interna dos hormônios, mas existe uma diferença entre os disruptores e os fitormônios que é o tempo que este permanece no corpo. Enquanto os fitormônios duram cerca de 24 horas no corpo humano antes de serem degradados, os disruptores permanecem durante muito mais tempo(varia de acordo com cada molécula), isso gera uma dificuldade na análise de efeitos, o que pode gerar problemas de visualização tardia, como aumento no índice de carcinogênicos e má formação.

Apesar do potencial apresentado por estas moléculas pelo fato de serem reguladoras, existe uma necessidade de uma análise profunda para o conhecimento dos efeitos a longo prazo, e assim medir se as consequências valem o risco que se corre ao utilizar essas substâncias.

Os insetos são seres vivos extremamente importante para a biosfera, pois agem polinizando plantas o que possibilita a reprodução de muitos vegetais, ajudam na decomposição de cadáveres, são base da alimentação de muitos seres humanos por todo o globo que se alimentam do inseto propriamente dito e de seus derivados como o mel, além de serem usados na medicina popular em muitas regiões. O fato é que boa parte dos seres vivos estão ligados ao insetos de forma direta ou indireta, o ser humano encontra-se diretamente ligado a esses organismos, pois os mesmos podem causar grandes desastres econômicos, como uma nuvem de gafanhotos, sem contar doenças muito graves como malária, dengue, doença de chagas etc. Devido a tanta importância que esses organismos tem para a sociedade que eles devem ser muito estudados, e como um dos elementos fisiológicos primordiais para a vida destes animais é  o hormônio essa é uma das áreas que deveriam ser exaustivamente estudadas, pois por exemplo em vez de um agro-toxico mais potente, poderia se desenvolver feromônios que afastem os insetos de plantações comerciais, essa é uma só uma situação entre inúmeras que comprovam a importância de mais pesquisas com insetos. Esses organismos possuem uma quantidade razoável de produtos, mas nada comparada ao que podem produzir para nós e para o meio ambiente que já anda muito degradado, se fosse ampliado o numero de pesquisas na área da entomologia.

Referencias:

GARCIA, E. S.; CASTRO, D. P.; FIGUEIREDO, M. B.; GONZALEZ, M. S.; AZAMBUJA, P. Sistema Neuroendócrino de Insetos. In: Vários autores. Tópicos Avançados em Entomologia Molecular. Brasil: Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Entomologia Molecular, 2012.

GULLAN, P.J.; CRANSTON, P.S. Insetos: um resumo de entomologia. 3. ed. São Paulo: ROCA LTDA, 2008.

HICKMAN, Cleveland P.; ROBERTS, Larry S.; LARSON, Allan. Princípios integrados de zoologia. 11. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2004.

RANDALL, David J.; BURGGREN, Warren; FRENCH, Kathleen. Fisiologia animal: mecanismos e adaptações. 4 ed.  Guanabara Koogan., 2000.