Ritmos Circadianos e Ciclos Hormonais

Muitos hormônios não são secretados a uma taxa constante, mas aumentam e diminuem em um ciclo de aproximadamente 24 horas, estabelecido por um relógio interno. Um marcapasso central no hipotálamo sincroniza esses ritmos com o ciclo dia-noite, de modo que hormônios como cortisol, hormônio do crescimento e melatonina atingem o pico em horários característicos.

Definition

Ritmos circadianos hormonais são ciclos de aproximadamente 24 horas de secreção hormonal gerados por um relógio molecular interno e sincronizados com o ambiente pelo núcleo supraquiasmático hipotalâmico.

Scope

O tópico abrange a base molecular e anatômica do relógio circadiano de mamíferos, o papel do núcleo supraquiasmático como o marcapasso mestre, como o relógio impõe ritmos diários na secreção hormonal e a distinção entre ciclos hormonais circadianos, pulsáteis e mais longos. É um tópico de fisiologia, não uma orientação clínica.

Core questions

• O que gera um ritmo circadiano no nível molecular?
• Como o núcleo supraquiasmático atua como o relógio mestre?
• Quais hormônios mostram ritmos diários proeminentes e quando atingem o pico?
• Como os ritmos circadianos se relacionam com os ciclos hormonais pulsáteis e mais longos?

Key concepts

• Núcleo supraquiasmático (relógio mestre)
• Genes do relógio e o ciclo de feedback de transcrição-tradução
• Sincronização com a luz
• Ritmo diurno do cortisol
• Melatonina e o ciclo sono-vigília
• Secreção noturna do hormônio do crescimento
• Secreção pulsátil versus circadiana
• Ciclos ultradianos e infradianos

Key theories

Ciclo de feedback de transcrição-tradução

O relógio circadiano celular é construído a partir de um conjunto de genes do relógio cujos produtos proteicos inibem sua própria transcrição; o atraso neste ciclo de feedback negativo produz uma oscilação auto-sustentável com um período de cerca de 24 horas.

Marcapasso central sincronizando ritmos periféricos

O núcleo supraquiasmático, sincronizado com a luz pela retina, coordena os relógios em todo o corpo e impõe o tempo diário à saída neuroendócrina, alinhando os ritmos hormonais com o ciclo dia-noite.

Mechanisms

Dentro das células individuais, um conjunto central de genes do relógio forma um ciclo de feedback de transcrição-tradução: proteínas ativadoras impulsionam a expressão de genes repressores cujos produtos então inibem os ativadores, e o atraso inerente produz uma oscilação auto-sustentável de cerca de 24 horas. O núcleo supraquiasmático do hipotálamo contém uma rede de tais células do relógio, é redefinido a cada dia por sinais luminosos da retina e atua como o marcapasso mestre que sincroniza os relógios periféricos e a saída neuroendócrina. Através de vias neurais e hormonais, o núcleo supraquiasmático impõe o tempo diário aos eixos hipotálamo-hipófise, de modo que o cortisol atinge o pico próximo ao despertar, o hormônio do crescimento é liberado principalmente no sono profundo inicial e a melatonina aumenta à noite. Esses ritmos circadianos são sobrepostos à secreção pulsátil mais rápida e a ciclos mais longos, como o ciclo menstrual.

Clinical relevance

Como os níveis hormonais variam previsivelmente ao longo do dia, o momento em que um hormônio é medido faz parte da interpretação de seu valor, e a interrupção do tempo circadiano é reconhecida como fisiologicamente consequente. Esta entrada descreve o tempo da secreção normal e não é uma base para diagnóstico ou tratamento individual.

Evidence & guidelines

O modelo do relógio molecular e o papel de marcapasso do núcleo supraquiasmático estão estabelecidos em revisões amplamente citadas; a descoberta do mecanismo de feedback dos genes do relógio foi reconhecida com o Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina de 2017. O acoplamento do relógio à saída endócrina, particularmente ao eixo HPA, é resumido em revisões dedicadas.

History

Os ritmos diários na fisiologia foram observados por muito tempo, mas sua natureza endógena e geneticamente baseada foi demonstrada no final do século XX. A identificação do núcleo supraquiasmático como o relógio mestre de mamíferos e a subsequente clonagem de genes do relógio revelaram o ciclo de feedback de transcrição-tradução, fornecendo um mecanismo molecular para o tempo diário da secreção hormonal.

Key figures

• Joseph S. Takahashi
• Steven M. Reppert
• Michael W. Young
• George P. Chrousos

Seminal works

• reppert-weaver-2002
• takahashi-2016

Frequently asked questions

Qual é o relógio mestre do corpo?

O núcleo supraquiasmático, uma pequena região do hipotálamo. Ele gera um ritmo auto-sustentável de aproximadamente 24 horas, é redefinido diariamente pela luz e sincroniza os relógios e os ritmos hormonais em todo o corpo.

Por que o cortisol varia ao longo do dia?

O relógio circadiano impulsiona o eixo HPA de modo que a secreção de cortisol aumenta para um pico por volta da hora de acordar e diminui para um mínimo à noite, produzindo seu ritmo diário característico.