Sistema Endócrino de Insetos e Disruptores endócrinos

Fonte: http://www.essaseoutras.com.br/wp-content/uploads/2011/02/metamosfose-monarca.jpg

Os animais são, sem duvida, seres encantadores. Serviram e servem de inspiração para inúmeros estudiosos, artistas, músicos e os apaixonados pela natureza. No Reino Animalia, os insetos se destacam em importância e afinidade devido a inúmeros fatores, sendo por serem exemplos em organização social, transmissores de doenças, devastadores de plantações, responsáveis pela polinização de inúmeras plantas etc. Quem nunca se encantou pela organização social de um formigueiro ou até mesmo com a linda metamorfose de uma borboleta? O vídeo abaixo mostra a transformação de uma lagarta até o estágio livre e delicado de borboleta, mas, o que é responsável por essa mudança? O que ocorre na fisiologia de um animal desses pra ocasionar tal transformação? O que acontece no corpo de um inseto que o permita passar pelo processo de muda?

O sistema endócrino mantém uma forte interação com o sistema nervoso e tem como responsabilidade a secreção de hormônios. Os hormônios são substancias químicas produzidas no corpo de um ser vivo capazes de influenciar inúmeros processos fisiológicos, já que são transportados pelos fluidos corporais e, em locais diferentes do seu local de síntese, funcionam como sinalizadores celulares. Nos insetos, essas substâncias foram estudadas em poucas espécies e sabe-se que estão envolvidos em alguns processos como o processo de muda, metamorfose, reprodução etc.
 O sistema endócrino dos insetos está dividido em centros (Fig.1) e, segundo Gullan e Cranston (2007), nos centros neuronais, neuro glandulares ou glandulares é que os hormônios são produzidos nos insetos. Sendo que alguns centros podem ter a produção de hormônio como uma função secundária, contudo, a maioria destes são especializados nessa função. Esses centros que compõem o sistema endócrino dos insetos são as células neurosecretoras, os corpora cardíaca, as glândulas protorácidcas e os corpora allata.

Fig. 1. Centros endócrinos principais de um inseto. Fonte: http://img.docstoccdn.com/thumb/orig/25694502.png - Adaptado.

As células neurossecretoras (CNS) ou células neuroendócrinas são neurônios modificados encontrados, principalmente, no cérebro desses animais, as quais produzem a maioria dos hormônios até então conhecidos, além de regularem a liberação de alguns hormônios sintetizados em outros centros.

As corpora cardiaca são um par de corpos neuroglandulares localizados atrás do cérebro em cada um dos lados da aorta. Esses corpos produzem seus neuro-hormônios e ainda estocam e liberam outros neuro-hormonios, como hormônio protoracicotrópico (PTTH), o qual estimula a secreção nas glândulas protorácicas. Estas glândulas recebem esse nome por se localizarem no tórax ou posteriormente à cabeça e são difusas e pares, tendo como secreção um ecdisteróide (geralmente ecdisona ou hormônio da muda) que, como o nome sugere, estimula o processo de muda da epiderme. Além desses corpos, ainda existem os corpora allata, os quais tem como função a secreção do hormônio juvenil (HJ), regulador da metamorfose e reprodução. Esses corpos glandulares são pares, discretos e estão localizados nos lados do trato digestivo desses animais.

As células neurossecretoras (CNS) ou células neuroendócrinas são neurônios modificados encontrados, principalmente, no cérebro desses animais, as quais produzem a maioria dos hormônios até então conhecidos, além de regularem a liberação de alguns hormônios sintetizados em outros centros.

As corpora cardiaca são um par de corpos neuroglandulares localizados atrás do cérebro em cada um dos lados da aorta. Esses corpos produzem seus neuro-hormônios e ainda estocam e liberam outros neuro-hormonios, como hormônio protoracicotrópico (PTTH), o qual estimula a secreção nas glândulas protorácicas. Estas glândulas recebem esse nome por se localizarem no tórax ou posteriormente à cabeça e são difusas e pares, tendo como secreção um ecdisteróide (geralmente ecdisona ou hormônio da muda) que, como o nome sugere, estimula o processo de muda da epiderme. Além desses corpos, ainda existem os corpora allata, os quais tem como função a secreção do hormônio juvenil (HJ), regulador da metamorfose e reprodução. Esses corpos glandulares são pares, discretos e estão localizados nos lados do trato digestivo desses animais.

Os neurormônios ou neuropeptídeos são proteínas mensageiras reguladoras de vários processos como regulação interna, metabolismo, reprodução, desenvolvimento, alterações na coloração, regula contrações cardíacas e musculares etc. Para alcançar os sítios terminais de ação, esses hormônios podem agir diretamente ou indiretamente, no primeiro caso podem ser transportados por axônios ou pela hemolinfa (podendo ser solúveis a água ou transportados ligados a proteínas do fluido) desses animais e, no segundo, podem estimular ou inibir glândulas endócrinas como as protorácicas e corpora allata, já citadas anteriormente.

A figura abaixo (Fig. 2) demonstra de forma simplificada o processo de metamorfose de um inseto, nele demonstram a ação dos diferentes hormônios pra promover tal processo.  Vamos tomar esse processo como exemplo pra explicar os mecanismos envolvidos em tais processos. O cérebro libera o hormônio PTTH no sangue, o qual vai ativar a glândula protorácica responsável pela síntese e secreção da ecdisona. È importante salientar que a presença de colesterol na dieta desses animais é imprescindível para a produção desse hormônio. A associação da ecdisona ao hormônio juvenil é a o que promove a retenção das características juvenis da larva até completar o desenvolvimento da larva, por isso que, para ocorrer o processo de metamorfose completo, é necessário que o hormônio juvenil não mais esteja na hemolinfa, aumentando a concentração deste novamente quando o individuo já estiver adulto e ativo reprodutivamente. Sendo assim, qualquer alteração na concentração normal necessário desse hormônio nos estágios pode provocar má formação do animal.

         Durante o processo de metamorfose, como também pode ser verificado na figura 2, ocorrem mudas, as quais possibilitam o crescimento do corpo do animal. Para tanto, os hormônios anteriormente citados estão intimamente envolvidos. A liberação da ecdisona pela glândula protorácica, estimulada pelo PTTH, vai atuar de modo a promover a apólise, ou seja, a retirada da cutícula velha da epiderme. O hormônio juvenil age nesse processo de forma a quando encontrado em altas concentrações é formado a cutícula do tipo larva e em concentrações baixas é produzida uma cutícula do tipo adulto e outros eventos da metamorfose acontecem. Segundo Randall et.al (2000), outros dois hormônios estão envolvidos também nesse processo. Sendo que o desprendimento da cutícula da pupa, em algumas espécies, é possibilitado pelo hormônio da eclosão. O processo de endurecimento da cutícula recém formada após a muda ser expandida com movimentos respiratórios para cobrir todo o animal é realizada a partir da presença do hormônio bursicon.

Fig. 2. Esquema simplificado da metamorfose de um inseto. O cérebro e glândulas liberam hormônios que agem sobre outras glândulas ou liberam hormônios que promovem o crescimento, as mudanças morfofisiológicas nesses animais e o processo de muda que permite essas modificações. Fonte: http://www.qualibio.ufba.br/imagens/capitulo6/f043.jpg.

    Como vimos, o hormônio juvenil tem papel extremamente importante no desenvolvimento normal desses animais. Desse modo, por essa capacidade de alteração, ele e seus análogos sintéticos são utilizados como meios de controle de pragas. Contudo, para este fim, outros compostos tem sido utilizados.

Então, já vimos a composição do sistema endócrino e suas funções, mas, o que seriam os disruptores endócrinos? Onde os encontramos? Quais são os seus efeitos?

Os disruptores endócrinos (desreguladores endócrinos ou interferentes endócrinos) são substancias endogenadas sintéticas ou naturais que promovem alterações no sistema endócrino, e conseqüente distúrbio hormonal.

Apesar de tais substâncias terem sido banidas, elas permanecem na natureza devido a sua alta estabilidade, são lipofílicas, tem baixa pressão de vapor, são bioacumulativa sendo facilmente transportadas pelos rios, acumulando-se em seu sedimento e solo, o que ajuda na sua dispersão e difusão no meio ambiente. O seu acúmulo através da cadeia trófica representa um grande risco à saúde humana, que se encontra no topo da cadeia.

A exposição aos disruptores endócrinos pode acontecer de diferentes formas, seja através do contato direto ou indireto com essas substâncias. A exposição pode se dar tanto em áreas urbanas ou rurais, podendo estas substâncias estarem presente em resíduos ou subprodutos de usos industriais dos mais diversos, no próprio lixo domiciliar, no uso de alguns tipos de medicamentos e produtos para esterilização de equipamentos cirúrgicos, na ingestão de água e alimentos contaminados. Uma das maiores exposições da população aos disruptores endócrinos é através da ingestão de alimentos contaminados.

Alguns desreguladores endócrinos são solúveis em gordura, assim, altos níveis podem estar presentes em carne, peixe, ovos e derivados do leite. A exposição também pode vir de pesticidas residuais que contaminam frutas, vegetais e em baixas concentrações a água potável. A exposição aos disruptores endócrinos nas fases iniciais do desenvolvimento do feto pode causar telarca, pubarca, menarca, ou puberdade precoce; atraso puberal; ginecomastia e má formação reprodutiva.

Os disruptores hormonais eles agem por mecanismos fisiológicos no corpo humano, aumentando ou diminuindo a concentração hormonal original, bloqueiam sua ação ou os substituindo, alteram dessa forma o sistema endócrino.  Os efeitos dos disruptores são bastante variáveis. Alguns metais pesados afetam as funções de algumas enzimas, inibindo sua ação no organismo, tomando o lugar de alguns hormônios que originalmente têm tal função (como a glicólise, a lipólise, a síntese protéica). Assim é que o cádmio liga-se ao grupo sulfidrila (-SH) das enzimas e inibe sua ação, o chumbo inibe a ação do ácido δ-aminolevolínico desidratase (ALAB), enzima necessária para a síntese do heme 3 (levando à anemia do indivíduo), o arsênico forma complexos com enzimas inibidoras do trifosfato de adrenosina (ATP), alterando o metabolismo do corpo e o  mercúrio tem afinidade também com o grupo sulfidrila (-SH) de enzimas, proteínas, seroalbumina e hemoglobina (PATNAIK, 2002; FERREIRA, 2003). Dada a variedade de tais substâncias e de seus efeitos, listaremos alguns dos seus principais efeitos:  atrofia testicular, redução na qualidade e quantidade de esperma; hipotireoidismo decorrente de alterações funcionais da hipófise;  abortamento espontâneo; aumento de irregularidades menstruais; alteração nas glândulas cebáceas; neoplasia de tireóide; supressão imunológica; mal de Parkinson; síndrome de Paralisia Cerebral, danos ao cerebelo em filhos de mães que consumiram peixes com metilmercúrio.

Segundo algumas pesquisas, os disruptores endócrinos podem pôr em perigo a sobrevivência de espécies inteiras e, em longo prazo, da própria espécie humana. Pois muitos dos compostos artificiais resistem aos processos normais de decomposição e se acumulam no organismo, submetendo humanos e animais a uma contaminação de baixo nível, mas de longa duração, aumentando os problemas de reprodução e crescente frequência de anormalidades genitais em crianças, como: testículos não descendidos (criptorquidia), pênis sumariamente pequenos, além de hipospadias, um efeito no qual a uretra que transporta a urina não se prolonga até o final do pênis. Alguns estudos com animais indicam que a exposição a substâncias químicas hormonalmente ativas, durante o período pré-natal ou na idade adulta, aumenta a vulnerabilidade a tipos de câncer sensíveis aos hormônios, como os tumores malignos na mama, próstata, ovários e útero.

Devido aos efeitos drásticos já conhecidos causados pelos disruptores endócrinos, é necessários algumas medidas de modo a minimizar esses efeitos. Entre essas medidas estão o uso de outras substancias no controle de pragas ou uso do controle biológico, o controle no lixo industrial e hospitalar, evitar a contaminação da água que umas das principais formas de contaminação dos alimentos, controle de qualidade das embalagens de alimento, evitando assim, a ingestão direta e indireta dessas substâncias.

Referências:

ALVES, Crésio; FLORES, Lindiana C.; CERQUEIRA, Taís S.; TORALLES, Maria B. Exposição ambiental a interferentes endócrinos com atividade estrogênica e sua associação com distúrbios puberais em crianças. Cad. Saúde Pública, vol.23, n°5.  Rio de Janeiro:  May 2007.

BILA, Daniele M.; DEZOTTI, Márcia. Desreguladores endócrinos no meio ambiente: efeitos e consequências. Quim. Nova, Vol. 30, No. 3, 651-666, 2007.

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. Disponível em: http://www.inctem.bioqmed.ufrj.br/biblioteca/arthrolivro-1/capitulo-8-o-sistema-neuroendocrino-de-insetos/view. Acesso em: 2 dez. 2012.

GUIMARÃES, J.R.P.F.  Disruptores endócrinos no meio ambiente: um problema de saúde pública e ocupacional. Disponível em: http://www.acpo.org.br/disruptores_endocrinos.pdf. Acesso em: 5 dez. 2012.

GULLAN, P. J.; CRANSTON, P. S; MCINNES, K. Hansen. Os insetos: um resumo de entomologia. 3.ed São Paulo, SP: Roca, 2008. 440 p.

RANDALL, David J.,; BURGGREN, Warren; FRENCH, Kathleen. Eckert fisiologia animal : mecanismos e adaptacoes. 4. ed Rio de Janeiro: Guanabara, 2000. 729 p