Sede Copiap

ASIMILACION DE CARBOHIDRATOS GLUCAGN E INSULINADocente: Francisco Seplveda. Integrantes: Ma. Victoria Castro. Paulina Herrera. Ma. Soledad Uga. Enfermera Vespertino. 02 Noviembre 2011

INTRODUCCINEl pncreas se compone de dos grandes tejidos: los cinos y los islotes de Langerhans. Adems de sus funciones digestivas secreta dos hormonas esenciales, el glucagn y la insulina, que se utilizan para la regulacin del metabolismo de la glucosa, lpidos y protenas. Aunque hay otras hormonas que tambin tienen funciones importantes en la regulacin del metabolismo de los carbohidratos. Esta funcin se realiza a travs de las clulas de los Islotes de Langerhans. El exceso o deficiencia de insulina y el dficit de glucagn causan enfermedades en el organismo.

EL PNCREAS

EL PANCREAS COMO GLANDULA SECRETORAEl pncreas es la glndula abdominal y se localiza detrs del estmago; posee jugo que contribuye a la digestin y produce tambin una secrecin hormonal interna (insulina). La mayor parte del pncreas est formado por tejido exocrino que libera enzimas en el duodeno. Hay grupos de clulas endocrinas llamadas islotes de langerhans, distribuidos por todo el tejido que secretan insulina y glucagn y la somatostatina que previene la liberacin de las dos hormonas.

La insulina acta sobre el metabolismo de los hidratos de carbono, protenas y grasas aumentando la tasa de utilizacin de la glucosa y favoreciendo la formacin de protenas y el almacenamiento de grasas. El glucagn aumenta de forma transitoria los niveles de azcar en la sangre mediante la liberacin de glucosa procedente del hgado.

Islotes de LangerhansSon agrupaciones ovoides de 76x 175 m de clulas dispersas en todo el pncreas, son ms abundantes en la cola que en el cuerpo y la cabeza de ste. En el ser humano hay 1 2 millones de islotes. Cada uno tiene una irrigacin abundante y la sangre sale de los islotes drena a la vena porta como la que sale del tubo digestivo pero a diferencia de la que sale de cualquier otro rgano endocrino.

Las clulas de los islotes pueden dividirse en varios tipos con base en sus propiedades de tincin y morfologa. Existen al menos 4 tipos diferentes de tipos celulares en los humanos: Clulas A, B, D y F. Las clulas A secretan glucagn. Las clulas B secretan insulina. Las clulas D producen somatostatina, y Las clulas F secretan polipptido pancretico.

Las clulas B son las ms frecuentes y representan de 60 a 75% de las clulas de los islotes, casi siempre se localizan en el centro de cada islote. Tienden a estar rodeados de clulas A, que constituyen un 20% del total, y las menos frecuentes clulas D y F. El origen embriolgico de los islotes ricos en clulas A es la yema pancretica dorsal; los islotes con abundantes clulas F se originan en la yema p a n c r e t i c a v e n t r a l . Los grnulos de las clulas B son almacenes de insulina en el citoplasma celular. Los grnulos A c o n t i e n e n g l u c a g n . Las clulas D tambin contienen grandes cantidades de grnulos relativamente homogneos.

INSULINA Y GLUCAGONEstas dos hormonas regulan la concentracin de azcar en la sangre y sus efectos son antagnicos, es decir, una hace lo contrario de la otra.

INSULINAEs un polipptido que contiene dos cadenas de aminocidos unidas con enlaces disulfuros. Su peso molecular es de 5808. La insulina tiene efecto anablico, aumenta el almacenamiento de glucosa, cidos grasos y aminocidos. La insulina facilita la absorcin de la glucosa de la sangre por los diferentes tejidos, principalmente por los msculos. Biosntesis y secresin: La insulina se sintetiza en el retculo endoplasmtico rugoso de las clulas B. Despus se transporta al aparato de Golgi, donde se almacena en grnulos unidos a membrana. Estos grnulos se mueven a la membrana plasmtica por un proceso que implica a los microtbulos, y su contenido se expulsa por exocitosis.

Luego la insulina cruza las lminas basales de la clula B y el capilar vecino, as como el endotelio fenestrado del capilar para llegar a la corriente sangunea. La insulina se sintetiza como parte de una prehormona ms grande. El gen para la insulina se localiza en el brazo corto del cromosoma 11 en humanos. La preproinsulina tiene un pptido seal de 23 que se elimina cuando entra en el retculo endoplasmtico. Esta se desdobla en el R. E para formar proinsulina. La proinsulina se sigue separando en el aparato de Golgi a insulina y fragmentos peptdicos.

METABOLISMOLa vida media de la insulina en la circulacin de los humanos es de alrededor de 5 min. La insulina se une con los receptores especficos y una parte se interioriza. Se destruye por accin de las proteasas en los endosomas formados por endocitosis. El 80% de la insulina secretada se metaboliza normalmente en el hgado y el rin.

Regulacin de la secrecin de InsulinaLa secrecin de insulina est regulada por la interaccin de sustratos, del sistema nervioso autnomo, de hormonas y de seales intercelulares (paracrinas). La glucosa, aminocidos (arginina y leucina), cetocidos y cidos grasos constituyen los estmulos primarios. Al metabolizarse, incrementan la concentracin de ATP, inhiben los canales de potasio ATP sensibles y favorecen el influjo de calcio al citosol, al abrir sus canales electrosensibles.

El calcio se une a una protena, la calmomodulina la que interacta con otras protenas como la protein kinasa C, que a su vez activa el citoesqueleto promoviendo la sntesis de miosina para formar los cilios contrctiles. Los agentes potenciadores como el glucagn, el glucagn like peptide-1 (GLP-1), secretina, pancreozimina, el pptido inhibidor gstrico (GIP) y la acetilcolina, estimulan la adenilciclasa y as incrementan la concentracin de AMP cclico que a su vez activa proteinkinasas AMP dependientes.

Los neurotransmisores: adrenalina, noradrenalina y somatostatina, que actan como inhibidores, ejercen su efecto modulando el metabolismo del inositol en la membrana, generando diacyl glicerol, que regula la activacin de las proteinkinasas. El sistema nervioso autnomo es un importante modulador de la secrecin insulnica. El parasimptico la estimula y el simptico la inhibe. El efecto adrenrgico es complejo, pues la estimulacin de los 2 receptores inhibe la secrecin, mientras la estimulacin crnica de los receptores la incrementa.

Las enterohormonas llamadas incretinas entre las que destaca el GLP-1 y el GIP secretados en las clulas L del ileon y K del yeyuno respectivamente, luego de la ingestin de alimentos, estimulan la secrecin de insulina mediada por los niveles de la glicemia. Son importantes reguladores de la hiperglicemia postprandial.

La clula beta tiene la sensibilidad de percibir pequeos cambios de la glicemia, respondiendo de inmediato con una secrecin insulnica proporcional. En condiciones normales, si existe mayor demanda por una elevacin mantenida de la glucosa, aumenta la sensibilidad a ella y luego es capaz de estimular la replicacin de las clulas beta. Estos efectos tienen una distinta secuencia temporal: en segundos responde a los cambios de la glicemia, en minutos aumenta la sensibilidad y en semanas se adapta incrementando la masa celular.

La concentracin normal de insulina medida por radioinmunoensayo en el plasma venoso perifrico de humanos normales en ayuno es de 0 a 70 U/mL. La cantidad de insulina secretada en el estado basal se aproxima a 1 U/h, con un incremento de 5 a 10 veces despus de la ingesta de alimento. La cantidad promedio que secreta por da un humano normal se aproxima a 40U.

Inhibicin de la secrecin de insulina La sntesis e inhibicin de insulina disminuyen cuando hay: - Escasez de combustibles dietticos y, - Durante perodos de estrs.

EFECTOS DE LA INSULINARAPIDA (segundos)

Los efectos fisiolgicos son muy amplios y complejos, se dividen en:

Aumenta transporte de glucosa, y K+ al interior de clulas sensibles a la insulina. INTERMEDIA (minutos)

Estimula la sntesis de protena.

Inhibe la degradacin de protenas.Activa enzimas glucolticas y sintasa de glucgeno Inhibe la foforilasa y las enzimas gluconeognicas.

TARDIAS (horas) Aumenta m RNA para enzimas lipognicas y otras.

El que se conoce en mayor medida es el efecto hipoglucmico, pero tiene ms efectos en el transporte de y electrolitos en muchas enzimas y en el crecimiento. El efecto neto de la hormona es el almacenamiento de carbohidratos, protena y grasa. Se dice que la insulina es la hormona de la abundancia.

EFECTO DE LA INSULINA EN VARIOS TEJIDOS Tejido Adiposo: - Aumenta la entrada de glucosa. - Incrementa la sntesis de cidos grasos. - Acrecenta la sntesis de fosfato de glicerol. - Intensifica el depsito de triglicridos. - Activa la lipasa de lipoprotenas. - Aumenta la captacin de K+. Msculo: - Aumenta la entrada de glucosa. - Incrementa la sntesis de glucgeno. - Intensifica la captacin de .

- Acrecenta la sntesis de protenas en ribosomas. - Disminuye el catabolismo protenico. - Aminora la liberacin de glucognicos. - Aumenta la captacin de cetonas. - Incrementa la captacin de K+. Hgado: - Disminuye la cetognesis. - Aumenta la sntesis de protenas. - Incrementa la sntesis de lpidos. - Aminora el gasto de glucosa por disminucin en la gluconeognesis, intensificacin de la sntesis de glucgeno e incremento de la gluclisis.

General: - Aumenta el crecimiento celular.

Receptores de Insulina

Se encuentran sobre muchas clulas en el organismo. Es un tetramero de dos subunidades de glucoprotena y dos . La insulina se unen a las subunidades . Las se extienden en la membrana. La fijacin de la insulina inicia la actividad de tirosina cinasa de las subunidades . Cuando la insulina se une a los receptores se agrupan en parches que son introducidos a la clula por endocitosis mediada por receptores. La enzima activada fosforila muchas otras enzimas intracelulares.

GLUCAGNEl glucagn humano, polipptido lineal con un peso molecular de 3485, se produce en las clulas A de los islotes pancreticos y en la parte proximal del tubo digestivo. Contiene 29 residuos de . Eleva la concentracin sangunea de la glucosa. El glucagn tiene un efecto glucogenoltico, gluconeognico, lipoltico y cetognico. Acta sobre los receptores serpentinos con peso molecular cercano 190000.

Sntesis del GlucagnEl glucagn es una hormona peptdica, sintetizada y secretada por las clulas alfa del pncreas. El cerebro, glndulas salivares e intestino sintetizan y secretan pptidos inmunolgicamente relacionados con el glucagn. La prohormona, proglucagn, es capaz de liberar otros pptidos a travs de un proceso de post-traduccin tejido especfico. El pncreas sintetiza predominantemente glucagn. El intestino no sintetiza glucagn, en cambio genera oxytomodulina glicentina, GLP-1 y GLP-2. El glucagn acta en el metabolismo de sustratos energticos y el GLP-1 es la seal intestinal ms importante para inducir sntesis y secrecin de insulina en e l p n c r e a s .

MetabolismoLa vida media del glucagn en la circulacin es de 5 a 10 min. Se degrada en muchos tejidos, sobre todo en el hgado, ya que el glucagn se secreta hacia la vena porta y pasa por el hgado antes de llegar a la circulacin perifrica, las concentraciones en sangre perifrica son relativamente bajas. El incremento en las concentraciones de glucagn es excesivo en pacientes con cirrosis, por el descenso en la degradacin heptica de la hormona.

REGULACION DE LA SECRECION DE GLUCAGONLa secrecin de glucagn tambin est interregulada por sustratos, por el sistema nervioso autnomo, por hormonas y seales intercelulares. La concentracin de la glucosa es la seal fisiolgica fundamental: niveles bajos la estimulan, mientras que la elevacin de la glucosa, la inhibe. Los aminocidos estimulan la secrecin de glucagn. Tanto el sistema vagal como el simptico y el pptido inhibidor gstrico en concentraciones fisiolgicos, tambin son estimuladores. Por posibles mecanismos paracrinos, la insulina y la somatostatina ejercen un efecto inhibidor.

La falta de inhibicin de la secrecin de glucagn en condiciones de hiperglicemia secundarias a insuficiencia insulnica, se debe a una reduccin de efecto inhibitorio de la insulina, que en condiciones normales se efecta a travs del sistema venoso tipo portal y por accin paracrina.

Efectos sobre el metabolismo de la glucosa Descomposicin del glucgeno heptico (glucogenlisis). Aumento de la gluconeognesis heptica.

Otros efectos del glucagn Activacin de la lipasa de las clulas adiposas. Inhibe el depsito de triglicridos en el hgado. Las concentraciones muy elevadas: Estimulan la contraccin cardiaca. Aumenta el flujo sanguneo por algunos tejidos, sobre todo en los riones. Estimula la secrecin biliar. Inhibe la secrecin de cido clorhdrico por el estmago.

Estimulacin de la secrecin de glucagn La secrecin de glucagn puede aumentar por: - Glucosa sangunea baja: Durante el ayuno nocturno o prolongado (previenen hipoglucemia). - Aminocidos: Derivados de comidas con protenas. - Adrenalina: Producida por la glndula suprarrenal (durante perodos de estrs el nivel de glucagn aumenta como anticipacin a la glucosa).

Regulacin de la secrecin de glucagn La hiperglicemia inhibe la secrecin de glucagn. El incremento de en la sangre estimula la secrecin del glucagn. El ejercicio estimula la secrecin del glucagn.

Enfermedades El exceso de insulina origina hipoglucemia, la cual ocasiona convulsiones y coma. La deficiencia de insulina ya sea absoluta o relativa, causa diabetes mellitus, enfermedad compleja y debilitante que conduce a la muerte si no es tratada.

a) Diabetes tipo insulinodependientes) b) Diabetes tipo II insulinodependientes)

I (D.M.

(D.M. No

La falta de insulina a largo plazo produce: - Ateroesclerosis marcada. - Infartos al miocardio. - Ictus cerebral. - Otros accidentes vasculares.

La deficiencia de glucagn produce hipoglucemia, y el exceso agrava la diabetes.

BIBLIOGRAFIA Tortora. G; Reynolds.S. Principios de Anatoma y Fisiologa. (Cap. 18) 9 Edicin,. Editorial Tortora. Steiner.A; Middleton, S. Fisiologa Humana. (Pg. 225-229). 4 Edicin, Editorial Universitaria. Guyton,A ; Hall.J. Tratado de Fisiologa Mdica. (Cap. 78). 11 Edicin. Ganong. W. Fisiologa Mdica. (Cap. 19), 20 Edicin. Editorial El Manual Moderno.