Tema 8

El pncreas endocrino y la regulacin de la glucemia El pncreas endocrino es el encargado principal de la regulacin de la glucemia, del

metabolismo de los c. grasos y de las protenas. Las clulas endocrinas del pncreas se

disponen en los llamados islotes de Langerhans donde encontramos tres tipos de clulas:

Las tres hormonas secretadas poseen en mayor medida un efecto directo sobre el

metabolismo de la glucosa:

INSULINA activa los transportadores GLUT permitiendo la entrada de la glucosa

sangunea a las clulas. glucosa sangunea.

GLUCAGN detiene la conversin de glucosa en lpidos y glucgeno y la absorcin

por parte del msculo, adems favorece la gluconeognesis heptica (reduciendo la

cantidad de fructosa-2,6-bisfosfato) liberando glucosa a la sangre. glucosa

sangunea.

SOMATOESTATINAS son las GHIH (hormonas inhibidoras de la hormona del

crecimiento) producidas en el hipotlamo. Detienen el crecimiento inhibiendo el eje

hipotlamo-hipfisis-tiroides y la absorcin de glucosa y grasas a nivel del intestino;

adems, reducen la movilidad y la secrecin de fludos en el tubo digestivo. Inhiben la

produccin de insulina y glucagn atenuando el efecto de ambas (de ah su posicin

intermedia en los islotes de Langerhans).

La insulina

Sntesis y secrecin de insulina La sntesis de insulina se produce mediante la rotura de un pptido base, sintetizado a partir

del cromosoma 11 y llamado preproinsulina que da como resultado la escisin de cuatro

fragmentos: una secuencia seal, un pptido C y los pptidos A y B que, unidos mediante

enlaces de azufre forman la insulina.

La secrecin de la insulina por parte de las clulas se produce ante niveles de glucosa en

el torrente sanguneo, por ello se dice que la glucosa es el principal secretagogo de la

insulina. La llegada de esta sustancia a la clula desencadena una serie de reacciones que

culminarn con la exocitosis de la propia insulina:

SOMATOESTATINAS GHIH SOMATOMERINAS GHRH

Secre

tagogos

1. La entrada de la glucosa en la clula se produce mediante difusin facilitada al interior

celular gracias a un canal GLUT 2.

2. La oxidacin de la glucosa produce ATP.

3. El ATP cierra sobre los canales de K+ de la clula , cuya conformacin est

determinada por la concentracin de esa sustancia.

4. El cierre de los canales de K+ genera una despolarizacin de la membrana celular que

abre los canales de Ca++ de la clula , mediados por voltaje. El Ca++ entra en la clula

por gradiente electroqumico.

5. El aumento en las concentraciones de Ca++ provoca la exocitosis de grnulos ricos en

insulina y, de manera equitativa, grnulos ricos en pptido C que ser expulsados por

la orina y que permiten un conocimiento de los niveles de insulina en el individuo.

La insulina posee otros secretagogos como los cidos grasos y los aminocidos que actan

acoplndose a distintos niveles de la oxidacin de la glucosa.

La regulacin de la secrecin de la insulina se rige por la presencia de diversas sustancias que

actan sobre la enzima de membrana adenilato ciclasa (AC), la encargada de producir AMPc a

partir de ATP. El AMPc acta sobre la PKA que acaba por potenciar la accin del Ca++ sobre la

exocitosis de insulina. De este modo:

(NOR) ADRENALINA inhibe a la adenilato ciclasa. secrecin de insulina.

GLUCAGN estimula a la adenilato ciclasa. secrecin de insulina.

Mecanismo de accin de la insulina Al llegar a las clulas diana, la insulina debe unirse a su receptor especfico unido a tirosn

quinasa:

Cuando la insulina realiza su

accin, el receptor es introducido

en el citoplasma y degradado por

proteasas. De este modo, la clula

diana es capaz de regular por

disminucin su sensibilidad a la

insulina alterando las velocidades

de transcripcin y degradacin de

los receptores.

La insulina acta sobre los canales GLUT de las clulas. Su accin vara en cierta medida segn

el tipo de receptor que posea la clula diana:

Accin sobre clulas de msculo esqueltico y adipocitos (GLUT-4)

Las reacciones activadas por el receptor de insulina generan la exocitosis de una serie

de vesculas internas que poseen canales GLUT-4 en su membrana y que acaban por

integrarse en la propia membrana celular contactando con el plasma cargado de

glucosa. Esta disposicin de los GLUT-4 permite la entrada de glucosa sangunea por

difusin.

Accin sobre los hepatocitos (GLUT-2)

El hgado es el encargado de regular los niveles de glucosa en sangre por lo que debe

ser capaz de recoger la glucosa cuando sta sobre para almacenarla y de expulsarla a

la sangre cuando sta sea necesaria.

Si hay mucha glucosa en sangre, la insulina acta sobre el hepatocito desencadenando

la transformacin de Glucosa en G6P (con gasto de ATP) para as reducir la cantidad de

glucosa en el citosol y que sta pueda entrar desde la sangre por gradiente qumico a

travs de los canales de GLUT-2 (siempre activos).

Si el nivel de glucosa es bajo, la insulina no acta y el propio gradiente lleva a la

glucosa a salir del hepatocito a travs de los mismos GLUT-2.

Efectos de la insulina sobre el organismo La accin de la insulina es la de promover el

correcto almacenaje (absorcin y sntesis de

polmeros) de todos los nutrientes que se

adquieren con la dieta. As, adems de su

funcin principal de almacenaje de glucosa

como glucgeno en el hgado, tambin induce

que los cidos grasos se acumulen en forma

de grasa en los adipocitos y que los

aminocidos se transformen en protenas

funcionales en el msculo y otros tejidos. De

este modo se reduce la carga de estos

nutrientes en la sangre, al ser consumidos por

el tejido.

A parte de promover el almacenaje de las tres biomolculas bsicas la insulina tambin

promueve la absorcin de K+ de la sangre, regulando la potasemia, y se cree que acta sobre el

centro de saciedad del hipotlamo, eliminando la sensacin de hambre ante la ingesta.

Tambin es necesaria para el crecimiento, siendo su accin sinrgica a la de la hormona del

crecimiento (GH).

La accin sobre los adipocitos se basa

en promover la lipognesis reduciendo

la liplisis.

La regulacin de estos procesos se da

por un doble feed-back uno positivo y

uno negativo.

Grfica que muestra el efecto

sinrgico entre la hormona GH y la

insulina.

La parte ms significativa de la accin

de la insulina es la regulacin de la

glucemia al ser este parmetro el

principal secretagogo de la hormona.

Tras la ingesta, los niveles de glucosa

en sangre (y de otros nutrientes)

aumentan en la sangre y la secrecin

de insulina se dispara.

Pero no slo la accin de la glucosa y

otros nutrientes sobre las clulas

activan la secrecin de insulina;

existen otros factores asociados al

proceso de digestin que tambin lo

hacen. A lo largo de todo el tracto

digestivo aparecen clulas secretoras

que producen ciertas hormonas

(p.ej.: las incretinas) que suelen

actuar de manera paracrina sobre el

proceso digestivo (regulan la cantidad

de cidos producidos, la movilidad,

etc.) pero que tambin promueven la produccin de insulina al actuar de manera endocrina

sobre las clulas del pncreas. Aparecen tambin receptores de elasticidad que actan sobre

estas clulas por medio de seales nerviosas.

Es por esto que la introduccin de glucosa por va oral produce ms insulina que por va

intravenosa.

El glucagn

La secrecin de glucagn El glucagn se produce en las clulas del pncreas debido a la presencia de tres

secretagogos: arginina y alanina, bajos niveles de glucosa en sangre e insulina.

Acciones del glucagn en el organismo Las acciones del glucagn son antagnicas a las de la insulina; promueven los procesos que

devuelven los metabolitos almacenados al torrente sanguneo como la glucogenolisis en los

hepatocitos y la liplisis en los adipocitos. Adems activan procesos de generacin de nuevas

molculas como la gluconeognesis.

Accin de las Incretinas

El control conjunto de la glucemia Los niveles de glucosa en sangre se regulan por medio de la accin conjunta de las dos

hormonas pancreticas (insulina y glucagn).

Accin del

glucagn

Accin de la

insulina

Control conjunto de la

glucemia

La insulina y la leptina y el control de las reservas corporales. La saciedad. La acumulacin de nutrientes por parte del cuerpo es un proceso controlado y que genera una

serie de hormonas que regulan el alimento que el individuo genera y su nivel de saciedad.

Las dos hormonas que regulan la sensacin de saciedad son

bsicamente la insulina y la leptina (hormona peptdica producida

por los adipocitos). Ambas ejercen su efecto sobre las clulas del

hipotlamo, concretamente sobre dos grupos neuronales:

NEURONAS NPY/AGRP Son productoras de

factores orexignicos los cuales activan rutas

catalticas que estimulan al hipotlamo generando

sensacin de apetito. Son inhibidas por la

leptina/insulina.

NEURONAS POMC/CART Son productoras de

factores anorexignicos los cuales activan rutas

anablicas que estimulan al hipotlamo

generando sensacin de saciedad y llevando al

animal a la anorexia (el animal deja de comer).

Son activadas por la leptina/insulina.

No slo las seales endocrinas regulan la sensacin de saciedad. Existen tambin seales

qumicas (las emitidas por el hgado) y mecnicas (la distensin del estmago, por ejemplo)

que son recogidas por receptores y enviadas a modo de estmulo nervioso al hipotlamo.

En esta imagen vemos como la

secrecin de leptina inhibe la secrecin de

insulina por retroalimentacin negativa.

La insulina se encarga de hacer que los

adipocitos acumulen grasas tomadas de la

sangre al actuar sobre ellos.

Del mismo modo, la leptina es producida

por stos para hacer ver que ya hay

suficiente grasa en el cuerpo.

Ambas hormonas, a pesar de inhibir la

una a la otra actan de la misma forma

en el hipotlamo; generando sensacin de

saciedad. La insulina se produce cuando

el cuerpo ingiere alimento y la leptina

cuando la grasa se ha acumulado ya.

El control de la calcemia y la fosfatemia Los niveles de Calcio y Fsforo se regulan gracias a tres reas de regulacin:

INTESTINO entrada de Ca++ y P

HUESO depsito

RIN salida de Ca++ y P

Estas reas se coordinan por medio de la

secrecin de tres hormonas principales:

PTH hormona paratiroidea; estimula la

absorcin de Ca++ en el intestino, la

resorcin en el hueso y la reabsorcin en

el rin. Ca++ en el lquido

extracelular.

Calcitriol (Vitamina D) aumenta la

absorcin de Ca++ a nivel del intestino y

la resorcin sea actuando de manera

sinrgica a la PTH. Ca++ en el lquido

extracelular.

Calcitonina aumenta la absorcin del Ca++ en el hueso e inhibe la absorcin de Ca++

y P en los tbulos renales llevando a su expulsin por la orina. Ca++ en el lquido

extracelular.