REGULACIÓN DE LA GLUCEMIA Rocchetti, Nicolás Adriani, Santiago Feroldi, Rodrigo

Propósito: Introducir a los estudiantes en los complejos mecanismos fisiológicos que participan en la Regulación de la Glucemia.

Objetivos: Conocer las hormonas pancreáticas involucradas en el control homeostático de la concentración de glucosa en sangre. Identificar la estructura, funciones y mecanismo de acción de la hormona Insulina. Identificar la estructura, funciones y mecanismo de acción de la hormona Glucagón.

Objetivos: Analizar comparativamente las características de las hormonas antes mencionadas. Considerar otras hormonas implicadas en el proceso. Poder aplicar los conocimientos adquiridos, integrándolos y desarrollando un análisis complejo a través de un caso problema.

¿Por qué es importante estudiar Regulación de la Glucemia?

Actividad Nº 1 El páncreas es una glándula mixta, compuesta por una porción exocrina participante en procesos digestivos, y otra endocrina que sintetiza y libera varias hormonas. Nómbrelas e indique las más importantes con respecto a la regulación de la glucemia. ¿Qué es la insulina? ¿Dónde es secretada? ¿Cuáles son sus características químicas? Complete el siguiente esquema de la célula β pancreática con los mecanismos involucrados en el estímulo de la secreción de insulina por parte de la glucosa utilizando elementos de la lista. Explíquelo brevemente.

Las hormonas sintetizadas por el páncreas endócrino son: Insulina (producida por células β) Glucagón (producida por células α) Somatostatina (sintetizada por células δ) Polipéptido Pancreático (sintetizado por células F) Las dos más importantes con respecto a la regulación de la glucemia son la Insulina y el Glucagón.

B. La insulina es una hormona polipeptídica, sintetizada en las células beta del páncreas. La insulina circulante es el resultado de varias modificaciones sobre un péptido precursor (preproinsulina). Ésta, luego de su paso por el RER pierde una porción polipeptídica y pasa a denominarse “proinsulina”. Luego, gracias a la acción de varias proteasas, la proinsulina origina el péptido de conexión (“péptido C”) y cuatro Aa dibásicos, además de la molécula de insulina con actividad biológica completa.

C. Esquema a completar -

El aumento de los niveles de glucemia produce un mayor ingreso de glucosa a la célula β. La glucosa a través de su metabolismo incrementa la relación ATP/ADP. El ATP inhibe a canales de K+ ATP dependientes. La acumulación de iones K+ genera una despolarización en la célula β.

La despolarización induce la apertura de canales de Ca++. El aumento de la concentración intracelular de Ca++ estimula la liberación de los gránulos secretorios de insulina.

Actividad Nº 2: A. El glucagón tiene un papel fundamental en el mantenimiento de la glucemia al asegurar la provisión de glucosa al sistema nervioso central durante el ayuno y el ejercicio. ¿Cuáles son sus características principales?

1. Indique la afirmación correcta con respecto al glucagón. El glucagón ocasiona glucogenólisis en el músculo. El glucagón aumenta la gluconeogénesis a partir de aminoácidos disponibles en el hígado y eleva la tasa metabólica. El glucagón es glucogenolítico, gluconeogénico, lipogénico y cetogénico. Todas son correctas.

2. El glucagón tiene una vida media de: a) Menos de 10 minutos. b) Entre 10 y 30 minutos. c) Entre 30 y 60 minutos. d) Ninguna es correcta.

3. El glucagón estimula la secreción de: Hormona de crecimiento. Insulina. Somatostatina pancreática. Todas son correctas.

B. Complete la siguiente tabla con los factores estimuladores e inhibidores de la secreción de glucagón que se listan a continuación. GABA Gastrina Glucosa Infecciones Insulina Otros productores de estrés Secretina Somatostatina Teofilina Acetilcolina AGL (ácidos grasos libres) Aminoácidos CCK (colecistokinina) Cetonas Cortisol Ejercicio Estimuladores α-adrenérgicos Estimuladores β-adrenérgicos Fenitoína

ESTIMULADORES INHIBIDORES Ejercicio Fenitoína Teofilina GABA

C. Indique si las siguientes aseveraciones con respecto a la insulina y al glucagón son verdaderas o falsas. Justifique en cada caso. La concentración sanguínea de glucagón es directamente proporcional a la glucemia. V – F. La insulina cumple acciones glucogenogenica, antigluconeogénica, antilipolítica y anticetósica. V – F. La insulina causa que el K+ entre a las células, lo que reduce la concentración extracelular de K+. V – F. Los transportadores de glucosa (GLUT, del inglés glucose transporters) que predominan en las células β pancreáticas y funcionan como sensor de glucosa son los de tipo 4. V – F.

Los transportadores de glucosa que predominan en las células β pancreáticas y funcionan como sensor de glucosa son los de tipo 2. Existen cinco tipos de GLUT, que se enumeran según el orden de su descubrimiento. Los de tipo 2, como se mencionó anteriormente, funcionan como sensores en la célula beta pancreática y también se encuentran en hígado, células epiteliales del intestino delgado y riñones. Los GLUT 4 se encargan de la captación de glucosa estimulada por la insulina, y predominan en músculo esquelético y cardíaco, tejido adiposo y otros. Los de tipo 1 y 3 se ocupan de la captación basal de glucosa y poseen una distribución tisular ubicua. El de tipo 5 posee baja afinidad por la glucosa y es más bien un transportador de fructosa.

Actividad Nº 3 A. Complete la siguiente tabla. INSULINA GLUCAGÓN Tipo de hormona Célula secretora Vida media Transporte en plasma Principales estímulos para su secreción Receptores Tejidos Acción

B. Analice el siguiente gráfico y complete los dos espacios en blanco con las hormonas correspondientes.

Actividad Nº 4 Glucagón e insulina son dos hormonas muy importantes en la regulación de la glucemia. Sin embargo, existen otras que tienen influencia en la homeostasis glucídica. Nómbrelas y explique brevemente su acción en el mantenimiento de la glucemia.

Actividad Nº 5 Bernardo, de 16 años de edad, llega a su casa preocupado porque al hacerse un análisis de rutina observa que su glucemia se encuentra en 135 mg %, y conoce que su abuelo, Juan María, es diabético y tiene serias complicaciones de salud. A. ¿Es su valor de glucemia normal? B. ¿Qué podría estar indicando este valor? C. ¿Por qué mecanismo piensa que puede suceder esto?

Bibliografía básica: William F. Ganong. FISIOLOGÍA MÉDICA. 20ª Edición. Ed. Manual Moderno. Bibliografía de consulta: Dvorkin - Cardinali. BASES FISIOLOGICAS DE LA PRÁCTICA MÉDICA. Best&Taylor. 13ra Edición en español. Ed. Médica Panamericana. Cingolani h., Houssay a. y col. FISIOLOGÍA HUMANA 7ma Edición. Ed. El Ateneo. Guyton & may TRATADO DE FISIOLOGÍA MÉDICA. 9na Edición o superior. Ed. MacGrawHill. Berne y Levy. FISIOLOGÍA. 4ta Edición. Ed. Elsevier Mosby. Greger – Wendhorst. COMPREHENSIVE HUMAN PHYSIOLOGY: FROM CELLULAR MECHANISMS TO INTEGRATION. 1ra Edición. Editorial Springer.