INSULINA, GLUCAGÓN y DIABETES MELLITUS

Presentación del tema: "INSULINA, GLUCAGÓN y DIABETES MELLITUS"— Transcripción de la presentación:

1 INSULINA, GLUCAGÓN y DIABETES MELLITUS
Dr. Miguel Angel García-García Profesor Titular de Fisiología

2 El Páncreas además de sus funciones digestivas, secreta dos hormonas esenciales La Insulina y el Glucagón para la regulación del metabolismo de la glucosa, los lípidos y las proteínas. secreta otras hormonas, como la amilina, la somatostatina y el polipéptido pancreático sus funciones se conocen poco.

3 QUÍMICA, SÍNTESIS Y METABOLISMO DE LAS HORMONAS PANCREÁTICAS

4 La insulina y el glucagón se sintetizan en los islotes de Langerhans.
El Páncreas 2 tipos tejido: Los acinos, secretan jugos digestivos al duodeno a través del conducto pancreático (función exocrina). 2. Los islotes de Langerhans, que descargan sus secreciones a la sangre (función endocrina)

5 El Páncreas y sus islotes de Langerhans
El Páncreas y sus islotes de Langerhans. Las células alfa segregan GLUCAGÓN y las células beta segregan INSULINA.

6 En la especie humana existen entre 1 y 2 millones de islotes de Langerhans, que contienen 4 tipos de células: Células beta constituyen aprox el 60% y secretan insulina. Células alfa que representan aprox el 25% y son la fuente de glucagón. Células delta que segregan somatostatina. Células PP que secretan polipéptido pancreático.

7 Anatomía fisiológica de un islote pancreático de Langerhans

8 La Insulina y el Glucagón se sintetizan y metabolizan como la mayoría de las hormonas peptídicas
Se sintetizan como grandes preprohormonas. En el aparato de Golgi, las prohormonas se empaquetan en gránulos y después se escinden en hormonas libres más fragmentos peptídicos. En el caso de las cel beta se liberan insulina y péptido C o péptido conector (que une las 2 cadenas peptídicas de la insulina) en la sangre circulante en cantidades equimolares.

9 La insulina es un polipéptido que contiene dos cadenas de 21 y 30 aminoácidos, unidas por puentes disulfuro. El glucagón es una cadena lineal de 29 aminoácidos. Tanto la insulina como el glucagón circulan sin unirse a proteínas transportadoras y tienen una corta semivida entre 5 y 10 minutos. Aprox el 50% de la insulina y el glucagón en la vena porta se metaboliza a su paso por el hígado; la mayor parte de hormona restante se metaboliza en los riñones.

10 LA INSULINA Y SUS EFECTOS METABÓLICOS

11 La insulina es una hormona asociada con la abundancia de energía
La insulina se secreta como respuesta a la presencia de nutrientes en la sangre y permite la utilización de estos nutrientes por los tejidos para la obtención de energía y en procesos anabólicos. En presencia de insulina aumentan las reservas de hidratos de carbono, proteínas y grasas. La insulina tiene efectos rápidos, intermedios y retardados sobre el metabolismo de los hidratos de carbono, las grasas y las proteínas.

12 La mayor parte de las acciones de la insulina se llevan a cabo mediante la autofosforilación de los receptores La insulina utiliza la transducción de señales por la autofosforilación de dominios intercelulares de su propio receptor. La unión de la insulina a la subunidad beta del receptor desencadena la actividad tirosina cinasa de la subunidad beta, lo que produce la autofosforilación de las subunidades beta sobre los restos de tirosina. Esto produce la fosforilación de otras proteínas y enzimas intracelulares, que intervienen en numerosas respuestas.

13 Esquema de un receptor de insulina
Esquema de un receptor de insulina. La insulina se une a la subunidad  del receptor, que determina la autofosforilación de la subunidad ; ésta a su vez, induce una actividad tirosina cinasa. La actividad tirosina cinasa del receptor desencadena una cascada de fosforilación celular que aumenta o reduce la actividad de las enzimas mediadoras de los efectos de la glucosa sobre el metabolismo de los glúcidos, lípidos y proteínas.

14 Efectos de la insulina sobre el metabolismo de los hidratos de carbono.

15 En el músculo, la insulina favorece la captación y el metabolismo de la glucosa
La insulina favorece facilita la difusión de la glucosa según su gradiente de concentración desde la sangre hasta las células. Esto se consigue incrementando el número de transportadores de glucosa en la membrana celular.

16 En el hígado, la insulina induce la captación y el almacenamiento de glucosa, e inhibe su producción
Aumento del flujo de glucosa al interior de las células (inducción de glucocinasa que incrementa la fosforilación de glucosa a glucosa-6-fosfato). Aumento de la síntesis de glucógeno por activación de la glucógeno-sintasa. Incremento de la síntesis de ácidos grasos

17 Disminución de las salidas hepáticas de glucosa de varias formas:
Dirección del flujo de glucosa a través de la glucólisis por aumento de la actividad de las enzimas glucolíticas clave (piruvato cinasa). Disminución de las salidas hepáticas de glucosa de varias formas: -la insulina entorpece la glucogenólisis mediante la inhibición de la glucógeno fosforilasa. -la insulina inhibe la glucosa -6-fosfotasa. -la insulina inhible la gluconeogénesis disminuyendo la captación de aminoácidos al interior del hígado y reduciendo la actividad o las concentraciones de las enzimas gluconeogénicas clave.

18 ( glucosa= Shock hipoglucémico).
En el tejido adiposo, la insulina facilita la entrada de glucosa en las células. La insulina tiene un efecto reducido sobre la captación y utilización de glucosa por el cerebro. -Las células cerebrales son bastante permeables a la glucosa y dependen de este sustrato para la obtención de energía, es esencial que la concentración de glucosa sanguínea se mantenga en las concentraciones normales. ( glucosa= Shock hipoglucémico).

19 Efectos de la insulina sobre el metabolismo de las grasas

20 En el tejido adiposo, la insulina favorece el almacenamiento de los ácidos grasos e inhibe su movilización. La insulina inhibe la acción de la lipasa sensible a las hormonas. La insulina aumenta el transporte de la glucosa. La insulina induce la lipoproteína lipasa.

21 En el hígado, la insulina induce la síntesis de los ácidos grasos e inhibe su oxidación
-La insulina induce la síntesis de ácidos grasos en el hígado a partir de glucosa. -Debido a la mayor disponibilidad de -glicerol fosfato procedente de la glucólisis, los ácidos grasos se esterifican para formar triglicéridos.

22 La oxidación de los ác grasos se reduce por el aumento de la conversión de acetilCoA en malonil-CoA por la acetil-CoA carboxilasa. La malonil-CoA inhibe la carnitina aciltransferasa, responsable de la transferencia de ácidos grasos desde el citoplasma a las mitocondrias para la betaoxidación y su conversión en cetoácidos; “la insulina es anticetogénica”

23 Efectos de la insulina sobre el metabolismo de las proteínas.

24 * La insulina es una hormona anabólica.
- Incrementa la incorporación de varios aminoácidos desde la sangre a las células Induce la síntesis de proteínas al estimular la transcripción génica y la traducción del ARNm. Inhibe el catabolismo de las proteínas, disminuyendo la liberación de aminoácidos del músculo. Es esencial para el crecimiento.

25 CONTROL DE LA SECRECIÓN DE INSULINA
*La glucosa es el controlador más importante de la secreción de insulina. -Un efecto de retroacción de la glucosa sanguínea sobre las células beta del páncreas. Cuando la glucemia aumenta de forma repentina, también lo hace la secreción de insulina. *Como resultado de los efectos posteriores de la insulina para estimular la captación de glucosa por el hígado y los tejidos periféricos, la glucemia vuelve a valores normales.

26 Homeostásis de la GLUCOSA SANGUÍNEA
Homeostásis de la GLUCOSA SANGUÍNEA. El aumento de la concentración sanguínea de glucosa estimula la secreción de insulina. La insulina da lugar a la disminución de la glucosa en sangre al estimular la captación celular de glucosa y la conversión de la glucosa en glucógeno y grasa.

27 Muchos otros estímulos, además de la hiperglucemia, incrementan la secreción de insulina:
*Los aminoácidos (arginina, lisina, leucina, alanina; tienen efecto sinérgico.) *Las hormonas gastrointestinales: polipéptido inhibidor gástrico, polipéptido I semejante al glucagón. *Otras hormonas: el cortisol, la H del crecimient Estas hormonas aumentan la secreción de insulina porque se oponen a los efectos de la insulina sobre la captación de glucosa en los tejidos periféricos, lo que conduce a una glucemia mayor.

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29 EL GLUCAGÓN Y SUS FUNCIONES

30 La mayor parte de la actividad del glucagón se lleva a cabo mediante la activación de la adenil ciclasa. *Los efectos primarios del glucagón se producen en el hígado y son opuestos a los de la insulina. -La unión del glucagón a los receptores hepáticos produce la activación de la adenil ciclasa y la generación del segundo mensajero AMP cíclico, que a su vez activa la proteína cinasa A y conduce a las fosforilaciones que desembocan en la activación o desactivación de varias enzimas.

31 El glucagón produce *hiperglucemia de diversas formas:

32 *Estimula la glucogenólisis tiene efectos inmediatos sobre el hígado para incrementar la glucogenólisis y la liberación de la glucosa en la sangre. *Inhibe la glucólisis como la fosfofructocinasa y la piruvato cinasa. Por lo tanto, los niveles de glucosa-6-fosfato tienden a elevarse, lo que conduce a una mayor liberación de glucosa por el hígado.

33 *Estimula la gluconeogénesis aumenta la extracción hepática de aminoácidos del plasma e incrementa la actividad de las enzimas gluconeogénicas (piruvato carboxilasa, fructuosa 1,6-difosfatasa) favorece liberación de glucosa.

34 El glucagón es cetogénico.
Como el glucagón inhibe la acetil-CoA carboxilasa hay una disminución de la producción de malonil-CoA, un inhibidor de la carnitina aciltransferasa. Por ello, los ácidos grasos se dirigen al interior de las mitocondrias para la betaoxidación y la cetogénesis.

35 CONTROL DE LA SECRECIÓN DE GLUCAGÓN
La glucosa es el controlador más importante de la secreción de glucagón. *La hipoglucemia aumenta la secrec de glucagón; la acción hiperglucémica de este último devuelve la glucemia a sus valores normales. *La hiperglucemia la secrec de glucagón desciende. “El glucagón y la insulina constituyen mecanisnos importantes, aunque opuestos, para regular la concentración de glucosa en sangre”.

36 Los aminoácidos, especialmente la arginina y la alanina, estimulan la secreción de glucagón.
La respuesta del glucagón a una comida con abundantes proteínas es importante, porque sin sus efectos hiperglucémicos, la mayor secreción de insulina produciría hipoglucemia.

37 El ayuno y el ejercicio estimulan la secreción de glucagón.
En estas circunstancias, el estímulo de la secreción de glucagón contribuye a impedir grandes descensos de la concentración de la glucosa sanguínea. La secreción de glucagón puede estar mediada por el estímulo del sistema nervioso simpático.

38 Efecto de la toma de alimento y del ayuno sobre el metabolismo
Efecto de la toma de alimento y del ayuno sobre el metabolismo. La toma de alimentos (absorción de una comida) inclina el equilibrio metabólico hacia el anabolismo mientras que el ayuno lo hace hacia el catabolismo. Esto sucede debido a una relación inversa entre la secreción de insulina y de glucagón. La secreción de insulina se eleva y la de glucagón disminuye durante la absorción de los alimentos, mientras que durante el ayuno sucede lo contrario.

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41 LA SOMATOSTATINA INHIBE LA SECRECIÓN DE GLUCAGÓN Y DE INSULINA.
*La somatostatina se sintetiza en las células delta del páncreas, así como en el tubo digestivo y en el hipotálamo. *La secreción de somatostatina pancreática está estimulada por factores relacionados con la ingestión de alimento, como unas mayores concentraciones sanguíneas de glucosa, aminoácidos y ácidos grasos y diversas hormonas gastrointestinales.

42 DIABETES MELLITUS *El metabolismo de los hidratos de carbono, las grasas y las proteínas se ve alterado debido a la deficiente respuesta a la insulina. *Hay dos formas: Diabetes de tipo I ( Diabetes Mellitus insulinodependiente DMID ) una falta de secreción de insulina. - Diabetes de tipo II ( Diabetes Mellitus no insulinodependiente DMNID ) producida por la resistencia de los tejidos diana a los efectos metabólicos de la insulina.

43 La diabetes de tipo I está producida por la falta de secreción de insulina por las células beta del páncreas. *Es el resultado de la destrucción autoinmunitaria de las células beta. *También puede producirse por la pérdida de estas células debida a infecciones víricas. *Suele aparecer en la infancia: Diabetes Juvenil.

44 *La mayoría de las características fisiopatológicas pueden atribuirse a los siguientes efectos de la falta de insulina: Hiperglucemia como resultado de la alteración de la captación de glucosa por los tejidos y el aumento de la producción de glucosa en el hígado (mayor gluconeogénesis). Disminución de las proteínas debida a un descenso en su síntesis y a un mayor catabolismo.

45 Como resultado de estas alteraciones fundamentales, se producen los siguientes efectos:
Glucosuria, diuresis osmótica, hipovolemia e hipotensión. Hiperosmolalidad sanguínea, deshidratación y polidipsia. Hiperfagia pero pérdida de peso: falta de energía. Acidosis que deriva hacia el coma diabético: respiración rápida y profunda. Hipercolesterolemia y enfermedad vascular aterosclerótica.

46 Consecuencias de la carencia no corregida de insulina en la diabetes mellitus tipo I.
En esta secuencia de acontecimientos, la carencia de insulina puede conducir al coma y a la muerte.

47 La Diabetes Tipo II producida por la resistencia a los efectos de la insulina
*Es mucho más común que la de Tipo I y está generalmente asociada con la obesidad. *Se caracteriza por la incapacidad de los tejidos diana para responder a los efectos metabólicos de la insulina (resistencia a la insulina)

48 *La morfología de las células beta del páncreas es normal durante la mayor parte de la enfermedad, y hay una elevada tasa de secreción de insulina. *Se presenta generalmente en personas mayores: Diabetes del adulto.

49 *Aunque la hiperglucemia es una característica fundamental, generalmente no se producen ni lipólisis acelerada ni cetogénesis. *La restricción calórica y la reducción de peso mejoran la resistencia a la insulina en los tejidos diana, pero en los últimos estados de la enfermedad, cuando se altera la secreción de insulina, es necesaria su administración.

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51 GRACIAS…