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.