Post on 09-Feb-2016
Regulación de la Glucemia
Inma Castilla de Cortázar Larrea
iccortazar@ceu.es
1. La glucosa es la principal fuente de energía para las
células, especialmente para las neuronas.
2. Glucemia
2.1. Rango.
2.2. Efectos de la hipoglucemia y de la hiperglucemia
3. El páncreas endocrino
3.1. Insulina. Receptores para la insulina. Utilización de
glucosa por las células: transportadores
3.2. Glucagón
3.3. Somatostatina (SS) y Polipéptido Pancreático (PP)
4. Control de la Glucemia
5. Fisiopatología: Diabetes Mellitus
Control de la Glucemia
Rango El control de la glucemia se ejerce de forma estricta por
dos hormonas pancreáticas (insulina y glucagón) en un rango
de valores imprescindibles. La glucosa es el único sustrato que
utilizan las neuronas en condiciones normales. La glucemia
normal se sitúa entre 90 – 110 mg/dL.
Estos valores aumentan con la ingesta que
desencadena la secreción de insulina, con el fin de facilitar la
utilización de glucosa por los tejidos y retorna la glucemia a la
normalidad.
En el ayuno, al contrario, desciende la glucemia lo que
desencadena la secreción de glucagón que moviliza las
reservas hepáticas de glucógeno y retorna la glucemia a la
normalidad.
Control de la Glucemia
Hipoglucemia e Hiperglucemia
Hipoglucemia: es la urgencia metabólica más
frecuente. Aparece en general con valores de glucemia por
debajo de 50 mg/dL. Pero en ocasiones por encima o por
debajo de este rango existe manifestaciones clínicas: mareo,
cefalea, confusión, palidez, ansiedad, temblor, sudoración
fría, hipotermia, palpitaciones,…
Hiperglucemia: denominada clínicamente como
diabetes mellitus obedece al déficit de insulina o a una
respuesta anormal a esta hormona.
Control de la Glucemia
1. La glucosa es la principal fuente de energía para las
células, especialmente para las neuronas.
2. Glucemia
2.1. Rango.
2.2. Efectos de la hipoglucemia y de la hiperglucemia
3. El páncreas endocrino
3.1. Insulina. Receptores para la insulina. Utilización de
glucosa por las células: transportadores
3.2. Glucagón
3.3. Somatostatina y Polipéptido Pancreático
4. Control de la Glucemia
5. Fisiopatología: Diabetes Mellitus
Control de la Glucemia
• El páncreas es una glándula, tanto exocrina como endocrina,
lobulada, cónica, como un racimo, retroperitoneal situado detrás de la
parte inferior del estómago.
Páncreas endocrino
Su longitud oscila entre 15 y 20 cm, tiene una anchura de unos 3,8 cm y un grosor de
1,3 a 2,5 centímetros. Pesa 85 g y su cabeza se localiza en la concavidad del
duodeno llamada asa duodenal o segunda porción del duodeno.
Función endocrina:
Regular la cantidad de glucosa en
sangre (glucemia).
Segrega insulina, glucagón y
somatotastina.
También polipétido pancreático
Páncreas endocrino
Páncreas exocrino
• La parte exocrina contiene unas glándulas
llamadas acinos serosos que son redondos u
ovalados con células epiteliales.
• Produce el jugo pancreático con enzimas
que participan en la digestión (hidrólisis) de
los alimentos.
Páncreas: glándula endocrina y exocrina
Páncreas endocrino
Páncreas: glándula endocrina y exocrina
Páncreas endocrino
• Situado en los denominados Islotes de Langerhans. Cuya masa
corresponde al 1 % del peso total del páncreas. Están formados por
células, con comunicaciones intercelulares:
• Células alfa producen glucagón, que eleva la glucemia.
• Células beta producen insulina.
• Células delta: producen somatostatina.
• Células F: producen PP y de las que poco se sabe.
• Posee una fina red vascular y dotados de un sistema venoso tipo
portal, orientado desde las células beta hacia las alfa y delta.
• Están inervados por el sistema nervioso autónomo.
Páncreas endocrino
Control de la Glucemia
La parte endocrina se agrupa en islotes de Langerhans. Dichos islotes son microórganos
compuestos por subunidades:
Célula alfa (Alfa cell)
• Estas células alfa sintetizan y liberan glucagón, hormona que eleva la glucemia (glucosa en sangre).
• Representan entre el 10 - 20% del volumen del islote y se distribuyen de forma periférica.
Páncreas endocrino
Célula beta (Beta Cell)
• Producen y liberan insulina, hormona que regula
el nivel de glucosa en la sangre (facilitando la utilización de glucosa por parte de las células, y retirando el exceso de glucosa, que se almacena en el hígado en forma de glucógeno).
• En la diabetes tipo I las células beta han sido dañadas y no son capaces de producir esta hormona.
Páncreas endocrino
1. La glucosa es la principal fuente de energía para las
células, especialmente para las neuronas.
2. Glucemia
2.1. Rango.
2.2. Efectos de la hipoglucemia y de la hiperglucemia
3. El páncreas endocrino
3.1. Insulina. Receptores para la insulina. Utilización de
glucosa por las células: transportadores
3.2. Glucagón
3.3. Somatostatina (SS) y Polipéptido Pancreático (PP)
4. Control de la Glucemia
5. Fisiopatología: Diabetes Mellitus
Control de la Glucemia
Páncreas endocrino
Insulina
• Insulina: del latín insula, "isla“.
• Es una hormona polipeptídica, formada por 51 aminoácidos.
• Segregada por las células beta de los Islotes de Langerhans del páncreas, en forma de precursor inactivo (proinsulina), que es transformado en el aparato de Golgi, donde se elimina una parte (L-guía y cadena C) y uniendo los otros dos fragmentos restantes (A y B) mediante puentes disulfuro.
• Frederick Grant Banting, Charles Best, James Collip y JJR. Macleod de la Universidad de Toronto (Canada) descubrieron la insulina en 1922. El Dr Banting recibió el Premio Nobel de Fisiología y Medicina por descubrir esta hormona.
Páncreas endocrino
Síntesis y secreción de insulina
Proinsulina: precusor inactivo
Páncreas endocrino
Proinsulina: precusor inactivo
Páncreas endocrino
Insulina: a partir del precusor inactivo
Páncreas endocrino
Receptor de la insulina Páncreas endocrino
- Glucosa
- Ácidos grasos, cuerpos cetónicos, aminoácidos…)
- Hormonas gastrointestinales
- Otras hormonas
- Relaciones paracrinas
Páncreas endocrino
Regulación de la Insulina
Regulación de la Insulina
Utilización de glucosa por las células
Transportadores
Utilización de glucosa por las células
Transportadores
En ausencia de insulina las células no pueden utilizar la glucosa
Utilización de glucosa por las células
Transportadores
Utilización de glucosa por las células
Transportadores
Se expresa en: Eritrocitos; Astrocitos; Células Endoteliales; Células de la
retina; Barrera hematoencefálica; Placenta; Riñón; Músculo esquelético
durante la gestación Transporta además galactosa
GLUT 1
Utilización de glucosa por las células
Transportadores
GLUT 2
Utilización de glucosa por las células
Transportadores
GLUT 3 se expresa en:
Sistema Nervioso Central; Placenta; Hígado; Riñón; Corazón;
Tejido muscular durante la gestación
Utilización de glucosa por las células
Transportadores
GLUT-4 se expresa en: Corazón; Tejido muscular esquelético; Tejido
adiposo. Dependiente de Insulina
Utilización de glucosa por las células
Transportadores
Control de la Glucemia
Acción de la insulina
• Es la hormona "anabólica" por excelencia; es decir, permite disponer a las células del aporte necesario de glucosa para los procesos con gasto de energía, que luego por glucolísis y respiración celular se obtendrá la energía necesaria en forma de ATP para dichos procesos.
• En resumen, permite disponer a las células de la "gasolina" (glucosa) necesaria, manteniendo su concentración regular en sangre.
• Cuando la glucemia está elevada el páncreas la libera a la sangre. Su función es favorecer la captación celular de la glucosa.
Función de la insulina (I)
• Interviene en el aprovechamiento metabólico
de los nutrientes, sobre todo con el
anabolismo de los hidratos de carbono.
• Su déficit provoca la diabetes mellitus y su
exceso provoca hiperinsulinismo con
hipoglucemia.
Función de la insulina (II)
Acciones biológicas de la insulina
1. La glucosa es la principal fuente de energía para las
células, especialmente para las neuronas.
2. Glucemia
2.1. Rango.
2.2. Efectos de la hipoglucemia y de la hiperglucemia
3. El páncreas endocrino
3.1. Insulina. Receptores para la insulina. Utilización de
glucosa por las células: transportadores
3.2. Glucagón
3.3. Somatostatina (SS) y Polipéptido Pancreático (PP)
4. Control de la Glucemia
5. Fisiopatología: Diabetes Mellitus
Control de la Glucemia
• El glucagón es una hormona peptídica de 29 aminácidos.
• Tiene un peso molecular de 3485 Daltons.
• Fue descubierto en 1923 por Kimball and Murlin.
• Su estructura primaria es:
NH2-His-Ser-Gln-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Tyr-
Ser-Lys-Tyr-Leu-Asp-Ser-Arg-Arg-Ala-Gln-Asp-Phe-Val-
Gln-Trp-Leu-Met-Asn-Thr-COOH
Estructura del Glucagón
Estructura del Glucagón
• Actúa en el metabolismo de los hidratos de carbono. Eleva el nivel de glucosa en sangre (glucemia), al contrario que la insulina.
• Cuando el organismo necesita más azúcar en la sangre, las células alfa del páncreas (en los islotes de Langerhans) elaboran glucagón. Este glucagón moviliza las reservas de glucosa presentes en el hígado en forma de glucógeno.
Función del Glucagón (I)
• Aunque en los músculos hay reservas de glucógeno no son movilizadas por el glucagón. En caso de necesidad la adrenalina, hormona de estrés, moviliza las reservas musculares.
• Una de las consecuencias de la secreción de glucagón es la disminución de la fructosa-2,6-bifosfato y el aumento de la gluconeogénesis.
• A veces se utiliza en clínica glucagón inyectable en casos de choque insulínico. La inyección de glucagón ayuda a elevar la glucemia. Las células reaccionan usando la insulina adicional para producir más energía de la cantidad de glucosa en la sangre.
Función del Glucagón (II)
1. La glucosa es la principal fuente de energía para las
células, especialmente para las neuronas.
2. Glucemia
2.1. Rango.
2.2. Efectos de la hipoglucemia y de la hiperglucemia
3. El páncreas endocrino
3.1. Insulina. Receptores para la insulina. Utilización de
glucosa por las células: transportadores
3.2. Glucagón
3.3. Somatostatina (SS) y Polipéptido Pancreático (PP)
4. Control de la Glucemia
5. Fisiopatología: Diabetes Mellitus
Control de la Glucemia
Control de la Glucemia
Acción de la insulina
Control de la Glucemia
Célula delta (Delta Cell)
• Las células delta producen somatostatina, hormona que se cree regula la producción y liberación de la insulina por las células beta y la producción y liberación del glucagón por las células alfa.
Célula PP (PP Cell)
• Estas células producen y liberan Polipéptido
Pancreático.
Páncreas endocrino
Somatostatina
Es un péptido cíclico de 14 aa, producido por las
células D pancreáticas. También se expresa en el cerebro
y el tracto intestinal.
Su acción es inhibitoria en todas las
localizaciones: en hipotálamo inhibe GH en
adenohipófisis; como neurotransmisor induce cierta
analgesia y sedación; posee efectos antiepilépticos y
disminuye el hambre, entre otras acciones.
En el páncreas, la SS inhibe tanto la secreción
de insulina como de glucagón. Parece integrar la
respuesta hormonal según la disponibilidad de
nutrientes.
Páncreas endocrino
Somatostatina
Páncreas endocrino
Polipéptico pancreático
Es un polipéptido de 36 aa,
producido por las células PP
pancreáticas.
Su secreción se estimula
con la llegada de alimetos al
intestino y se suprime por la
vagotomía y los fármacos
anticolinérgicos.
Sus acciones son fundamentalmente digestivas: inhibe la
secreción pancreática de bicarbonato y enzimas; relaja la
vesícula biliar y disminuye la secreción de bilis.
Páncreas endocrino
1. La glucosa es la principal fuente de energía para las
células, especialmente para las neuronas.
2. Glucemia
2.1. Rango.
2.2. Efectos de la hipoglucemia y de la hiperglucemia
3. El páncreas endocrino
3.1. Insulina. Receptores para la insulina. Utilización de
glucosa por las células: transportadores
3.2. Glucagón
3.3. Somatostatina (SS) y Polipéptido Pancreático (PP)
4. Control de la Glucemia
5. Fisiopatología: Diabetes Mellitus
Control de la Glucemia
Hipoglucemia e Hiperglucemia
Hipoglucemia: es la urgencia metabólica más frecuente.
Aparece en general con valores de glucemia por debajo de
50 mg/dL. Pero en ocasiones por encima o por debajo de
este rango existe manifestaciones clínicas, secundarias a
la hipoglucemia:
1. Simpaticotonía: descarga de adrenalina, con ansiedad,
temblor, sudoración fría, palidez, palpitaciones,…
2. Depresión de la actividad del sistema nervioso: mareo,
cefalea, confusión, hipotermia, visión borrosa,…
Hiperglucemia: denominada clínicamente como diabetes
mellitus obedece al déficit de insulina o a una respuesta
anormal a esta hormona.
Fisiopatología
Hiperglucemia
Diabetes mellitus: consecuencia de una
deficiencia absoluta o relativa de insulina.
Fisiopatología
Resistencia a la insulina: situaciones que se
engloban en el llamado Síndrome metabólico o
Síndrome X. La resistencia a la insulina consiste
en una insensibilidad de los tejidos muscular,
hepático o adiposo a la insulina. Cursa con
hiperinsulinemia.
Diabetes mellitus:
Fisiopatología
2. Característica: hiperglucemia permanente.
1. Consecuencia de una deficiencia absoluta o
relativa de insulina que produce importantes
alteraciones en el metabolismo de los hidratos de
carbono, lípidos y proteínas.
Diabetes Fisiopatología
1. Diabetes Tipo I: debida a la destrucción (autoinmune o
idiopática) de las células b, que produce una deficiencia
absoluta de insulina. Requiere insulinoterapia. Comienza
antes de los 30 años. Antecedentes familiares en el 5-10 %
de los casos.
2. Diabetes Tipo II: predomina la resistencia a la insulina,
con deficiencia relativa de esta hormona. Aparece después
de los 40 años. Representa el 75 % de los diabéticos, de los
cuales más del 70 % son obesos en el momento del
diagnóstico.
3. Diabetes gestacional: en el embarazo con glucemia
plasmática basal superior a 105 mg/dl en dos o más
ocasiones.
Diabetes Fisiopatología
Deficiencia de insulina
Acceso de la glucosa a la célula
Glucogenólisis y Gluconeogénesis
Hiperglucemia
Glucosuria
Pérdida de agua y iones
(diuresis osmótica): Poliuria
Catabolismo proteico
Gluconeogénesis a
partir de proteínas
Deshidratación
Diabetes
Fisiopatología
Deficiencia de insulina
Acceso de la glucosa al tejido adiposo
Lipasa en adipocitos
Lipólisis
Ácidos grasos y glicerol Acceso de ácidos grasos
a las células energía
(excepto neuronas) Síntesis de colesterol,
triglicéridos y fosfolípidos)
Oxidación a acetil-coA:
cuerpos cetónicos
Hiperlipemia
Cetonemia
Cetonuria
Pérdida renal de agua, Na+, K+, Cl- Acidosis metabólica y
deshidratación
Oxidación a acetil-coA:
cuerpos cetónicos
Cetonemia
Cetonuria
Pérdida renal de agua, Na+, K+, Cl-
Acidosis metabólica
Ácidos grasos y glicerol
Cetonemia Cetonuria
Pérdida renal de agua, Na+, K+, Cl-
Acidosis metabólica
Sin embargo, operan menanismos
renales a
la disminución del pH y a la
disminución de la volemia:
1. Orina ácida
2. Aldosterona
Úlcera Plantar
Complicaciones de la Diabetes Mellitus
• Trastornos circulatorios: aterosclerosis, isquemias, coronariopatías, insuficiencia cardiaca, infarto de miocardio, …
• Neuropatías: SNP (entumecimiento, ardor, hormigueo, dolor, …)
• SNV: tubo digestivo (estreñimiento,
diarrea, retraso vaciamiento gástrico,…); trastornos funcionales en la vejida urinaria; impotencia, aparato genital.
• Nefropatía (engrosamiento capilares glomerulares)
• Retinopatía diabética (hemorragias retina, edemas, ceguera, …)
Diabetes
Fisiopatología
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