Insulina: Hormônio e Efeitos Metabólicos

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Gabriella Lucas
INSULINA
Fonte: Guyton
PÂNCREAS
Inicialmente deve-se saber que o pâncreas
possui 2 tipos de tecidos distintos: ácinos -
secretam sucos digestivos e ilhotas
pancreáticas ( ilhotas de langerhans ) -
secretam insulina, glucagon e somatostatina.
As células das ilhotas dividem-se em beta (
insulina + amilina ), alfa ( glucagon ), delta (
somatostatina ). Por conta da sua proximidade
umas com as outras, a secreção hormonal é
influenciada pelas interações hormonais entre
cada hormônio secretado por cada tipo de
célula:
Insulina inibe secreção de glucagon.
Amilina inibe a secreção de insulina.
Somatostatina inibe secreção de insulina e
glucagon.
INSULINA E SEUS EFEITOS
METABÓLICOS
➔ A insulina tem efeitos profundos no
metabolismo dos carboidratos.
➔ Também afeta o metabolismo de
lipídios e proteínas.
➔ Pacientes com diabetes mellitus
prolongado tem capacidade de
sintetizar proteínas reduzida.
A INSULINA É UM HORMÔNIO
ASSOCIADO À ABUNDÂNCIA DE
ENERGIA
➔ O excesso da ingestão de carboidratos
faz com que a insulina os armazene
sob a forma de glicogênio no fígado e
músculo.
➔ Quando há excesso de glicogênio, o
excesso de carboidrato é transformado
em gordura no tecido adiposo também
sob efeito da insulina.
➔ Proteínas: a insulina aumenta a
captação de aminoácidos pelas células
e inibe o catabolismo de proteínas já
presentes nas células.
QUÍMICA E SÍNTESE DE INSULINA
➔ A insulina é uma peptídeo ( proteína )
formado por duas cadeias de
aminoácidos.
➔ Até chegar à configuração de insulina,
são formados a pré-proinsulina e a
proinsulina ( que contém 3 cadeias de
peptídeos ).
➔ A proinsulina, por sua vez, é quebrada
no complexo de Golgi em peptídeo C
e insulina, que são secretados em
quantidades equivalentes.
➔ A aferição dos níveis de peptídeo C é
feita com objetivo de monitorar a
quantidade de insulina ainda
produzida por muitos pacientes com
diabetes mellitus tipo 1.
➔ OBS: a meia-vida da insulina é de
aproximadamente 6 minutos.
➔ Grande parte da insulina depois de
secretada para a corrente sanguínea é
desintegrada pela enzima insulina,
especialmente no fígado e em menor
quantidade nos rins e músculos.
EFEITOS GERAIS DA INSULINA
➔ Para que a insulina promova os seus
efeitos, primeiramente ela se liga aos
seus receptores nas membranas das
células.
➔ Depois de ativados, os receptores
desencadeiam uma série de reações
que são responsáveis pelos efeitos
propriamente ditos.
➔ De modo geral, a insulina aumenta a
captação de cerca de 80 % das células.
Acredita-se que isso ocorra pela
Gabriella Lucas
translocação de proteínas
transportadoras de glicose do citosol
em direção às membranas.
➔ Esse aumento ocorre basicamente em
todos os tecidos, mas não na maioria
dos neurônios.
➔ Há também aumento da
permeabilidade das membranas a
muitos aminoácidos, íons potássio e
fosfato.
INSULINA E MÚSCULO
➔ Deve-se ter noção de que os músculos
EM REPOUSO , no geral, utilizam
muitos ácidos graxos para obterem
energia em relação à glicose.
➔ Isso ocorre porque os ácidos graxos,
por serem lipossolúveis, se difundem
rapidamente através das membranas.
➔ Os músculos apenas se tornam mais
permeáveis à glicose diante da ação da
insulina.
➔ MAS E QUANDO OS MÚSCULOS
REALIZAM ESFORÇO ?
➔ Quando os músculos realizam esforço,
eles passam a utilizar muita glicose,
porque o próprio esforço induz à
translocação de GLUT4 ( proteína
transportadora de glicose ) para a
membrana.
➔ Em momentos após a refeição,
também, quando há picos de insulina,
os músculos utilizam glicose.
➔ OBS: o glicogênio é depositado no
músculo quando há muita entrada de
glicose em suas células, sem esforço
físico ( ou seja, sem gasto de energia ).
➔ Esse glicogênio pode ser utilizado
para o fornecimento de energia em
casos de extremo esforço físico ou até
mesmo fornecer energia de modo
anaeróbio.
INSULINA E FÍGADO
➔ A insulina tem efeito muito importante
na captação e armazenamento da
glicose no fígado.
➔ Após uma refeição, por meio de
alguns mecanismos, a insulina
promove o armazenamento da glicose
sob a forma de glicogênio no fígado.
➔ Primeiro: a insulina inativa a
fosforilase hepática, enzima que cliva
o glicogênio.
➔ Segundo: a insulina intensifica a ação
da enzima glicoquinase, responsável
pela fosforilação da glicose.
LEMBRE-SE: a glicose-fosfato não
“consegue” sair do fígado.
➔ Terceiro: ela aumenta a atividade da
enzima que faz a síntese de
glicogênio.
➔ OBS: o fígado pode armazenar até 6%
da sua massa em glicogênio.
➔ E QUANDO HÁ MOMENTOS EM
QUE A GLICOSE SANGUÍNEA
CAI? ESPECIALMENTE EM
MOMENTOS ENTRE REFEIÇÕES ?
➔ A partir daí, todos os efeitos
discutidos logo acima ocorrem de
modo contrário, ou seja, a redução da
concentração de insulina estimula a
clivagem de glicose, diminui sua
captação pelo fígado e a glicose seja
liberada pela retirada do grupo fosfato
antes colocada pela enzima dita
anteriormente glicoquinase.
E QUANDO O FÍGADO JÁ ESTÁ
SATURADO DE GLICOGÊNIO E AINDA
HÁ GLICOSE NO SANGUE ?
➔ A glicose que adentra o órgão passa a
ser transformada em ácidos graxos
que, posteriormente, serão convertidos
em lipoproteínas de muita baixa
densidade para irem ao tecido adiposo.
➔ Ademais, há inibição da
gliconeogênese, em parte porque o
aumento da concentração de insulina -
diante da alta quantidade de glicose no
sangue - impede a liberação de
aminoácidos para funcionarem como
substrato para a reação.
Gabriella Lucas
AUSÊNCIA DE EFEITO DA INSULINA
NA CAPTAÇÃO E NA UTILIZAÇÃO DA
GLICOSE PELO CÉREBRO
➔ A maior parte das células cerebrais são
permeáveis à glicose.
➔ Por conta disso, não dependem da
ação da insulina para a entrada da
substância.
➔ Dependem apenas da concentração de
glicose no sangue.
➔ Portanto, é importante que os níveis de
glicose no sangue permaneçam nos
níveis saudáveis.
➔ Quando esses níveis de glicose sérica
se encontram entre 20 a 50mg/ml pode
ocorrer choque hipoglicêmico:
desmaio, convulsões, coma.
INSULINA E METABOLISMO DA
GORDURA
INSULINA PROMOVE A SÍNTESE DE
GORDURA
➔ A insulina promove a entrada de
glicose nas células hepáticas.
➔ Ao entrar, a glicose, via glicolítica,
forma o acetil-Coa.
➔ Esse acetil-Coa, por sua vez, sofre
carboxilação ( adição de carbonos à
molécula ) e gera a molécula
malonil-Coa ( primeiro estágio para
síntese de ácidos graxos - substâncias
presentes na molécula de gordura ).
E POR QUÊ O ACETIL-COA SOFRE
CARBOXILAÇÃO AO INVÉS DE
PROSSEGUIR O CAMINHO DO
METABOLISMO DOS CARBOIDRATOS?
➔ A insulina age sempre que há muita
glicose no sangue, correto?
➔ Se há muita glicose no sangue,
entende-se que o metabolismo dos
carboidratos ( ciclo de krebs, cadeia
respiratória … ) está muito ativo.
➔ Esse metabolismo gera algumas
substâncias como íons citrato e
isocitrato.
➔ O excesso dessas substâncias ativam a
enzima acetil-Coa carboxilase, que
age na carboxilação dita.
CONTINUANDO
➔ A insulina também ativa a lipase
lipoproteica presente nos capilares do
tecido adiposo.
➔ Essa lipase degrada os triglicerídeos
em ácidos graxos para que eles sejam
absorvidos e novamente formados
dentro das células.
INSULINA PROMOVE
ARMAZENAMENTO DE GORDURA
➔ Insulina promove a entrada de glicose
no sangue, a partir da qual é formado
o glicerol, que se junta aos ácidos
graxos para formar os triglicerídeos
que permanecem armazenados.
➔ Insulina inibe lipase hormônio
sensível.
➔ Essa lipase degrada a gordura
armazenada.
EFEITOS DA DEFICIÊNCIA DE
INSULINA
AUMENTO DO USO DE GORDURA
➔ Como a insulina age inibindo a lipase
hormônio sensível, sua deficiência
promove a degradação da gordura.
➔ São liberados ácidos graxos na
corrente sanguínea.
➔ No fígado, parte desses ácidos graxos
são utilizados para obtenção de
energia através da beta oxidação.
➔ Outra parte é transformada em
colesterol e fosfolipídios, os quais são
transportados através das
lipoproteínas.
➔ Ademais, o próprio fígado também
produz mais triglicerídeos com o
objetivo de fornecer energia.
➔ OBS: por isso que pessoas com
diabetes mellitus grave possuem mais
chance de desenvolver aterosclerose.
GabriellaLucas
CETOSE E ACIDOSE CAUSADA PELA
DEFICIÊNCIA DE INSULINA
➔ Parte do acetil-Coa proveniente da
beta oxidação é transformada em
ácido acetoacético, β-hidroxibutírico
e acetona.
➔ Esses são os denominados corpos
cetônicos e são elevados em
concentração sérica diante da
deficiência de insulina.
➔ Ademais, há acidose diante do
aumento da concentração sérica de
ácido acetoacético.
➔ OBS: a própria deficiência de insulina
diminui o grau de uso desse ácido
pelos tecidos periféricos.
➔ E COMO OS TECIDOS
PERIFÉRICOS O UTILIZARIAM ?
➔ Relembre, eles o transformariam
novamente em acetil-Coa para
perpetuar o processo de obtenção de
energia.
INSULINA E METABOLISMO
PROTEICO
➔ A insulina promove a formação de
proteínas e previne sua degradação.
➔ Ela estimula entrada de aminoácidos
dentro das células, estimula a tradução
do RNA mensageiro, em longos
períodos estimula a transcrição de
sequências genéticas, previne o
catabolismo de proteínas e deprime a
gliconeogênese, cujo principais
substratos são os aminoácidos
plasmáticos.
DEFICIÊNCIA PROMOVE AUMENTO DO
USO DE AMINOÁCIDOS
➔ Sem a insulina, todos os efeitos
anteriores são revertidos.
➔ Nesse caso, há aumento da
concentração de aminoácidos
plasmáticos diante da degradação de
proteínas dos tecidos.
➔ Esses aminoácidos em grande parte
são utilizados como fonte de energia.
➔ Resultado: aumento da excreção de
ureia na urina como fruto do
metabolismo proteico.
➔ Diabetes mellitus grave: fraqueza
extrema pela perda de proteínas.
INSULINA E CRESCIMENTO
➔ A insulina age sinergicamente com o
hormônio de crescimento para
promover o crescimento dos
indivíduos.
MECANISMOS DE SECREÇÃO DE
INSULINA
Imagem do Guyton
➔ A glicose adentra as células beta
pancreáticas.
➔ Em seguida, sofre fosforilação se
transformando em glicose-6-fosfato.
➔ Essa glicose é utilizada para formação
de ATP.
➔ Os ATPs produzidos inibem os canais
de potássio.
➔ Essa inibição gera despolarização da
membrana.
➔ A mudança de voltagem estimula os
canais de cálcio.
➔ O cálcio que adentra estimula a fusão
de vesículas contendo insulina com a
membrana.
Gabriella Lucas
➔ Assim, a insulina alcança o sangue por
exocitose.
OBS: as sulfonilureias, medicamentos
utilizados para o diabetes mellitus tipo 2 agem
nos canais de potássio, inibindo-os a fim de
potencializar a secreção de insulina.
CONTROLE DA SECREÇÃO DE
INSULINA
➔ Além da concentração sérica de
glicose, outros fatores influenciam a
sua secreção.
➔ Deve -se ter em mente, também, que a
relação entre a secreção de insulina e a
concentração sérica de glicose segue
os mecanismos de feedback.
➔ Observe a tabela abaixo do guyton.
OUTROS FATORES QUE ESTIMULAM
SECREÇÃO DE INSULINA
AMINOÁCIDOS
➔ Os aminoácidos livres potencializam o
estímulo da glicose.
➔ Eles sozinhos aumentam muito pouco
a secreção de insulina.
➔ Isso é lógico,basta ter em mente o que
já foi discutido anteriormente: se a
insulina promove formação de
proteínas, o excesso de aminoácidos
estimulará a secreção de insulina para
que novas proteínas sejam formadas.
HORMÔNIOS GASTROINTESTINAIS
➔ Gastrina, secretina, colecistoquinina,
peptídeo-1 semelhante ao glucagon (
GLP-1 ), peptídio insulinotrópico
dependente de glicose ( GIP )
potencializam a sensibilidade da
insulina ao aumento da concentração
de glicose.
➔ Especialmente os hormônios GLP-1 e
GIP fazem isso.
➔ Esses hormônios são liberados após
refeição e geram uma resposta
antecipatória pela secreção de
insulina.
➔ É como se eles preparassem o
recebimento de muita glicose
pós-refeição.
OUTROS HORMÔNIOS E O SISTEMA
NERVOSO AUTÔNOMO
➔ Glucagon, o hormônio de crescimento
(GH), o cortisol e, em menor
intensidade, a progesterona e o
estrogênio potencializam a secreção de
insulina.
➔ E POR QUÊ É BOM TER ISSO EM
MENTE?
➔ Entenda que quando esses hormônios
são secretados durante longos períodos
de tempo, as células beta pancreáticas
podem ser levadas à exaustão, o que
provoca o diabetes mellitus.
➔ Por isso que pessoas com acromegalia
( GH ) ou muito estressadas ( cortisol )
aumentam os riscos de
desenvolvimento de diabetes.
➔ OBS: inervação parassimpática
estimula secreção de insulina.
➔ OBS2: inervação simpática estimula a
secreção de glucagon.