APG - INSULINA GLUCAGON

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APG – INSULINA E GLUCAGON 
Descrever a fisiologia da insulina e do glucagon no corpo humano; 
Entender como o sistema reage às alterações dos níveis de glicose; 
Compreender como e onde ocorre a síntese de insulina e glucagon; 
Compreender como ocorre a captação de glicose pelas diferentes células; 
1. Descrever a fisiologia da insulina e do glucagon no corpo humano; 
 A insulina é conhecida como o hormônio da “abundância” ou fartura. Quando a 
disponibilidade de nutrientes excede as demandas do organismo, a insulina assegura que o 
excesso de nutrientes seja armazenado como glicogênio no fígado, como gordura no tecido 
adiposo, e como proteína no músculo. Esses nutrientes armazenados ficam, então, disponíveis 
durante os períodos subsequentes de jejum para manter a distribuição da glicose para o 
cérebro, músculos e outros órgãos. Os efeitos da insulina sobre o fluxo de nutrientes e as 
mudanças resultantes, nos níveis sanguíneos, são resumidos a seguir. A insulina tem as 
seguintes ações no fígado, músculo e tecido adiposo: 
 
 
FISIOLOGIA DO GLUCAGON 
 O mecanismo de ação do glucagon sobre as células-alvo começa com o hormônio se 
ligando a receptor da membrana celular, acoplado a adenilil ciclase por uma proteína Gs . O 
segundo mensageiro é o AMPc, que ativa proteinocinases que fosforilam várias enzimas; as 
enzimas fosforiladas, então, medeiam as ações fisiológicas do glucagon. Como o hormônio da 
fome, o glucagon promove a mobilização e a utilização dos nutrientes armazenados, para 
manter a glicemia em jejum. 
 As principais ações do glucagon são no fígado (em contraste com a insulina, que age 
sobre o fígado, tecido adiposo e tecido muscular). O glucagon tem os seguintes efeitos sobre 
os níveis sanguíneos, resumidos e descritos da seguinte maneira: 
 
 
2. Entender como o sistema reage às alterações dos níveis de glicose; 
 
 O nível de glicose sanguínea controla a secreção de glucagon e insulina via feedback 
negativo: 
1. O nível sanguíneo baixo de glicose (hipoglicemia) estimula a secreção de glucagon 
pelas células alfa das ilhotas pancreáticas. 
2. O glucagon atua nos hepatócitos, acelerando a conversão de glicogênio em glicose 
(glicogenólise) e promovendo a formação de glicose a partir do ácido láctico e de 
determinados aminoácidos (gliconeogênese). 
3. Consequentemente, os hepatócitos liberam glicose no sangue de maneira mais rápida 
e a glicemia se eleva. 
4. Se a glicemia continua subindo, o nível sanguíneo elevado de glicose (hiperglicemia) 
inibe a liberação de glucagon (feedback negativo). 
5. A glicose sanguínea alta (hiperglicemia) estimula a secreção de insulina pelas células 
beta das ilhotas pancreáticas. 
6. A insulina age em várias células do corpo para acelerar a difusão facilitada da glicose 
para as células; para apressar a conversão de glicose em glicogênio (glicogênese); para 
intensificar a captação de aminoácidos pelas células e para aumentar a síntese de 
proteína; para acelerar a síntese de ácidos graxos (lipogênese); para retardar a 
conversão de glicogênio em glicose (glicogenólise) e para tornar mais lenta a formação 
de glicose a partir do ácido láctico e de aminoácidos (gliconeogênese). 
7. O resultado disso é a queda do nível de glicose do sangue. 
8. Quando o nível sanguíneo de glicose cai para abaixo do normal, ocorre inibição da 
liberação de insulina (feedback negativo) e estímulo à liberação de glucagon. 
 
3. Compreender como e onde ocorre a síntese de insulina e glucagon; 
 
 O pâncreas secreta dois hormônios peptídicos importantes, a insulina e o glucagon, 
cujas funções coordenadas regulam o metabolismo da glicose, dos ácidos graxos e dos 
aminoácidos. 
 As células endócrinas do pâncreas são organizadas em aglomerados chamados ilhotas 
pancreáticas (ilhotas de Langerhans), que representam 1% a 2% da massa pancreática. Existe 
cerca de 1 milhão de ilhotas pancreáticas, cada uma contendo cerca de 2.500 células. As 
ilhotas contêm quatro tipos de células, e cada célula secreta hormônio ou peptídeo diferente. 
As células alfa ou A constituem cerca de 17% das células das ilhotas pancreáticas e secretam 
glucagon. 
As células beta ou B constituem cerca de 70% das células das ilhotas pancreáticas e secretam 
insulina. 
As células delta ou D constituem cerca de 7% das ilhotas pancreáticas e secretam 
somatostatina. 
As células F constituem o restante das células das ilhotas pancreáticas e secretam polipeptídio 
pancreático. 
 
 O suprimento sanguíneo do pâncreas endócrino é organizado de modo que o sangue 
venoso de um tipo de célula banhe os outros tipos celulares. Pequenas artérias entram no 
núcleo da ilhota, distribuindo sangue por malha de capilares fenestrados e convergentes em 
vênulas que transportam o sangue para a borda da ilhota. Assim, o sangue venoso das células 
β transporta a insulina para as células α e δ. (3) As ilhotas são inervadas por neurônios 
adrenérgicos, colinérgicos e peptidérgicos. As células δ têm, até mesmo, aparência “neuronal” 
e enviam processos semelhantes a dendritos para as células β, sugerindo comunicação neural 
intrailhota. 
SÍNTESE DE INSULINA 
A insulina, que é sintetizada e secretada pelas células β. 
A síntese da insulina é orientada por gene no cromossoma 11. O RNAm orienta a síntese 
ribossômica de pré-pró-insulina, com quatro peptídeos: o peptídeo de sinalização, as cadeias A 
e B de insulina e o peptídeo de conexão (peptídeo C). 
O peptídeo de sinalização é clivado cedo no processo da biossíntese (enquanto as cadeias 
peptídicas ainda estão sendo montadas), produzindo a pró-insulina. 
A pró-insulina é concentrada em grânulos secretores no complexo de Golgi. Durante esse 
processo de concentração, proteases clivam o peptídeo de conexão, produzindo a insulina. 
A insulina e o peptídeo de conexão clivado são acumulados em grânulos secretores e, quando 
a célula β é estimulada, eles são liberados em quantidades equimolares no sangue. 
A secreção do peptídeo de conexão (peptídeo C) é a base do teste para a função das células 
β, em pessoas com diabetes mellitus tipo I, que estão sob tratamento com injeções de 
insulina exógena. 
A insulina é metabolizada, no fígado e nos rins, pelas enzimas que rompem as ligações 
dissulfeto. As cadeias A e B são liberadas, agora inativas, e são excretadas na urina. 
 
 
 
SÍNTESE DE GLUCAGON 
 O glucagon é sintetizado e secretado pelas células α das ilhotas pancreáticas. Na 
maioria dos aspectos, o glucagon é a “imagem especular” da insulina. Assim, enquanto a 
insulina é o hormônio da “abundância”, o glucagon é o hormônio da “fome”. Ao contrário da 
insulina, que promove o armazenamento de combustíveis metabólicos, o glucagon promove 
sua mobilização e utilização. 
 Como acontece com outros hormônios peptídicos, o glucagon é sintetizado como pré-
pró-glucagon. O peptídeo de sinalização e outras sequências peptídicas são removidos, para a 
produção do glucagon que depois é armazenado em grânulos densos, até ser secretado pelas 
células α. Tanto a glicose como a insulina inibem a síntese do glucagon; elementos sensíveis à 
insulina e ao AMPc estão presentes no gene para o pré-pró-glucagon. 
 
4. Compreender como ocorre a captação de glicose pelas diferentes células; 
 O transporte de glicose é fundamental para o metabolismo energético celular. 
A rota glicolítica é empregada por todos os tecidos para degradação de glicose e 
fornecimento de energia (na forma de ATP) e intermediários para outras rotas 
metabólicas. A glicose não pode difundir-se através dos poros da membrana, visto que 
seu peso molecular é de 180, e o máximo das partículas permeáveis é cerca de 100. 
Existem dois mecanismos de transporte de glicose através da membrana celular: 
transporte facilitado, mediado por transportadores de membrana específicos (GLUT) e 
o co-transporte com o íon Sódio (SGLT). 
 Os GLUTs têm capacidade de realizar fluxo bidirecionalde glicose e, de fato, é o 
gradiente do substrato que determinará a direção intra ou extracelular da glicose (1). 
Considerando-se que a glicose, como substrato energético, está constantemente 
sendo consumida nas células, as forças de gradiente garantem um influxo do substrato 
na maioria dos tipos celulares, através das diferentes isoformas de transportadores. 
Entretanto, basta a concentração intracelular de glicose ser maior que a extracelular 
para que as forças de gradiente promovam um efluxo do substrato através da isoforma 
presente. Isto acontece, por exemplo, através do GLUT2 em hepatócitos, nos quais a 
glicogenólise e/ou a gliconeogênese elevam a concentração intracelular de glicose, ou 
ainda, através de GLUT 1 ou GLUT 2 em células epiteliais de intestino e túbulo renal, 
nas quais a glicose é transportada acoplada ao Na+ pelos SGLTs, elevando a 
concentração intracelular do substrato, para então ocorrer um efluxo a favor de 
gradiente na membrana basolateral dessas células.