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PÂNCREAS ENDÓCRINO SÍNTESE DE INSULINA: Nas células beta pancreáticas, a insulina é sintetizada, assim como outros hormônios peptídicos, nos ribossomos na forma de pré-pró-hormônio. Na medida em que passa pelo retículo endoplasmático ela perde o peptídeo sinalizador (sequência-sinal) e é transformada em pró-insulina. A pró-insulina tem duas cadeias α e β conectadas pelo peptídeo C, o que permite o dobramento da molécula e a formação das pontes dissulfeto. A pró-insulina é processada por endopeptidases que clivam o peptídeo C. No aparelho de Golgi, a pró insulina é empacotada em vesículas com enzimas proteolíticas cortam o pró-homônio, originando hormômios ativos, até que as células beta recebam um sinal para que essas vesículas se fundam com a membrana e liberem o hormônio ativo na corrente sanguínea. SECREÇÃO DE INSULINA: O aumento da glicose na corrente sanguínea, proveniente da absorção no intestino delgado, chegam às células beta no pâncreas. A glicose é captada por GLUT2 para dentro da célula. O aumento de glicose intracelular estimula as vias da glicólise e do ciclo de Krebs que aumentam a produção intracelular de ATP. O ATP intracelular se liga aos Canais de K⁺ sensíveis ao ATP, fechando-os. A retenção de K⁺ despolariza a célula. Essa despolarização abre os canais de Ca ²⁺ voltagem dependentes e mais Ca ²⁺ entra na célula a favor do gradiente eletroquímico. O Ca ²⁺ se liga a proteínas que promovem o processo de exocitose das vesículas contendo insulina, que se difundem com a membrana, liberando insulina no espaço extracelular. Ativação Simpática: Em momentos de estresse, a secreção de insulina é inibida pelos estímulos simpáticos que dão início a uma série de reações no pâncreas endócrino – fato que é reforçado pela liberação de catecolaminas pela medula da glândula suprarrenal. A adrenalina e noradrenalina inibem a secreção de insulina e desviam o metabolismo para a gliconeogênese para fornecer substrato extra para o sistema nervoso e músculo esquelético. Ativação Parassimpática: A ativação simpática para o TGI aumenta durante e após uma refeição. O estímulo parassimpático para as células beta estimula a secreção de insulna. Efeitos antecipatórios dos hormônios do GI: Tem se mostrado que mais ou menos 50% da secreção de insulina é estimulada pelo GLP -1 (Peptídeo Semelhante ao Glucagon). O GLP-1 e o GIP (Peptídeo Inibidor Gástrico) são hormônios da família das incretinas e produzidos por células do intestino em resposta a ingestão de nutrientes. As incretinas, através da circulação chegam às células beta pancreáticas e podem alcança-las antes que a primeira glicose seja absorvida. A liberação antecipatória da insulina em resposta a esses hormônios evita um aumento súbito nas concentrações de glicose plasmática quando os alimentos são absorvidos. Outros hormônios do GI – CCK e Gastrina – amplificam a secreção de insulina. O receptor de insulina tem atividade tirosina-cinase que inicia uma complexa cascata celular. O receptor de insulina ativado fosforila proteínas que incluem um grupo IRS-1 – substrato do receptor de 2 insulina. Essas proteínas atuam por determinadas vias para influenciar o metabolismo e transporte celular. Tecidos Alvo: Fígado, tecido adiposo e tecido muscular esquelético. A resposta da célula alvo é aumentar o metabolismo da glicose e em alguns tecidos a insulina também regula os GLUTs. Outros tecidos alvo (encéfalo e epitélio de transporte renal e intestinal) são independentes de insulina, não precisam dela para captar glicose. INSULINA GLICOSE PLASMÁTICA DE VÁRIAS MANEIRAS: Aumenta o transporte de glicose na maioria das células sensíveis à insulina: No tecido muscular e adiposo, as células precisam de insulina para captar quantidades suficientes de glicose. Sem insulina, os GLUT 4 nesses tecidos se reduzem e ficam empacotados em vesículas no citosol. Quando a insulina se liga ao receptor e o ativa, a cascata de transdução de sinal resultante faz as vesículas se moverem para a membrana celular e inserirem os GLUT 4 por exocitose. As células captam glicose do interstício por difusão facilitada. O tecido muscular esquelético em exercício não precisa da insulina para que a glicose entre na célula. Quando os músculos contraem, os GLUT4 são incluídos na membrana mesmo sem insulina, aumentando a captação celular de glicose. Ativação simpática = músculo precisa de glicose para liberar energia. Inibindo insulina, faz o fígado liberar glicose no sangue e impede as células adiposas de captarem, deixando mais glicose para o músculo em exercício, que não requer insulina para captção de glicose. No fígado, o transporte de glicose não é diretamente dependente de insulina, mas é influenciado pela sua ausencia ou presença. Os hepatócitos produzem GLUT2 que estão sempre presentes na membrana da célula. No jejum, a glicose se move para fora do fígado em direção a circulação, para manter a homeostasia da glicose. Os hepatócitos convertem glicogênio armazenado e aminoácidos em glicose. A glicose recém formada se move a favor do gradiente de concentração (para fora) através dos GLUT2. Se os GLUT2 fossem retirados da membrana no estado de jejum (como é no tecido adiposo e músculo esquelético) a glicose não teria como sair do hepatócito. No estado alimentado, a insulina ativa a hexocinase, enzima que fosforila a glicose em glicose-6-fosfato, reação de fosforilação que mantém a glicose intracelular em concentrações mais baixas que a concentração plasmática de glicose. Aí, a glicose se difunde para os hepatócitos e os GLUT2 operam em direção reversa. A insulina aumenta a utilização e armazenamento da glicose, ativa enzimas par GLICÓLISE, GLICOGÊNESE, e inibe enzimas para GLICOGENÓLISE, GLICONEOGÊNESE e LIPÓLISE, garantindo que o metabolismo vá na direção no anabolismo. Se for ingerida mais glicose do que o necessário para produção de energia, o excesso é convertido em glicogênio ou ácidos graxos. Aumenta a utilização de aminoácidos, ativa enzimas para síntese proteica e inibe enzimas que promovem a quebra de proteínas. Se uma refeição tem só proteínas, os aminoácidos são usados para síntese proteica pelo fígado e pelo músculo. O excesso de aminoácidos é convertido em ácidos graxos. Promove a síntese de lipídeos, porque inibe a β-oxidação de AG e promove a conversão do excesso de glicose e aminoácidos em TG (lipogênese). Os TG em excesso são estocados no tecido adiposo como gotículas de lipídeos.
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