Insulina, Glucagon e Diabetes resumo!

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Insulina, Glucagon e Diabetes Melito
O pâncreas secreta dois hormônios importantes, insulina e glucagon, que são cruciais para a regulação normal do metabolismo da glicose, lipídios e proteínas.
Anatomia e Fisiologia do Pâncreas
O pâncreas é formado por dois tipos principais de tecidos, como os ácinos, que secretam o suco digestivo no duodeno, e ilhotas de Langerhans, que secretam a insulina e o glucagon diretamente no sangue.
As ilhotas contêm três tipos celulares principais, as células alfa, beta e delta, que se distinguem entre si devido às suas características morfológicas e de coloração.
As células beta secretam insulina e amilina. As células alfa secretam glucagon. E as células delta secretam somatostatina. As células PP secretam um hormônio de função incerta, chamado de polipeptídeo pancreático. 
Química e Síntese da Insulina
A insulina é sintetizada das células beta e pela maneira usual em que as proteínas são sintetizadas, que começa com a tradução do RNAm da insulina por meio dos ribossomos ligados ao retículo endoplasmático para formam um pré-pró-hormônio da insulina. Sendo então clivado no retículo endoplasmático para formar uma pró-insulina, e sua maior parte é novamente clivada no aparelho de Golgi para formar insulina e fragmentos de peptídeos antes de a insulina ser revestida nos grânulos secretores.
Quando a insulina é secretada na corrente sanguínea, ela circula quase inteiramente sob a forma livre. Com exceção da porção da insulina que se liga aos receptores nas células-alvo, o restante é degradado pela enzima insulinase principalmente no fígado, e em menor quantidade, nos rins e músculos, e menos ainda na maioria dos outros tecidos.
Ativação dos Receptores das Células-alvo pela Insulina e os Efeitos Celulares Resultantes
Para começar a exercer seus efeitos sobre as células-alvo, a insulina em primeiro lugar se liga e ativa um receptor proteico de membrana.
Receptor de insulina contém duas subunidades alfa que se situam inteiramente do lado externo da membrana celular e duas subunidades beta que penetram através da membrana, projetando-se no citoplasma celular.
A insulina liga-se à subunidade alfa de seu receptor, o que provoca a autofosforilação do receptor da subunidade beta, que, por sua vez, induz a atividade da tirosina quinase. Assim, inicia uma cascara de fosforilação celular que aumenta ou diminui a atividade das enzimas.
Efeito da Insulina sobre o Metabolismo dos Carboidratos
A insulina causa pronta captação, armazenamento e utilização da glicose por quase todos os tecidos do organismo, mas especialmente pelos músculos, tecido adiposo e fígado.
Armazenamento de Glicogênio no Músculo
O glicogênio pode ser utilizado posteriormente como energia pelo músculo. Ele é especialmente útil durante períodos curtos de uso energético extremo pelos músculos e até mesmo para fornecer um pico de energia anaeróbica durante alguns minutos.
A Insulina Promove a Captação, o Armazenamento e a Utilização da Glicose Hepática
Entre as refeições, quando o alimento não está disponível e a concentração de glicose sanguínea começa a cair, a secreção de insulina diminui rapidamente e o glicogênio hepático é novamente convertido em glicose.
A Glicose é Liberada do Fígado Entre as Refeições
O fígado remove a glicose do sangue quando ela está presente em quantidade excessiva após uma refeição e a devolve para o sangue quando a concentração da glicose sanguínea diminui entre as refeições.
A Insulina Promove a Conversão do Excesso de Glicose em Ácidos Graxos e Inibe e Gliconeogênese no Fígado
Quando a quantidade de glicose que penetra nas células hepáticas é maior do que pode ser armazenada sob a forma de glicogênio, a insulina promove a conversão de todo este excesso de glicose em ácidos graxos. Empacotados sob a forma de triglicerídeos e desta forma transportados pelo sangue para o tecido adiposo, onde são depositados como gordura.
Ausência de Efeito da Insulina sobre a Captação e Utilização da Glicose pelo Cérebro
As células neurais são permeáveis à glicose e podem utilizá-la sem a intermediação da insulina. Consequentemente, é essencial que o nível de glicose sanguínea se mantenha sempre acima de um nível crítico. Quando o nível da glicose cai muito, na faixa os sintomas de choque hipoglicêmico, que se caracterizam por irritabilidade nervosa progressiva que leva a perda de consciência, convulsões ou até mesmo ao coma.
O Efeito da Insulina no Metabolismo das Gorduras
A Insulina Promove a Síntese e o Armazenamento das Gorduras
A insulina aumenta a utilização da glicose maioria dos tecidos do corpo, o que automaticamente reduz a utilização da gordura, funcionando assim como um poupador de gorduras. Entretanto, a insulina também promove a síntese de ácidos graxos. Isto é especialmente verdadeiro quando há ingestão de mais carboidratos do que é possível utilizar como energia imediatamente, fornecendo assim o substrato necessário para a síntese de gorduras.
A Deficiência de Insulina Causa Lipólise das Gorduras Armazenadas e Liberação de Ácidos Graxos Livres
Na ausência de insulina, todos os efeitos da insulina observados anteriormente que provocam o armazenamento das gorduras são revertidos. Isto leva à hidrólise dos triglicerídeos armazenados, liberando grandes quantidades de ácidos graxos e glicerol no sangue circulante.
O Efeito da Insulina no Metabolismo das Proteínas e no Crescimento
A Insulina Promove Síntese e Armazenamento de Proteínas
A insulina estimula o transporte de muitos aminoácidos para dentro das células.
A insulina aumenta os processos de tradução do RNA mensageiro, formando desta maneira, novas proteínas.
A insulina também aumenta a taxa de transcrição de sequências genéticas selecionadas de DNA no núcleo celular, formando assim quantidades aumentadas de RNA e uma síntese ainda maior de proteínas.
A insulina inibe o catabolismo das proteínas.
No fígado, a insulina deprime a taxa de gliconeogênese. Como os substratos mais utilizados para a síntese de glicose pela gliconeogênese são os aminoácidos plasmáticos, esta supressão de gliconeogênese conserva os aminoácidos nas reservas de proteínas do corpo.
O Aumento da Glicose Sanguínea Estimula a Secreção de Insulina
Em níveis normais da glicose sanguínea de jejum, a taxa de secreção de insulina é mínima. Se a concentração de glicose no sangue for subitamente aumentada para um nível duas ou três vezes o valor normal, e a partir daí se mantiver neste nível elevado, a secreção de insulina aumentará acentuadamente em dois estágios.
Mecanismos de Feedback Entre a Concentração de Glicose Sanguínea e a Taxa de Secreção de Insulina
Com o aumento da concentração da glicose sérica a taxa de secreção da insulina aumenta rapidamente. O aumento na secreção da insulina sob o estímulo da glicose é dramático tanto na sua velocidade como no grau de elevação do nível de secreção atingidos.
Esta resposta da secreção da insulina a uma concentração de glicose sérica elevada fornece um mecanismo de feedback extremamente importante para a regulação da concentração da glicose sanguínea. Ou seja, qualquer elevação na glicose sanguínea aumenta a secreção de insulina, e a insulina, por sua vez, aumenta o transporte da glicose para o fígado, para os músculos e para outras células, reduzindo, consequentemente, a concentração sérica da glicose de volta para o seu valor normal.
O Papel da Insulina (e de Outros Hormônios) na “Comutação” Entre o Metabolismo de Carboidratos e o Metabolismo de Lipídios
A partir das discussões anteriores, deve estar claro que a insulina promove a utilização dos carboidratos sob a forma de energia, ao mesmo tempo em que deprime a utilização dos lipídios. Ao contrário, a ausência da insulina provoca a utilização das gorduras principalmente pela exclusão da utilização da glicose, sendo exceção o tecido neural. Além disso, o sinal que controla este mecanismo de alternância é principalmente a concentração de glicose sanguínea. Quando a concentração de glicose está baixa, ocorre a supressão da secreção dainsulina e os lipídios são utilizados quase exclusivamente como fonte de energia generalizada, exceto no cérebro. Quando a concentração de glicose está elevada, a secreção de insulina é estimulada e os carboidratos são usados no lugar dos lipídios, e o excesso de glicose no sangue é armazenado sob forma de glicogênio hepático, de lipídios hepáticos e de glicogênio muscular. Consequentemente, um dos papéis funcionais mais importantes da insulina no organismo é controlar qual destes dois alimentos a cada instante vai ser utilizado pelas células como fonte de energia. Pelo menos quatro outros hormônios conhecidos também desempenham papéis importantes neste mecanismo de alternância metabólica o hormônio do crescimento produzido pela hipófise anterior, o cortisol pelo córtex adrenal, a epinefrina, pela medula adrenal, e o glucagon, pelas células alfa das ilhotas de Langerhans no pâncreas. Tanto o hormônio do crescimento como o cortisol são secretados em resposta à hipoglicemia, e ambos inibem a utilização celular da glicose enquanto promovem a utilização dos lipídios. No entanto, os efeitos destes dois últimos hormônios desenvolvem-se lentamente, em geral necessitando de diversas horas para sua expressão máxima. A epinefrina é especialmente importante no aumento da concentração da glicose plasmática durante períodos de estresse, quando o sistema nervoso simpático está estimulado. No entanto, a epinefrina age de um modo diferente dos outros hormônios, pois aumenta simultaneamente a concentração de ácidos graxos. 
A epinefrina apresenta o efeito potente de provocar glicogenólise no fiígado, liberando assim, no intervalo de minutos, grandes quantidades de glicose no sangue
Ela apresenta também um efeito lipolítico direto sobre as células adiposas porque ativa a lipase hormônio-sensível do tecido adiposo, aumentando também enormemente a concentração sérica de ácidos graxos
O Glucagon e Suas Funções
O glucagon, que é um hormônio secretado pelas células alfa das ilhotas de Langerhans quando a concentração da glicose sanguínea cai, apresenta diversas funções que são diametralmente opostas às da insulina. A mais importante destas funções é aumentar a concentração da glicose sanguínea, um efeito que é exatamente o oposto ao da insulina.
Efeitos Sobre o Metabolismo da Glicose
Os principais efeitos do glucagon sobre o metabolismo da glicose são:
A quebra do glicogênio hepático
Aumento da gliconeogênese no fígado
Esses dois efeitos aumentam enormemente a disponibilidade da glicose para os outros órgãos do organismo.
O Glucagon Provoca Glicogenólise e Aumento da Concentração da Glicose Sanguínea
O efeito mais dramático do glucagon é sua capacidade de provocar a glicogenólise no fígado. Isto ocorre através da seguinte complexa cascata de eventos: 
Glucagon ativa a adenilil ciclase na membrana da célula hepática
Esta ativação leva à formação de monofosfato cíclico de adenosina
Que ativa a proteina reguladora da proteína quinase
Que ativa a proteina quinase 
Que ativa a fosforilase quinase b 
Que converte a fosforilase b em fosforilase a 
Que promove a degradação do glicogênio em glicose 1-fosfato
Que é desfosforilada, e a glicose é liberada das células hepáticas
Cada produto sucessivo é produzido em quantidade superior ao produto precedente. Esta sequência representa um mecanismo potente de amplificação. Isto explica como apenas uns poucos microgramas de glucagon podem fazer com que o nível de glicose sanguínea duplique ou aumente ainda mais num intervalo de uns poucos minutos.
Outros Efeitos do Glucagon
Talvez o efeito mais importante é que o glucagon ativa a lipase das células adiposas disponibilizando quantidades de ácidos graxos aumentadas para os sistemas de energia do organismo. Também inibe o armazenamento de triglicerídeos no fígado, o que impede este órgão de remover os ácidos graxos do sangue.
O glucagon em concentrações muito elevadas também:
Aumenta a força do coração
Aumenta o fluxo do sangue para alguns tecidos, especialmente os rins
Aumenta a secreção de bile
Inibe a secreção de ácido gástrico
Regulação da Secreção de Glucagon
A Glicose Sanguínea Aumentada Inibe a Secreção do Glucagon
A concentração da glicose sanguínea é, de longe, o fator mais potente que controla a secreção do glucagon. 
Assim, na hipoglicemia, o glucagon é secretado em grandes quantidades, e então aumenta enormemente e débito hepático de glicose, realizando assim a importante função de corrigir a hipoglicemia.
O Aumento dos Aminoácidos no Sangue Estimula a Secreção de Glucagon
Concentrações elevadas de aminoácidos, como ocorre no sangue depois de uma refeição de proteínas, estimulam a secreção do glucagon. Este é o mesmo efeito que os aminoácidos apresentam no estímulo da secreção de insulina. Assim, nestas circunstâncias, as respostas do glucagon e da insulina não são opostas. 
O Excercício Estimula a Secreção do Glucagon
Em exercícios exaustivos, a concentração sérica do glucagon aumenta de quatro a cinco vezes. Um efeito benéfico do glucagon é que ele impede uma redução na glicose sanguínea.
A Somatostatina Inibe a Secreção de Glucagon e de Insulina
As células delta das ilhotas de Langerhans secretam o hormônio somatostatina. Quase todos os fatores relacionados à ingestão de alimentos estimulam a secreção da somatostatina.
Glicose sanguínea aumentada
 Aminoácidos aumentados,
 Ácidos graxos aumentados
 Concentrações aumentadas de diversos hormônios gastrointestinais liberados do trato gastrointestinal superior em resposta à ingestão de alimentos. 
Por sua vez, a somatostatina apresenta efeitos inibitórios múltiplos:
 A somatostatina age localmente dentro das próprias ilhotas de Langerhans, para deprimir a secreção tanto da insulina como do glucagon
 A somatostatina diminui a motilidade do estômago, do duodeno e da vesícula biliar
A somatostatina diminui tanto a secreção como a absorção no trato gastrointestinal
Foi sugerido que o principal papel da somatostatina é prolongar o período de tempo em que os nutrientes alimentares são assimilados no sangue. 
A somatostatina é a mesma substância química que o hormônio inibidor hormônio do crescimento, que é secretado no hipotálamo e suprime a secreção do hormônio do crescimento pela hipófise anterior.
Resumo da Regulação da Glicose Sanguínea
O fígado funciona como um importante sistema tampão da glicose sanguínea
Tanto a insulina como o glucagon funcionam como importantes sistemas de controle por feedback para manter uma concentração de glicose sanguínea normal. Na maioria das condições normais, o mecanismo de feedback da insulina é muito mais importante do que o mecanismo do glucagon, mas nos casos de ausência de ingestçao ou de utilização excessiva da glicose durante o exercício e outras situações de estresse, o mecanismo do glucagon também se torna valioso
Na hipoglicemia grave, um efeito direto dos baixos níveis de glicose sanguínea no hipotálamo estimula o sistema nervoso simpático. A epinefrina secretada pelas glândulas adrenais causa uma liberação ainda maior da glicose pelo fígado.
Tanto o hormônio do crescimento como o cortisol são secretados em resposta à hipoglicemia, e ambos diminuem a taxa da utilização da glicose pela maioria das células do organismo, convertendo, por sua vez, quantidades maiores de utilização das gorduras.
Diabetes Melito
O diabetes melito é uma síndrome do metabolismo defeituoso de carboidratos, lipídios e proteínas causada tanto pela ausência de secreção de insulina quanto pela diminuição da sensibilidade dos tecidos à insulina. Existem dois tipos gerais de diabetes melito: 
1. O diabetes tipo I, também chamado de diabetes melito dependente de insulina (DMID), é causado pela ausência de secreção da insulina. 
2. O diabetes tipo II, também chamado de diabetes melito não-dependente de insulina (DMNID), é causado pela diminuição da sensibilidade dos tecidos-alvo ao efeito metabólico da insulina. Esta sensibilidade reduzida à insulina é frequentemente chamada de resistência insulínica.