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ANTONIO HASHITANI - 83 1 PÂNCREAS ENDÓCRINO ANATOMIA E FISIOLOGIA DO PÂNCREAS: O pâncreas é composto por 2 principais tecidos: 1. ÁCINOS: secretam o sulco digestivo no duodeno 2. ILHOTAS DE LANGHERANS: secretam insulina e glucagon diretamente no sangue. As ilhotas contêm três tipos celulares: α (cerca de 25% do total, secretam glucagon), β (em torno de 60% de todas as células das ilhotas, secretoras de insulina e amilina) e Δ (aproximadamente 10% do total, secretam somatostatina.) A insulina inibe a secreção do glucagon; a amilina inibe a secreção de insulina, mas ainda não se tem certeza; a somatostatina inibe a secreção de insulina e do glucagon. INSULINA: Sintetizada nas células beta, formando primeiro uma pré-pró-insulina. Então, ao ser clivada (perde a extremidade amina) no retículo endoplasmático, forma a pró-insulina. Ela é formada por três cadeias de peptídeos: A, B e C. Sendo que a cadeia C, conhecida como peptídeo C, será clivada, formando a insulina (cadeias A e B). E por que isso é importante? O peptídeo C no sangue significa que a pessoa ainda produz insulina. Se a pessoa não o tem, ela não produz. ANTONIO HASHITANI - 83 2 Ela é hidrofílica, ou seja, circula quase que inteiramente na forma livre. Sua meia vida é de 6 minutos e é eliminada de 10 a 15 minutos. A enzima insulinase ainda corta seu efeito, que degrada a insulina no fígado, mas também nos rins e músculos. Ela diminui a gliconeogênese. Ela evita a quebra de glicogênio. Ela promove a entrada de glicose nos músculos pelo GLUT4. Efeitos da Insulina sobre o metabolismo dos carboidratos: A insulina promove a captação e Metabolismo da glicose nos músculos. E como? O tecido muscular necessita não somente de glicose, mas também de ácidos graxos. Isso deve- se ao fato de que a membrana muscular em repouso é ligeiramente permeável à glicose, no entanto, quando ficamos algum tempo sem comer, a quantidade de insulina secretada não é suficiente para promover a entrada de glicose em grandes quantidades nas células musculares. Entretanto, os músculos utilizam glicose em grande quantidade sob duas condições: a. Durante a realização de exercício físico: não necessita de muita insulina, pois o processo de contração muscular torna as fibras musculares mais permeáveis a glicose, mesmo na ausência da insulina. Isso promove a translocação da GLUT 4 dos depósitos intracelulares para a membrana celular. b. Algumas horas após a refeição: temos uma insulina elevada devido à hiperglicemia, e ela então provocará um transporte da glicose para as células musculares. ANTONIO HASHITANI - 83 3 A insulina promove a captação, o armazenamento e a utilização da glicose hepática: Um dos mais importantes efeitos da insulina é o de fazer com que a glicose absorvida após a refeição seja armazenada no fígado em forma de glicogênio. Assim, se a glicose sanguínea começar a cair, após algumas horas sem comer, a secreção da insulina diminui e o glicogênio hepático é convertido novamente em glicose. O mecanismo para a captação e armazenamento da glicose pelo fígado funciona da seguinte maneira: i. A insulina inativa a fosforilase hepática, enzima responsável por quebrar o glicogênio em glicose. ii. A insulina causa um aumento da captação de glicose do sangue pela enzima glicocinase, que provoca a fosforilação inicial da glicose depois de ela se difundir para as células hepáticas. A glicose fosforilada não pode se difundir de volta pela membrana, ficando temporariamente retida nas células hepáticas. iii. A insulina aumenta as atividades das enzimas promotoras da síntese de glicogênio, sendo a mais importante a glicogênio sintase. O efeito geral de todas essas ações é de aumentar a quantidade de glicogênio no fígado. A Glicose é liberada do fígado entre as refeições: A redução da glicemia faz com que o pâncreas reduza a secreção da insulina. A ausência de insulina interrompe a síntese de glicogênio no fígado e impede a captação adicional de glicose sanguínea pelo fígado. A ausência de insulina ativa a enzima fosforilase hepática, que quebra o glicogênio em glicose fosfato. A enzima glicose fosfatase, inibida pela insulina, é ativada pela sua ausência, fazendo com que o radical fosfato seja retirado da glicose e possibilitando a difusão da glicose livre para o sangue. A insulina promove a conversão do excesso de glicose em ácidos graxos: ANTONIO HASHITANI - 83 4 Quando a quantidade de glicose que entra nas células hepáticas é maior do que a capacidade do fígado de realizar o armazenamento na forma de glicogênio, a insulina promove a conversão desse excesso em ácidos graxos. Então, esses ácidos graxos formam os triglicerídeos e são transportados para o tecido adiposo. A insulina ainda inibe a gliconeogênese reduzindo a liberação de A.A dos músculos e dos tecidos extra-hepáticos, além de reduzir a atividade das enzimas hepáticas. Vale ressaltar que a insulina aumenta o transporte e utilização de glicose pela maioria das células do organismo, com exceção dos neurônios, que são permeáveis à glicose sem intermédio da insulina. A falta de glicose no sangue pode causar choque hipoglicêmico. O efeito da insulina no metabolismo das gorduras: A longo prazo, a falta de insulina provoca aterosclerose extrema, levando a ataques cardíacos, AVC’s e outros acidentes. A insulina promove a síntese e o armazenamento de gorduras via: i. Aumenta o transporte da glicose para as células hepáticas e, ao atingir um nível, toda glicose adicional será disponível sob forma de gordura. A glicose é transformada em piruvato na via glicolítica, e ele será convertido em Acetil-CoA (substrato de ácidos graxos). No armazenamento de gorduras nas células adiposas, a insulina inibe a ação da lipase hormônio-sensível (enzima que provoca hidrólise dos triglicerídeos previamente armazenados nas células adiposas.) Ela ainda promove o transporte da glicose através da membrana celular para as células adiposas, promovendo a síntese de ácidos graxos e α-glicerol. A deficiência de insulina aumenta o uso das gorduras como fonte de energia: A deficiência de insulina causa lipólise das gorduras armazenadas e liberação de ácidos graxos livres. O efeito mais importante disso é que a enzima lipase hormônio-sensível fica intensamente ativada, o que ocasionará a liberação de ácidos graxos e glicerol no sangue. Isso fará com que esses ácidos graxos se tornem o principal substrato de energia utilizado, com exceção do cérebro. ANTONIO HASHITANI - 83 5 A deficiência de insulina aumenta as concentrações de colesterol e fosfolipídios plasmáticos, pois, o excesso de ácidos graxos no plasma também promove a conversão hepática de alguns ác. Graxos em fosfolipídios e colesterol. Então, juntamente com os triglicerídeos formados no fígado ao mesmo tempo, são liberados no sangue nas lipoproteínas, aumentando a concentração de lipídeos plasmáticos. Resultando, portanto, na aterosclerose nas pessoas portadoras de diabetes grave. O uso excessivo das gorduras durante a falta de insulina causa cetose e acidose: Na ausência de insulina, mas na presença de ácidos graxos nas células hepáticas, o transporte da carnitina para levar os ácidos graxos às mitocôndrias fica cada vez mais ativado. Assim, o Acetil-CoA formado nas mitocôndrias pela β-oxidação gera o ácido acetoacético, liberado no sangue circulante. Ao mesmo tempo, a falta de insulina gera uma depressão do uso desse ácido nos tecidos periféricos, resultando num acúmulo dele, que é a acidose. O ácido acetoacético também pode ser convertido em 2 produtos, que são chamados de corpos cetônicos, sendo que sua presença elevada nos líquidos do corpo é chamada de cetose. Na diabetes grave, o acúmulo deles podem gerar acidose grave e coma, levando à morte.O efeito da insulina no metabolismo das proteínas e no crescimento: A insulina estimula o transporte de muitos A.A para as células, dividindo com o GH a capacidade de aumentar a captação de A.A nas células. A insulina aumenta os processos de tradução do RNAm, formando novas proteínas. ANTONIO HASHITANI - 83 6 A insulina ainda aumenta a transcrição de sequências genéticas selecionadas do DNA. A insulina inibe o catabolismo das proteínas, diminuindo a degradação normal dos lisossomos sobre as proteínas. Mecanismos da Secreção de insulina: As células β contém grande número de GLUT2, que permite o influxo de glicose. Quando entra nas células, a glicose é fosforilada pela glicocinase em glicose-6- fosfato. Então, essa glicose-6-fosfato será oxidada, formando ATP. O ATP inibe os canais de potássio sensíveis ao ATP da célula, gerando uma despolarização da membrana e, consequentemente, abrindo os canais de cálcio dependentes de voltagem. Isso gera um influxo de cálcio, estimulando a fusão de vesículas que contém insulina com a membrana plasmática, exocitando o hormônio. A.A também podem aumentar os níveis de ATP e estimular a secreção de insulina. Alguns hormônios podem elevar o nível do cálcio intracelular por outras vias, aumentando o efeito da glicose. Somatostatina e norepinefrina inibem a exocitose da insulina. ANTONIO HASHITANI - 83 7 O aumento da glicose sanguínea estimula a secreção de insulina: A concentração da insulina plasmática aumenta quase 10x de 3-5minutos depois da elevação da glicose sanguínea. Isso é devido a liberação imediata da insulina pré- formada nas células beta das ilhotas de Langherans. No entanto, essa elevação não é mentida, caindo pela metade em poucos minutos. Depois de certo tempo, em torno de 2 horas, a insulina atinge um novo platô e dessa vez mais elevado do que o primeiro. Mecanismos de Feedback entre a concentração de glicose sanguínea e insulina: O aumento da secreção da insulina pelo estímulo da glicose é dramático, tanto na velocidade quanto em grau de aumento. GLUCAGON: Secretado pelas células alfa das ilhotas de Langherans quando a concentração de glicose sanguínea cai. Então, ela aumenta a concentração de glicose no sangue, ou seja, efeito oposto ao da insulina. Efeitos sobre o metabolismo da glicose: Os principais efeitos são a quebra do glicogênio hepático (glicogenólise) e aumento da gliconeogênese no fígado. O glucagon provoca a glicogenólise e aumento da concentração da glicose sanguínea pelos seguintes eventos: 1. O glucagon ativa a adenilil ciclase na membrana da célula hepática. ANTONIO HASHITANI - 83 8 2. Isso levará a formação de AMPc, que ativará a proteína reguladora da proteínocinase. 3. Então, a PK será ativada e atuará na fosforilase cinase b. 4. Essa fosforilase b será convertida em fosforilase a 5. É a fosforilase A, portanto, que irá promover a degradação de glicogênio em glicose-1-fosfato. 6. A glicose-1-fosfato, por fim, será desfosforilada e a glicose será liberada das células hepáticas. A atuação do glucagon, durante um período de 4 horas, pode levar a uma glicogenólise tão intensa que todas as reservas de glicogênio hepático são esgotadas. O glucagon aumenta a gliconeogênese: Se o glucagon continuasse atuando mesmo após o esgotamento do glicogênio hepático, isso causaria uma hiperglicemia continuada. Pois, o glucagon passa a aumentar a captação de A.A pelas células hepáticas, convertendo eles em glicose via gliconeogênese. O glucagon ativa muitas enzimas neste processo, em especial para a conversão de piruvato em fosfoenolpiruvato. Outros efeitos do glucagon: Ativação da lipase das células adiposas, aumentando a disponibilidade de ácidos graxos para o sistema de energia do organismo. Ele ainda inibe o armazenamento de triglicerídeos no fígado, o que impede a retirada de ácidos graxos do sangue. Esses efeitos só ocorrem em concentração elevada de glucagon. Ele também pode aumentar a força do coração, fluxo sanguíneo especialmente para os rins, secreção da bile e inibe a secreção de ácido gástrico. (não preciso decorar isso, só entender que ele possui muitas funções). Regulação da secreção de glucagon: A glicose sanguínea é o fator mais potente que controla a secreção do glucagon, pois, sua redução plasmática (hipoglicemia), é capaz de aumentar a concentração de glucagon plasmático. O aumento de A.A no sangue estimula a secreção de glucagon, especialmente alanina e arginina. Esse é o mesmo efeito que os A.A apresentam no estímulo a secreção de ANTONIO HASHITANI - 83 9 insulina. Ele é responsável por converter os A.A em glicose, disponibilizando-a para os tecidos. Além disso, o exercício físico estimula a secreção de glucagon. Somatostatina: Age localmente nas próprias ilhotas de Langherans, para deprimir a secreção da insulina e glucagon. Ela diminui a motilidade do estômago, vesícula biliar e duodeno. Ela diminui a secreção e absorção no trato gastrointestinas. É secretada pelas células delta das ilhotas de Langherans. Ela é estimulada por glicose sanguínea aumentada, A.A aumentados, ácidos graxos aumentados e concentrações aumentadas de hormônios gastrointestinais, ou seja, tudo que envolve ingestão de alimento. Sua principal função é a de prolongar o tempo em que os nutrientes alimentares são assimilados no sangue. Ela ainda é o hormônio inibidor do GH. A concentração de glicose sanguínea não pode aumentar muito: A glicose contribui para a pressão osmótica no líquido extracelular, podendo gerar desidratação. Um nível elevado de glicose sanguínea provoca a perda de glicose na urina. Gerando diurese osmótica pelos rins, o que gerará perda de eletrólitos e líquidos. Um aumento duradouro de glicose sanguínea pode lesionar os vasos sanguíneos e outros tecidos. Diabetes Mellitus: É uma síndrome do metabolismo defeituoso de carboidratos, lipídeos e proteínas resultante da ausência de secreção da insulina ou diminuição da sensibilidade dos tecidos à insulina. Existem dois tipos: 1. Tipo 1 ou dependente de insulina: causado pela ausência da secreção de insulina pelas células β do pâncreas. Ocorre por volta dos 14 anos nos EUA, por exemplo, mas pode ocorrer em qualquer idade. 2. Tipo 2 ou não dependente de insulina: causado pela diminuição da sensibilidade dos tecidos-alvo à insulina. (resistência à insulina). É muito mais comum do que o ANTONIO HASHITANI - 83 10 tipo I, ocorrendo depois dos 30 anos de idade, geralmente. A obesidade é um fator de risco RESUMINDO: ANTONIO HASHITANI - 83 11
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