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O pâncreas endócrino consiste nas ilhotas de Langerhans, que contém quatro células principais: células beta: as células beta produzem insulina, que regula a utilização de glicose nos tecidos e reduz os níveis de glicose no sangue. células alpha: as células alpha secretam glucagon, induzindo a hiperglicemia através da sua atividade glicogenolítica no fígado. células delta: as células delta secretam a somatostatina, que suprime a liberação de insulina e de glucagon. polipeptídeo pancreático: as células PP secretam o polipeptídeo pancreático, que exerce vários efeitos gastrointestinais, como estimulação da secreção de enzimas gástricas e intestinais e também inibição da motilidade intestinal. A doença mais importante do pâncreas endócrino é o diabetes melito, causada por produção ou ação deficiente de insulina. O diabetes melito é um grupo de distúrbios metabólicos caracterizados por hiperglicemia. A hiperglicemia no diabetes resulta de defeitos na secreção da insulina, na ação da insulina ou, mais comumente, ambas. A hiperglicemia crônica e as consequentes anormalidades metabólicas do diabetes são frequentemente associadas a danos secundários em múltiplos sistemas de órgãos, especialmente rins, olhos, nervos e vasos sanguíneos. DIAGNÓSTICO A glicemia geralmente é mantida em um intervalo muito rigoroso, geralmente de 70 a 120 mg/dL. De acordo com a American Diabetes Association (ADA) e a Organização Mundial de Saúde (OMS), os critérios diagnósticos para diabetes incluem: Glicemia de jejum ≥ a 126 mg/dL e/ou Glicemia casual ≥ a 200 mg/dL (em um paciente com sinais hiperglicêmicos clássicos) e/ou Glicemia de 2 horas ≥ a 200 mg/dL após a realização de um teste oral de tolerância à glicose com uma sobrecarga de 75g e/ou Nível de hemoglobina glicada (HbA1C) maior ou igual a 6,5%. Todos os testes, exceto o teste de glicemia casual em um paciente com sinais hiperglicêmicos clássicos, precisam ser repetidos e confirmados em outro dia. Vale destacar que muitas condições agudas associadas ao estresse, como infecções graves, queimaduras ou trauma, podem levar à hiperglicemia transitória devido à secreção de hormônios como catecolaminas e cortisol que se opõem aos efeitos da insulina. O diagnóstico de diabetes requer persistência da hiperglicemia após a resolução da doença aguda. Glicemia de jejum entre 100 e 125 mg/dL (“glicemia de jejum alterada”) e/ou Glicemia plasmática de 2 horas entre 140 e 199 mg/dL após um teste de tolerância oral à glicose e/ou Nível de hemoglobina glicada (HbA1C) entre 5,7% e 6,4%. Até um quarto dos indivíduos com tolerância alterada à glicose desenvolverão diabetes manifesta nos próximos 5 anos, com fatores de risco adicionais, como obesidade e histórico familiar, aumentando esse risco. Além disso, indivíduos com pré-diabetes apresentam alto risco de doença cardiovascular. CLASSIFICAÇÃO Embora todas as formas de diabetes compartilhem a hiperglicemia como característica comum, as causas subjacentes da hiperglicemia variam amplamente. A grande maioria dos casos de diabetes se enquadra em uma de três grandes classes: Diabetes tipo 1, diabetes tipo 2 e diabetes gestacional; pâncreas endócrino PÂNCREAS ENDÓCRINO E A DIABETES. O diabetes tipo 1 é uma doença autoimune caracterizada por destruição de células β pancreáticas e uma deficiência absoluta de insulina. Ele representa cerca de 5% a 10% de todos os casos e é o subtipo mais comum diagnosticado em pacientes com menos de 20 anos de idade. O diabetes tipo 2 é causado por uma combinação de resistência periférica à ação da insulina e uma resposta secretória inadequada pelas células β pancreáticas (“deficiência relativa de insulina”). Aproximadamente 90% a 95% dos pacientes diabéticos têm diabetes tipo 2, e muitos deles estão acima do peso. Embora classicamente seja considerada de “início na idade adulta”, a prevalência do diabetes tipo 2 em crianças e adolescentes está aumentando em um ritmo alarmante devido às taxas crescentes de obesidade nessas faixas etárias. É uma diabetes que acontece durante a gestação. Geralmente a glicose no sangue se normaliza após o parto, entretanto, estas mães possuem maior risco de desenvolverem Diabetes Tipo 2 tardiamente, o mesmo ocorrendo com os filhos. CLASSIFICAÇÃO SIMPLIFICADA DO DIABETES 1) Diabetes tipo 1 Destruição das células beta, geralmente levando a deficiência absoluta de insulina. 2) Diabetes tipo 2 Combinação entre resistência à insulina e disfunção das células beta. 3) Defeitos genéticos da função das células betas Diabetes da maturidade de início no jovem (MODY). Mutações no gene da insulina. 4) Defeitos genéticos na ação da insulina Mutações no receptor de insulina. 5) Defeitos pancreáticos exócrinos Pancreatite crônica, pancreatectomia, fibrose cística e Hemocromatose. 6) Endocrinopatias Excesso de hormônio do crescimento (acromegalia) Síndrome de Cushing Hipertireoidismo Feocromocitoma 7) Infecções Infecção por citomegalovírus Infecção pelo vírus Coxsackie B Rubéola congênita 8) Fármacos Glicocorticoides Hormônio da tireoide Agonistas β-adrenérgicos 9) Diabetes Gestacional Diabetes associado à gravidez. Uma variedade de causas monogênicas e secundárias é responsável pelos demais casos. É importante destacar que, quando combinadas, as formas monogênicas e secundárias de diabetes representam >10% do diabetes (o que, em conjunto, as torna mais comuns do que o diabetes tipo 1). Um ponto importante é que, embora os principais tipos de diabetes surjam por diferentes mecanismos patogênicos, as complicações de longo prazo nos rins, olhos, nervos e vasos sanguíneos são as mesmas e são as principais causas de morbidade e morte. A A homeostase normal da glicose é rigorosamente regulada por três processos inter-relacionados: produção de glicose no fígado; captação de glicose e utilização pelos tecidos periféricos, principalmente musculatura estriada esquelética; as ações da insulina e dos hormônios contrarregulatórios (especialmente o glucagon). A principal função da insulina é aumentar a taxa de transporte de glicose para o interior de determinados tipos celulares (células musculares estriadas e, em menor grau, os adipócitos). A captação da glicose por outros tecidos periféricos (cérebro) é independente da insulina; Nas células musculares, a glicose é armazenada como glicogênio ou oxidada para gerar ATP; No tecido adiposo, a glicose é armazenada como lipídios; Além de promover a síntese lipídica (lipogênese), a insulina também inibe a degradação dos lipídios (lipólise) nos adipócitos. ❖ A insulina reduz a produção de glicose pelo fígado. A insulina e o glucagon possuem efeitos regulatórios opostos sobre a homeostase da glicose. estado jejum Durante o estado de jejum, níveis baixos de insulina e altos níveis de glucagon facilitam a gliconeogênese hepática (formação de glicose a partir de compostos aglicanos) e a glicogenólise (degradação do glicogênio), enquanto é reduzida a síntese do glicogênio, impedindo, a hipoglicemia. Portanto, os níveis plasmáticos da glicose de jejum são determinados primariamente pelo débito hepático de glicose. estado pós-prandial Após uma refeição, os níveis de insulina se elevam e os níveis de glucagon caem em resposta à grande carga de glicose. O estímulo mais importante que desencadeia a liberação de insulina é a própria glicose, que inicia a síntese insulínica nas células beta pancreáticas. Nos tecidos periféricos (músculo esquelético e tecido adiposo), a insulina secretada se liga ao receptor insulínico, desencadeando uma série de respostas intracelularesque promovem a captação da glicose e a utilização pós-prandial da glicose, mantendo, assim, a homeostase da glicose. DIABETES MELITO DO TIPO I O diabetes do tipo 1 é uma doença autoimune na qual a destruição das ilhotas é provocada primariamente por células efetoras imunes reagindo contra antígenos endógenos das células beta. Mais comumente se desenvolve na infância, torna-se manifesto na puberdade e progride com a idade. A maior parte dos pacientes com diabetes do tipo 1 depende de insulina exógena para a sua sobrevivência; sem a insulina, eles desenvolvem graves complicações, como a cetoacidose e o coma. Embora o início clínico do diabetes do tipo 1 seja abrupto, essa doença, na verdade, resulta de um ataque autoimune às células beta que geralmente começa muitos anos antes que a doença se torne evidente. As manifestações clássicas da doença (hiperglicemia e cetose) ocorrem posteriormente no seu curso, depois que mais de 90% das células beta foram destruídas. Destruição das células β Imagem 1: observamos o tecido pancreático (essa parte bem delimitada é a ilhota de Langerhans). A parte das células que está com uma coloração mais escura é o infiltrado linfocitário que destruiu essa parte da ilhota de Langerhans. A causa do diabetes tipo 1 pode ser por fatores genéticos (uma falha nos linfócitos (TCD4 e TCD8) que os torna autorreativos as células β; e as células T regulatórias que iriam controlar esses linfócitos estão desreguladas) ou fatores ambientais (infecções virais). Imagem 2: as ilhotas de Langerhans são passiveis de dois mecanismos imunológicos que promovam a destruição delas. Ambas as células liberam epítopos/ antígenos próprios, estes podendo ser apresentado a dois tipos de células: as células dendríticas ou linfócitos TCD8. 1. Células dendríticas → apoptose As células dendríticas migram até os linfócitos que estão situados no local e apresenta o antígeno da célula β para o TCD4 nos linfonodos. Toda vez que uma célula TCD4 reconhece um antígeno, ela ativa a expansão clonal de suas células. Essas células TCD4 (autorreativas) iram ativar as células TCD8. Após a ativação, as TCD8 iram se ligar aos receptores de morte celular que estão presentes nas células β, induzindo a apoptose. Lembre-se que os receptores de morte celular está presente na superfície de todas as células, estes receptores são sensíveis a dois fatores: fator de necrose tumoral ou a ligação CD95L – mediated killing (essa célula imune se liga ao receptor de morte que irá disparar a via de apoptose da célula – via extrínseca). A seta cortada na via (indica interrupção da via): as células T regulatórias que estão controlando ou impedindo que o processo aconteça. 2. Linfócitos TCD8 → necrose Outro processo que pode acontecer é das células dendríticas apresentar o antígeno para os linfócitos TCD8. Quando os TCD8 são ativados, secretam fatores que induzem a destruição das células: granzimas, interferons e perforinas, são enzimas que destroem a membrana das células β pancreáticas. Evidências adicionais sugerem que fatores ambientais, especialmente as infecções, possam estar envolvidos no diabetes do tipo 1. Foi proposto que determinados vírus (vírus da caxumba, rubéola e coxsackie B, em particular) possam constituir um fator desencadeante inicial, talvez porque alguns antígenos virais sejam antigenicamente semelhantes a antígenos das células beta (mimetismo molecular), acarretando lesão circunstancial das ilhotas, mas essa ideia não está conclusivamente estabelecida. DIABETES MELITO DO TIPO II O diabetes do tipo 2 é uma doença multifatorial complexa prototípica. ❖ Fatores ambientais (como estilo de vida sedentário, obesidade e hábitos alimentares); ❖ Fatores genéticos também estão envolvidos na patogenia; 90% em gêmeos homozigotos 5 a 10 vezes entre parentes de primeiro grau No entanto, ao contrário do diabetes do tipo 1, a doença não está vinculada aos genes envolvidos na tolerância e regulação imune (p. ex., HLA e CTLA4), e faltam evidências de uma base autoimune. Os dois defeitos metabólicos que caracterizam o diabetes do tipo 2 são: a redução da capacidade dos tecidos periféricos de responderem à insulina (resistência insulínica) a disfunção das células beta, que se manifesta como secreção inadequada de insulina em face da resistência insulínica e da hiperglicemia. Uma paciente é resistente à insulina quando ocorre a produção de insulina, mas não há reposta periférica a esse estímulo. Ou seja, as células periféricas não reconhecem a insulina (também podem reconhecer, mas o processo de fosforilação não acontece). RESISTÊNCIA A INSULINA E OBESIDADE A associação da obesidade com o diabetes do tipo 2 foi identificada há décadas, sendo a obesidade visceral comum na maioria dos pacientes afetados. A resistência insulínica está presente mesmo com a obesidade simples, não acompanhada por hiperglicemia, indicando uma anomalia fundamental da sinalização insulínica nos estados de excesso adiposo. O risco de diabetes aumenta à medida que o índice de massa corporal (uma medida do conteúdo adiposo do corpo) aumenta, sugerindo uma relação dose-resposta entre a gordura corporal e a resistência insulínica. A resistência insulínica antecede o desenvolvimento de hiperglicemia (níveis elevados de glicose), sendo acompanhada por hiperfunção compensatória das células beta e hiperinsulinemia nos estágios iniciais da evolução do diabetes. A resistência insulínica é definida como o insucesso dos tecidos-alvo em responder à insulina. Isso leva a uma redução da captação de glicose pelo músculo, redução da glicólise e da oxidação dos ácidos graxos no fígado, e incapacidade de suprimir gliconeogênese hepática. No início, o paciente apresenta um quadro de hiperglicemia (a glicose circulante no sangue não consegue ser captada pelos tecidos). Devido à falta de entrada de glicose nas células, temos um porte de oxigênio e ATP mais baixo. Como o organismo responde a isso? 1) Tecido adiposo: dentro das células adiposas existe vesículas de triglicerídeos revestidas por proteínas protetoras. Há também uma enzima lipase hormônio sensível que irá regular a liberação dos ácidos graxos. Jejum: enzima ativada Pós-prandial: enzima inativada Em pacientes com diabetes, o tecido adiposo entende que o paciente está em estado de jejum. Logo teremos a hiperglicemia em conjunto com a liberação de ácidos graxos (e lipólise). Os triglicerídeos intracelulares e os produtos do metabolismo dos ácidos graxos são potentes inibidores da sinalização insulínica e resultam em um estado de resistência insulínica adquirida. 2) Tecido muscular: as células musculares começam a quebra de aminoácidos, liberando-os na corrente sanguínea. 3) Fígado: o glicerol que vem dos ácidos graxos e aminoácidos são utilizados como substratos para a gliconeogênese. Logo temos a produção de glicose pelo fígado, liberando-a para a corrente sanguínea. O glucagon que está guardado no fígado é quebrado para formar uma nova molécula de glicose (o organismo entende que está faltando glicose no sangue porque o paciente está sem energia). Os ácidos graxos produzem corpos cetônicos (cetogênese) causando uma cetoacidose no paciente, ou seja, uma desregulação no pH dos fluidos. 4) Rins: os corpos cetônicos juntamente com a glicose são filtrados pelos rins e liberados na urina (cetonuria e glicosúria). Esse soluto que passa pelo néfron e vai para dentro do sistema tubular renal, fazendo com que o ocorra a mobilização de água por osmose (do sistema vascular que está revestindo os néfrons para dentro do sistema tubular). → poliúria. 5) Papel da inflamação: Ao longo dosanos, a inflamação surgiu como um importante fator na patogenia do diabetes do tipo 2. Sabe-se agora que um ambiente inflamatório permissivo resulta tanto em resistência insulínica periférica quanto em disfunção das células beta. Doenças macrovascular (AVC, infarto do miocárdio) e microvascular (retinopatia diabética, nefropatia e neuropatia). Formação de produtos finais de glicosilação avançada AGEs – RAGE (presente em células inflamatórias, endotélio e músculo liso). Imagem 3: os AGEs se ligam a receptores específicos (RAGE), e essa ligação dispara várias vias. Dentre essas vias, temos a via de produção de radicais livres que vão induzir a produção de citocinas que alteram a expressão proteica dessa célula endotelial. Logo, essa célula endotelial irá expressas proteínas pro-coagulantes. Lembre-se que a célula endotelial é uma célula antitrombótica, ou seja, ela expressa em sua superfície proteínas que inibem o processo de trombose. Na homeostase, a função do vaso é conduzir o sangue, assim casos de trombose são eventos que fogem da homeostase. Em pacientes diabéticos, essa célula sofre uma modificação na expressão gênica e passa a expressar proteínas pro-coagulantes que vão induzir aos trombos. Os AGEs também conseguem atravessar o espaço intracelular e se ligar aos fibroblastos e células musculares, alterando suas funções. Essas ligações dos AGEs com as células que estão presentes na parede vascular permitem que ocorra um aumento de permeabilidade (edema) e um aumento da rigidez do vaso (rompimento dos vasos). Os efeitos prejudiciais do eixo de sinalização AGE-RAGE no interior do compartimento vascular incluem: Liberação de citocinas e fatores de crescimento pró-inflamatórios pelos macrófagos da íntima; Geração de espécies reativas do oxigênio nas células endoteliais; Aumento da atividade pró-coagulante nas células endotelial e macrófagos; Aumento da proliferação das células musculares lisas e da síntese de matriz extracelular; E também os AGEs podem se ligar as células imunes que estão presentes no lúmen do vaso ou na parede e liberar fatores como NFkβ e IGF-1, promovendo o processo de aumento da permeabilidade (os fluidos que estão dentro do vaso saiem para a matriz extracelular, inclusive mais AGEs). O excesso de glicose circulante é convertido em alguns intermediários, esses intermediários se ligam a proteínas e lipídios nas células (glicação). Um AGEs clássico é a hemoglobina glicada.
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