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FISIOLOGIA VETERINÁRIA REGULAÇÃO DA GLICEMIA PÂNCREAS: Ilhotas de Langerhans ❖ Células alfa (A): 20-25% - glucagon ❖ Células beta (B): 60-80% - insulina (hipoglicemiante) ❖ Células delta (D): 10% - somatostatina (modula via parácrina negativamente a síntese e secreção de insulina e glucagon) ❖ Células F (PP): 5% - polipeptídeo pancreático (regulação dos processos enzimáticos) Esse processo que envolve os dois hormônios insulina e glucagon é regulado pela própria concentração de glicose no sangue. Em uma hipoglicemia, estimula a secreção de glucagon que irá agir no fígado estimuando a glicogenólise e neoglicogênese. Em uma hiperglicemia, estimula a secreção de insulina que estimula a captação, utilização e metabolização dos açúcares no sangue da glicose nas células de tecidos- alvo, e estimula no fígado a glicogênese. Glucagon – atua principalmente no tecido hepático estimulando a neoglicogênese e glicogenólise, aumentando a concentração de glicose no plasma sanguíneo. Insulina – estimula no tecido hepático o armazenamento de glicose na forma de glicogênio, armazenamento no tecido adiposo na forma de triglicerídeos, e no tecido muscular também promove a glicogênese e utilização da glicose para a produção de ATP, também no tecido muscular estimula a síntese protéica. Também existem tecidos insulino-independentes para captação da glicose por essas células, que envolvem os hepatócitos, as células nervosas, eritrócitos e células epiteliais renais e gastrointestinais. NÍVEIS DE GLICOSE E INSULINA EM 24H O SNA modula as células B através do estímulo do SNParassimpático, liberação de acetilcolina nos terminais desses neurônios nas células B pancreáticas estimulando a secreção de insulina. Enquanto que o SNSimpático via noradrenalina inibe síntese e secreção de insulina. De que maneira a glicose consegue estimular a síntese e secreção de insulina pelas células B pancreáticas? Existe um transportador de glicose chamado de GLUT-2 na membrana plasmática das células B pancreáticas. Ele permite a entrada da glicose para dentro das células e dentro destas, por ação de uma glicoquinase, a glicose é fosforilada formando a glicose-5-fosfato que será utilizada para o ciclo metabólico das células B para gerar ATP via glicólise, ciclo de Krebs e fosforilação oxidativa, aumentando a relação ADP/ATP. Esse aumento intracelular da concentração de ATP promove um fechamento de canais de K impedindo a sua saída dessa célula e, com isso, despolarizando a sua membrana, o que abre canais de cálcio voltagem-dependentes aumentando a concentração intracelular de íons cálcio. Isso vai promover o deslocamento e fusão das vesículas que contém insulina armazenada, promovendo através do processo de exocitose a liberação de insulina para o meio externo. SECREÇÃO DE INSULINA PELAS CÉLULAS A insulina necessita de receptores localizados na membrana plasmática para poder exercer a sua ação. Esse receptor possui um domínio extracelular, um transmembrana e um intracelular. A insulina se ligando ao seu receptor de domínio extracelular (alfa) vai desencadear uma resposta de cadeias fosforilativas (uma subunidade B fosforila a outra), uma vez que se ligam ao fosfato são energizadas e vão desencadear respostas celulares, ativação enzimática (glicogênio sintase) e união de moléculas de glicose levando a formação do glicogênio armazenado dentro da célula hepática ou do tecido muscular. MECANISMO DE AÇÃO DA INSULINA A insulina se liga ao seu receptor (2 mol. De insulina se liga a um receptor cada uma), ativando o receptor que vai levar a expressão gênica e regulação do crescimento e sinais intracelulares que vão fazer com que ocorra o deslocamento e inserção na membrana plasmática da célula ou tecido alvo da insulina de canais para glicose do tipo 4 (GLUT-4). Uma vez que uma molécula de glicose se une no lado extracelular desse canal, ele sofre uma alteração conformacional deslocando a glicose para o meio intracelular. Esse é um processo sem gasto energético chamado de difusão facilitada. EFEITOS DA INSULINA NA CAPTAÇÃO DE GLICOSE Essa atividade insulino-dependente vai promover o aumento da respiração celular, aumento do consumo de O2, produção de CO2, H20 e ATP gerando energia para a atividade celular. No tecido adiposo vai promover a deposição de ácidos graxos e glicerol. Vai permitir o armazenamento de glicogênio no tecido muscular. AÇÕES METABÓLICAS DA INSULINA • Aumenta captação glicose • Aumenta síntese glicogênio • Diminui gliconeogênese • Reduz concentração plasmática glicose • Aumenta armazenamento glicogênio • Aumenta síntese triglicerídeos • Reduz concentração plasmática AGL • Aumenta armazenamento triglicerídeos • Aumenta captação aminoácidos • Aumenta síntese proteínas • Reduz concentração plasmática Aminoácidos REGULAÇÃO DA SECREÇÃO DE INSULINA No estado absortivo após uma refeição, os níveis de glicose no sangue aumentam – a glicose sanguínea elevada estimula o pâncreas – este secreta insulina no sangue – esta estimula o transporte de glicose do sangue para dentro das células - os níveis de glicose sanguínea voltam ao normal – o estímulo para secreção de insulina é removido. REGULAÇÃO DA SECREÇÃO E AÇÃO DO GLUCAGON O glucagon se liga ao seu receptor do tipo 7 domínios transmembrana ou serpentina. Uma vez ativado o complexo hormônio-receptor, vai estimular a adenilciclase que vai transformar ATP em AMPc que irá estimular enzimas hepáticas que vão ser responsáveis pelo processo de glicogenólise e essa glicose será liberada para a circulação sanguínea reestabelecendo os níveis de glicose sanguínea. AÇÃO HEPÁTICA E HORMÔNIOS HIPERGLICEMIANTES Associado a ação do glucagon, existem outros hormônios como a adrenalina (catecolamina) que também tem ações similares, já que esses dois hormônios atuam estimulando através da utilização do glicerol, aminoácidos e outros substratos e neoglicogênese e quebra do glicogênio em glicose. Dessa maneira, o fígado é o principal modulador da regulação da glicemia. AÇÕES NO TECIDO MUSCULAR E ADIPOSO DE HORMÔNIOS HIPERGLICEMIANTES Outros hormônios como glicocorticóides como o cortisol ou GH também atuam em células alvo como o tecido muscular e adiposo em que tem ações antagônicas a insulina. Eles inibem a ativação dos transportadores de insulina e com isso inibem a eficiente captação de glicose para dentro das células, mantendo as concentrações de glicose no sangue. REGULAÇÃO DA GLICEMIA SANGUÍNEA Glicogenólise: glicogênio é quebrado em glicose no fígado e liberado na corrente sanguínea. Neoglicogênese: TG armazenados no tecido adiposo são quebrados em AG e glicerol. O glicerol é usado para a síntese hepática de glicose. Proteínas são degradadas em aminoácidos e alguns deles são usados para a síntese hepática de glicose que é então secretada na corrente sanguínea. Todas as células usam glicose como fonte energética para produzir ATP, AG são usados como energia pela maioria das células, exceto as do sistema nervoso. DIABETES MELLITUS Tipo 1: Diabetes mellitus insulino-dependente (doença autoimune + comum em cães) Tipo 2: diabetes mellitus insulino-independente (resistência à insulina + comum em gatos) TECIDOS-ALVO E AÇÕES METABÓLICAS DA INSULINA CARBOIDRATOS – FÍGADO: aumenta glicoquinase, glicogênio-sintetase e diminui fosforilase e gliconeogênese; CÉLULAS ADIPOSAS: aumenta o transporte de glicosee síntese de glicerol; TECIDO MUSCULAR: aumenta o transporte de glicose, glicólise e síntese de glicogênio. GORDURAS – FÍGADO: aumenta lipogênese; CÉLULAS ADIPOSAS: aumenta triglicerídeos, síntese de ácidos graxos e diminui a lipólise. PROTEINAS – FÍGADO: diminui proteólise; TECIDO MUSCULAR: aumenta a captação de aminoácidos e síntese de proteínas. AÇÕES FISIOLÓGICAS DA INSULINA E HORMÔNIOS COM AÇÕES REGULATÓRIAS CONTRÁRIAS HORMÔNIO – FUNÇÃO – PRINCIPAIS ROTAS METABÓLICAS AFETADAS INSULINA – promove armazenamento de energia após refeição e crescimento – estimula armazenamento de glicose como glicogênio (fígado e músculo), estimula a síntese de AG e armazenamento após uma refeição rica em carboidratos e estimula a captação de aminoácidos e síntese protéica. GLUCAGON – metaboliza energia, manutenção de níveis de glicose sanguínea entre refeições – Ativa gliconeogênese e glicogenólise hepática durante o jejum, estimula a liberação de AG de tecido adiposo. ADRENALINA – mobiliza energia durante o estresse agudo – Estimula glicogenólise (músculos e fígado) e liberação de AG do tecido adiposo. CORTISOL – providencia alterações de requerimentos por períodos mais longos – Estimula mobilização de aa da proteína muscular, gliconeogênese e liberação de AG pelo tecido adiposo. GH – mobiliza energia, hiperglicemiante e promove crescimento – Aumenta síntese protéica no fígado, estimula gliconeogênese e B-oxidação/cetogênese, diminui a captação de glicose no músculo (glicogênese) e no tecido adiposo provoca lipólise dos triglicerídeos armazenados.
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