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Daniel Carlini – MEDUNEB13 Página | 1 Pâncreas Introdução O pâncreas é uma glândula mista, responsá- vel tanto pela produção de enzimas digesti- vas – secretadas na luz do duodeno -, como pela produção de hormônios – secretados no interstício. O pâncreas exócrino constitui 80% do órgão, sendo composto por células acinares. Tais células são epiteliais pirami- dais e secretam enzimas. Para isso, possuem grânulos ricos em proenzimas (zimogênios), como tripsinogênio, quimiotripsinogênio, procarboxipeptidase, pró-elastase, cali- creinogênio e pró-fosfolipase A e B. Após a secreção, essas enzimas são conduzidas até o duodeno, através de ductos. Lá, são ativa- dos por clivagem proteolítica no TGI. O pân- creas endócrino é composto pelas ilhotas pancreáticas (de Langerhans), células secre- toras de insulina, glucagon e somatostatina. Essa porção corresponde somente a 1-2% do órgão. Anatomia O pâncreas é uma glândula retroperitoneal, situada sobrejacente e transversalmente aos corpos das vértebras L1 e L2, na parede posterior do abdome. Situa-se atrás do estô- mago, entre o duodeno (direita) e o baço (esquerda). É dividido em 4 partes: Cabeça é a parte expandida, circundada pela curvatura em “C” do duodeno. Está firmemente fixada à face medial das partes descendente e horizontal do duodeno. O processo uncinado, projeção da parte infe- rior da cabeça, estende-se medialmente para a esquerda, posteriormente à artéria mesentérica superior (AMS). Ainda, a ca- beça está apoiada, posteriormente, na veia cava inferior, artéria renal e veias renais di- reita e esquerda. O ducto colédoco está em um sulco na face posterossuperior da cabeça. Colo é uma curta parte (1,5-2cm) situada sobre os vasos mesentéricos superiores, os quais deixam um sulco em sua face poste- rior. A face anterior do colo está coberta por peritônio e se situa adjacente ao piloro do estômago. Corpo se situa à esquerda dos vasos me- sentéricos superiores, passando sobre a aorta e a vértebra L1, posteriormente à bolsa omental. A face anterior é coberta por peritônio. Já a face posterior não tem peritônio e está em contato com a aorte, AMS, glândula suprarrenal esquerda, rim esquerdo e vasos renais esquerdos. Cauda se situa anteriormente ao rim es- querdo, estando intimamente relacionada ao hilo esplênico e à flexura esquerda do colo. A cauda é relativamente móvel e passa entre as camadas do ligamento es- plenorrenal, junto com os vasos esplêni- cos. O ducto pancreático principal (ducto de Wir- sung) começa na cauda e atravessa o parên- quima até a cabeça, onde se volta inferior- mente e tem uma íntima relação com o ducto colédoco. Tais ductos, geralmente, unem-se para formar a ampola hepatopan- creática (de Vater), que se abre na parte des- cendente do duodeno. Os músculos esfínc- ter do ducto pancreático, esfíncter do ducto colédoco e esfíncter da ampola hepatopan- creática (de Oddi) são constituídos por mús- culo liso e controlam o fluxo de bile e de suco pancreático para a ampola, impedindo o re- fluxo do conteúdo duodenal para a ampola hepatopancreática. A irrigação arterial se dá, principalmente, por ramos da artéria esplênica. As artérias pan- creaticoduodenais superiores anterior e posterior (ramos da artéria gastroduodenal) e as artérias pancreaticoduodenais inferio- res anterior e posterior (ramos da AMS) for- mam arcos anteriores e posteriores que irri- gam a cabeça do pâncreas. Daniel Carlini – MEDUNEB13 Página | 2 A drenagem venosa ocorre por meio das veias pancreáticas correspondentes, tributá- rias das partes esplênica e mesentérica su- perior da veia porta: a maioria drena para a veia esplênica. Os nervos do pâncreas são derivados dos nervos vago e esplâncnico ab- dominopélvico que atravessam o diafragma. As fibras parassimpáticas e simpáticas che- gam ao pâncreas pelas artérias dos plexos celíacos e mesentérico superior. Além de fi- bras simpáticas para os vasos sanguíneos, há fibras simpáticas e parassimpáticas que são distribuídas para as células acinares e ilhotas pancreáticas. As fibras parassimpáticas são secretomotoras, mas a secreção pancreática é mediada, principalmente, por secretina e colecistocinina – hormônios secretados pe- las células epiteliais do duodeno e parte pro- ximal da mucosa intestinal sob o estímulo da acidez estomacal. Pâncreas Endócrino Hormônios Endócrinos INSULINA 1. Síntese Inicialmente, há a síntese da pré-pró-insu- lina, no REG das células B, onde, por uma cli- vagem enzimática, ela será convertida em pró-insulina. Na rede trans-Golgi, a pró-insu- lina é armazenada em vesículas revestidas por clatrina, que perdem esta cobertura à medida que se direcionam à membrana plasmática. Um segmento da molécula de pró-insulina próximo ao centro desta é re- movido por autoexcisão (peptídeo C, conec- tor), formando a insulina, constituída por duas curtas cadeias polipeptídicas unidas por ligações dissulfeto. A insulina e o peptídeo C são secretados em quantidades equimolares, sendo que 5-10% do produto final secretado ainda está sob a forma de pró-insulina. O peptídeo C se liga à estrutura da membrana, provavelmente a um receptor de membrana acoplado à pro- teína G, e excita dois sistemas enzimáticos: sódio-potássio adenosina trifosfatase e óxido nítrico sintetase endotelial. Os níveis de peptídeo C podem ser determinados por radioimunoensaio nos pacientes diabéticos tratados com insu- lina, para determinar quanto de sua insulina natural ainda está sendo produzida. Quando a insulina é secretada no sangue, ela circula quase inteiramente em sua forma li- vre. Como sua meia vida é curta (aproxima- damente 6 min.), sua maior parte é elimi- nada dentro de 10-15 min. Com exceção da porção da insulina ligada aos receptores nas células-alvo, o restante é degradado pela en- zima insulinase, em maior parte no fígado e em menor parte nos rins e músculos. 2. Secreção Pancreática A insulina é liberada no espaço extracelular em resposta a um aumento nos níveis de gli- cose do sangue. As células B possuem um grande número de transportadores de gli- cose, que permitem o influxo. Uma vez na célula, a glicose é fosforilada pela glicocinase em glicose-6-fosfato. Essa fosforilação pa- rece ser a etapa limitante para o metabo- lismo da glicose nas células B e é conside- rada o principal sensor de glicose e de ajuste da quantidade de insulina secretada, em re- lação aos níveis de glicose plasmática. Em sequência, a glicose-6-fosfato é oxidada, de modo a formar ATP, que inibe os canais de potássio sensíveis ao ATP celular. O fe- chamento dos canais de potássio despola- riza a membrana celular, abrindo conse- quentemente os canais de cálcio dependen- tes de voltagem, que são sensíveis às altera- ções da voltagem da membrana. Isso leva ao influxo de cálcio, o qual estimula a fusão das vesículas que contêm insulina com a mem- brana celular e a secreção da insulina, no lí- quido extracelular por exocitose. Outros nutrientes, como aminoácidos, tam- bém podem ser metabolizados pelas células B, aumentando os níveis intracelulares de Daniel Carlini – MEDUNEB13 Página | 3 ATP e estimulando a secreção de insulina. Al- guns hormônios, como o glucagon, o peptí- deo insulinotrópico dependente de glicose e a acetilcolina, elevam os níveis de cálcio in- tracelular por outras vias de sinalização e au- mentam o efeito da glicose. Quando não há glicose, porém, esses hormônios não apre- sentem efeitos importantes na secreção de insulina.Outros hormônios, como a soma- tostatina e a norepinefrina (por ativação de receptores a-adrenérgicos), inibem a exoci- tose da insulina. Os fármacos do tipo sulfonilureia es- timulam a secreção da insulina por meio da ligação com os canais de potássio sensíveis ao ATP, bloqueando sua atividade. Isso resulta em efeito despolarizante que desencadeia a secreção da insulina, o que torna esses fármacos úteis no estímulo da secreção de insulina em pacientes portado- res de diabetes mellitustipo 2. 3. Ativação dos Receptores das Células- Alvo A insulina se liga a um receptor proteico de membrana, constitu- ído de 4 subunidades unidas por ligações dis- sulfeto: duas subuni- dades α, situadas total- mente do lado ex- terno, e duas subuni- dades β, que penetram pela membrana e se projetam no cito- plasma celular. A insu- lina se acopla às subu- nidades α do lado externo, porém, como as subunidades β se projetam para o interior da célula, essas porções do receptor são auto- fosforiladas. Tal autofosforilação ativa uma tirosina ci- nase local, que, por sua vez, causa fosforila- ção de diversas outras enzimas intracelula- res, inclusive do grupo substratos do recep- tor de insulina (IRS). Diferentes tipos de IRS são expressos nos diferentes tecidos. O efeito global é a ativação de algumas enzi- mas e, ao mesmo tempo, a inativação de ou- tras. Assim, a insulina dirige a maquinaria metabólica intracelular, produzindo os efei- tos desejados no metabolismo de carboidra- tos, proteínas e lipídeos. 4. Principais Ações da Insulina e o Efeito no Sangue → Segundos depois da insulina ser aco- plada a seus receptores, as membranas de ±80% das células do corpo aumen- tam a captação de glicose, diminuindo os níveis sanguíneos. Isso ocorre de modo especial nas células musculares e adiposas, mas não na maioria dos neu- rônios encefálicos. A glicose transpor- tada para as células e imediatamente fosforilada. Acredita-se que o transporte aumentado da glicose resulte da trans- locação de múltiplas vesículas intracelu- lares. Estas vesículas são ricas em GLUTs. → A membrana celular fica mais permeável a muitos aminoácidos, íons potássio e fosfato, aumentando o transporte des- sas substâncias para a célula. → Efeitos mais lentos surgem após 10-15 minutos, para modificar os níveis de ati- vidade de muitas enzimas metabólicas intracelulares. Tais efeitos são resulta- dos, principalmente, da alteração do es- tado de fosforilação das enzimas. → Efeitos ainda mais lentos podem surgir horas e até dias depois. Isso é decor- rente da velocidade de tradução dos RNAs mensageiros e da variação da transcrição do DNA no núcleo celular Daniel Carlini – MEDUNEB13 Página | 4 GLUCAGON É um hormônio polipeptídico produzido pe- las células α, liberado em resposta aos bai- xos níveis de glicose do sangue. Apenas 1 mg/kg de glucagon é capaz de elevar a gli- cose sanguínea em torno de 20 mg/100 mL de sangue (aumento de 25%), em aproxima- damente 20 minutos. Por esse motivo, o glu- cagon é também chamado hormônio hiper- glicêmico. 1. Síntese Assim como a insulina, é produzido incial- mente um pró-hormônio, que passa por uma clivagem proteolítica, formando o hor- mônio alvo. 2. Principais ações do glucagon e o efeito sanguíneo No metabolismo da glicose, os principais efeitos são a quebra do glicogênio hepático (glicogenólise) e o aumento da glicogênese no fígado. Ambos os processos aumentam, e muito, a disponibilidade da glicose para os outros órgãos do organismo. O efeito mais dramático é a glicogenólise no fígado. Isso ocorre por uma cascata de even- tos: glucagon ativa a adenilil ciclase na mem- brana da célula hepática >> a ativação leva à formação de monofosfato cíclico de adeno- sina >> que ativa a proteína reguladora da proteína cinase >> que ativa a proteína ci- nase >> que ativa a fosforilase cinase b >> que converte a glicogênio-fosforilase b em glicogênio-fosforilase a >> que promove a degradação do glicogênio em glicose-1-fos- fato >> que é desfosforilada, liberando gli- cose nas células hepáticas. Vale pontuar que nesse sistema cada produto sucessivo é pro- duzido em quantidade superior ao produto precedente. Logo, essa sequência repre- senta um potente mecanismo de amplifica- ção. Mesmo após o total consumo do glicogênio hepático sob a influência do glucagon, a con- tinuação da infusão desse hormônio ainda causa hiperglicemia continuada. Isso resulta do efeito do glucagon para aumentar a cap- tação de aminoácidos pelas células hepáti- cas e, então, converter muitos dos aminoá- cidos em glicose por gliconeogênese. Esse processo ocorre pela ativação de múltiplas enzimas, necessárias para o transporte de aminoácidos e gliconeogênese, em especial para a ativação do sistema enzimático para conversão de piruvato em fosfoenolpi- ruvato, etapa que limita a gliconeogênese. Existem, ainda, outros efeitos do glu- cagon, que só ocorrem quando a sua concentração sobe bem acima do nível má- ximo, encontrado normalmente no sangue. O mais importante é que o glucagon ativa a lipase das células adiposas, disponibilizando altas quantidades de ácidos graxos. Ele tam- bém inibe o armazenamento de triglicerí- deos no fígado, o que impede que esse ór- gão remova os ácidos graxos do sangue. Isso também ajuda na disponibilização de quan- tidades adicionais de ácidos graxos para ou- tros tecidos. Em concentrações elevadas, o glucagon também: eleva a força do coração; Daniel Carlini – MEDUNEB13 Página | 5 aumenta o fluxo de sangue para alguns teci- dos, especialmente os rins; aumenta a secre- ção de bile; e inibe a secreção de ácido gás- trico. SOMATOSTATINA Produzida por um dos dois tipos de células D, ela possui tanto efeito parácrino quanto endócrino. Consiste em um polipeptídeo com 14 aminoácidos e meia-vida curta (3 mi- nutos). Fatores que estimulam a secreção de soma- tostatina: aumento da glicose sanguínea; aminoácidos aumentados; ácidos graxos au- mentados; concentrações elevadas de diver- sos hormônios do TGI que são liberados em resposta à ingestão de alimentos. Efeitos inibitórios apresentados pela soma- tostatina: → Deprime a secreção de insulina e gluca- gon nas ilhotas de Langerhans. → Reduz a motilidade do estômago, do du- odeno e da vesícula biliar. → Diminui a secreção e a absorção no TGI. O principal efeito desse hormônio é prolon- gar o tempo em que os nutrientes alimenta- res são assimilados pelo sangue. Simultane- amente, quando a somatostatina deprime a secreção de insulina e glucagon, ela reduz a utilização dos nutrientes absorvidos pelos tecidos, impedindo, assim, o consumo ime- diato dos alimentos. Isso faz com que eles fi- quem disponíveis por mais tempo. Vale lem- brar, também, que a somatostatina é a subs- tância do hormônio inibidor do hormônio do crescimento. PEPTÍDEO INTESTINAL VASOATIVO (VIP) Produzido pelo segundo tipo de células (D1), o VIP induz a glicogenólise e a hiperglicemia, além de regular a motilidade intestinal e o tônus da musculatura lisa da parede intesti- nal. Ainda, ele controla a secreção dos íons e água pelas células epiteliais intestinais. GASTRINA Liberada pelas células G, ela estimula a libe- ração de HC pelo estômago, a motilidade e esvaziamento gástrico e a taxa de divisão ce- lular das células regenerativas do estômago. PEPTÍDEO PANCREÁTICO Produzido pelas células PP, inibe as secre- ções exócrinas do pâncreas e estiula a libe- ração de enzimas pelas células principais do estômago, enquanto diminui a liberação de HCl pelas células parietais do estômago. Regulação da GlicemiaNormalmente, uma pessoa em jejum tem uma concentração de glicose controlada es- tritamente entre 80 a 90mg/100 mL de san- gue. Essa concentração aumenta para 120 a 140 mg/100 mL durante a primeira hora após uma refeição. Entretanto, os sistemas de feedback para o controle da glicose res- tabelecem a concentração de glicose rapida- mente de volta aos níveis de controle, em geral, dentro de 2 horas depois da última ab- sorção de carboidratos. Quando na ausência de alimentação, o próprio corpo produz a glicose necessária para manter o nível sérico de glicose em jejum, por meio da gliconeo- gênese do fígado. O fígado funciona como um sistema tampão da glicose sanguínea. Nesse sentido, quando a glicose sobe a uma concentração elevada depois de uma refeição, a secreção de insu- lina também aumenta, armazenando a gli- cose no fígado sob a forma de glicogênio quase imediatamente. Durante as horas se- guintes, quando a concentração de glicose sanguínea e a secreção de insulina caem, o fígado libera a glicose de volta ao sangue. As- sim, o fígado reduz as flutuações da concen- tração de glicose sanguínea para cerca de um terço do que seria na ausência desse me- canismo. Daniel Carlini – MEDUNEB13 Página | 6 A insulina e o glucagon atuam como siste- mas de controle por feedback para manter a concentração de glicose sanguínea normal. Quando a concentração de glicose está muito elevada, a secreção aumentada de in- sulina promove a redução. Inversamente, a diminuição da glicose sanguínea estimula a secreção do glucagon. Este aumenta a quan- tidade de glicose até o normal. Na maioria das condições normais, o feedback da insu- lina é mais importante que o glucagon, mas, nos casos de falta de ingestão/utilização ex- cessiva da glicose, o mecanismo do glucagon é muito importante. Na hipoglicemia grave, o efeito direto dos baixos níveis de glicose sanguínea no hipotá- lamo estimula o sistema nervoso simpático. A epinefrina secretada pelas glândulas adre- nais aumenta ainda mais a liberação de gli- cose pelo fígado, o que ajuda a proteger con- tra a hipoglicemia grave. Durante um período de horas e dias, tanto o hormônio do crescimento como o cortisol são secretados em resposta à hipoglicemia e ambos diminuem a utilização da glicose pela maioria das células. Assim, há uma conver- são para maior utilização das gorduras. Isso também ajuda a concentração da glicose sanguínea a retornar ao normal. Se na ausência de glicose a maioria dos tecidos podem utilizar gorduras e proteínas como fontes de energia, por que é importante manter a concentração da glicose? Porque a gli- cose é o único nutriente que pode ser utilizado pelo encéfalo, pela retina e pelo epitélio germi- nativo das gônadas, em quantidade suficiente para supri-los idealmente. A maioria da glicose formada pela gliconeogênese durante o período interdigestivo é empregada no metabolismo neural. É importante, também, que o pâncreas não secrete quantidades aleatórias de insulina, pois as escassas reservas de glicose disponíveis seguiriam para os músculos e tecidos periféricos, deixando o cérebro sem fonte de nutrição. Do contrário, a concentração de glicose não pode aumentar demais, pois: (1) ela contribui para a pressão osmótica no líquido extracelular, de modo que um aumento poderia causar desidratação celular; (2) o seu excesso seria eliminado pela urina, provocando diurese osmótica pelos rins, o que eliminar mais líquidos e eletrólitos; (3) o aumento duradouro de glicose sanguínea pode causar lesões em diversos tecidos, especialmente vasos sanguíneos. A lesão vascular associada ao diabetes descontrolado leva a maior risco de ataques cardíacos, derrame, doença renal no estágio terminal e cegueira. Pâncreas Exócrino Ocupando mais de 80% do órgão, ele é for- mado pelas células acinares, que produzem e secretam pró-enzimas digestivas, escoa- das pelas células centroacinares e ductula- res. As células centroacinares participam do metabolismo do bicarbonato, enquanto as células colunares ductulares produzem mu- cina, que reveste todo o sistema de drena- gem da secreção pancreática, desde os duc- tos interlobulares até os ductos de Wirsung e Santorini. A capacidade de síntese proteica do pân- creas é incomparável: ele produz e secreta cerca de 20 tipos de enzimas necessárias para a digestão de proteínas, carboidratos e lipídeos! A secreção ocorre em resposta à estimulação vagal e a dois hormônios produ- zidos no duodeno e no jejuno: a colecistoci- nina e a secretina. Enquanto o primeiro en- riquece o suco pancreático com enzimas; o segundo, com bicarbonato. De modo geral, as enzimas pancreáticas têm atividades amilolítica (amilase), lipolítica (li- pase e fosfolipase) e proteolítica (tripsina, quimiotripsina, carboxipeptidase e amino- peptidases). A liberação das enzimas pan- creáticas é induzida pela colecistocinina, produzida pelas células SNED do intestino delgado (principalmente, duodeno), assim Daniel Carlini – MEDUNEB13 Página | 7 como pela acetilcolina, liberada pelas fibras parassimpáticas pós-ganglionares. As enzi- mas pancreáticas são sintetizadas em forma de proenzimas, ficando isoladas em grânulos de zimogênio intracelulares. A célula acinar se protege da ativação inapropriada de suas próprias enzimas digestivas pela produção e secreção de inibidores enzimáticos, como o PSTI (pancreatic secretory trypsin inhibitor). Na luz duodenal, uma enteropeptidase (en- terocinase) presente na borda em escova dos enterócitos cliva o tripsinogênio em trip- sina, a qual ativa as demais tripsinas. As células centroacinosas e os ductos inter- calares produzem um líquido seroso alca- lino, rico em bicarbonato, que neutraliza e tampona o quimo ácido que chega ao duo- deno. O mecanismo para a secreção dos íons bicarbonato é que ele seja facilitado pela en- zima anidrase carbônica, que catalisa a for- mação do ácido carbônico. No meio aquoso do citosol, ele se dissocia em íon hidrogênio e íon bicarbonato, o qual é ativamente trans- portado para o lúmen do ducto, enquanto o hidrogênio é levado para o tecido conjun- tivo. Esse líquido seroso alcalino é pobre em enzimas e sua liberação é induzida pela se- cretina. Assim, as secreções ricas em enzi- mas (provindas das células acinares) e po- bres em enzimas e ricas em bicarbonato (provenientes das células centroacinosas) são reguladas separadamente, permitindo que ambas possam ser liberadas em mo- mentos diferentes ou simultâneos. Ocasionalmente, as enzimas digesti- vas pancreáticas tornam-se ativas no citoplasma das células acinosas, resultando em pancreatite aguda, que é frequente- mente fatal. As alterações histológicas en- volvem uma reação inflamatória, necrose dos vasos sanguíneos, proteólise do parên- quima pancreático, e destruição enzimática das células adiposas não somente no pân- creas, mas também na região em torno dele na cavidade abdominal.
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