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Características do pâncreas e seus hormônios O pâncreas é um órgão único, alongado e achatado (“triangular”), pesa cerca de 80 a 100 gramas, com 20 cm de comprimento e 5 cm de altura, localiza-se próximo à parede posterior e superior do abdome, entre L1-L3, do lado esquerdo. Inicia-se próximo ao duodeno (cabeça), estende-se (corpo) até próximo ao rim esquerdo e baço (cauda). Embriologicamente tem origem no intestino anterior do feto. Histologicamente o pâncreas apresenta 2 tipos de estruturas: ÁCINOS PANCREÁTICOS (98% do órgão): composto por glândulas exócrinas, produzem e secretam enzimas digestivas e bicarbonato de sódio para o duodeno (ducto pancreático) - FUNÇÃO DIGESTIVA. ILHOTAS DE LANGERHANS (2% do órgão): com diferentes tipos de células dispostas em círculos (ilhotas) que produzem 4 diferentes hormônios, secretam seus produtos para a circulação. Altamente vascularizadas e inervadas pelos ramos simpático e parassimpático- FUNÇÃO ENDÓCRINA. Em humanos existe cerca de 1 milhão de ilhotas de Langerhans, com 4 tipos diferentes de células e que produzem os seguintes hormônios: • Células beta (B): produzem Insulina (60 a 80%) • Células alfa (A): produzem Glucagon (20 a 25%) • Células delta (D): produzem Somatostatina (5 a 10%) • Célula F: produzem polipeptídio pancreático (< 1%) INSULINA: Hormônio Hipoglicemiante GLUCAGON: Hormônio Hiperglicemiante SOMATOSTATINA: 14 aminoácidos em cadeia única, sintetizado no pâncreas (células D), SNC e TGI (estômago e intestinos). Ação inibitória geral (TGI), no pâncreas inibe a liberação de insulina e glucagon. POLIPETÍDEO PANCREÁTICO (PP): sintetizado pelas células F devido à estimulação parassimpática, hipoglicemia aguda e ação da CCK (colecistocinina). Promove inibição da contração da vesícula biliar e secreção de enzimas pancreáticas (digestão). Significado fisiológico a ser esclarecido. Insulina Hormônio proteico, secretado pelas células beta ou células B (PM 6.000), formado por duas cadeias lineares, a cadeia A com 21 AAs e a cadeia B com 30 AAs, ligadas por 2 pontes de dissulfeto. A pró-insulina apresenta uma cadeia conectora (peptídeo C, com 33 AAs), PM 9.000 e na sua secreção ocorre clivagem da cadeia C, tornando o hormônio ativo. • Níveis Basais (plasma): 0,2 ng/ml • Jejum Prolongado: 0,1 ng/ml • Pós-prandial: 1 a 2 ng/ml • Meia Vida: 5 minutos (1mg insulina cristalina = 25 Unidades) Após acoplamento da glicose ao receptor da célula beta, a secreção de insulina eleva-se após 1 minuto. Há, porém, secreção de insulina mediado por hormônios do TGI, moderando a elevação inicial de glicose quando da absorção intestinal. ESTIMULADORES DA SECREÇÃO DE INSULINA: Glicemia alta (principal) e outros carboidratos, proteínas (alguns AAs), AGL, hormônios do TGI (GIP, gastrina, secretina), glucagon e acetilcolina. INIBIDORES DA SECREÇÃO DE INSULINA: Glicemia baixa, jejum, exercício, somatostatina, catecolaminas e prostaglandinas. • Se glicemia < 50 mg/dl: Não há secreção de insulina • Glicemia normal: cerca de 0,5 ng/ml • Glicemia de 150 mg/dl: cerca de 1 ng/ml • Glicemia > 300 mg/dl: 3 a 4 ng/ml Metabolização: rim e fígado, clivando as pontes de dissulfeto. Glucagon Hormônio proteico, secretado pelas células alfa ou células A (PM 3.500), cadeia única de 29 AAs. Sintetizado na forma de pré-hormônio (PM 9.000). Niveis Basais (plasma): 100 pg/ml • Jejum prolongado (ou hipoglicemia): 200 a 400 pg/ml • Pos-prandial (ou hiperglicemia): 40 a 50 pg/ml • Meia-Vida: 6 minutos Controle paracrino insulina-glucagon Celulas intestinais secretam peptideos semelhantes ao glucagon, denominados de entero-glucagon (funcao biologica ainda não totalmente conhecida). ESTIMULADORES DA SECREÇÃO DE GLUCAGON: glicemia baixa, jejum, exercício, GH, cortisol, catecolaminas, estresse (cirurgias, infecção etc.) e certos aminoácidos. INIBIDORES DA SECREÇÃO DE GLUCAGON: glicemia elevada, insulina, AGL e somatostatina. Necessidade diária de glicose: • Repouso (AVDs): 180 a 200 gr. • Exercício duradouro: 300 a 800 gr. • Tecidos que só metabolizam glicose: cérebro, hemácias, leucócitos, olho. Efeitos fisiológicos da insulina e glucagon A insulina exerce seus efeitos fisiológicos no fígado, nos músculos esqueléticos e nos adipócitos. Já o glucagon exerce seus efeitos somente no fígado e nos adipócitos. Estes efeitos fisiológicos são os seguintes: No FÍGADO a insulina promove: • Incremento da glicogênese hepática (ativa a glicogênio sintetase). • Incremento da glicólise hepática (ativa a fosfofrutoquinase). • Incremento da captação e fosfatação da glicose (ativa a glicoquinase). • Redução da glicogenólise hepática (inibe a fosforilase). • Redução da gliconeogênese (inibe as carboxilases). • Incremento da lipogênese hepática a partir dos carboidratos. • Redução da oxidação dos AGL (redução da cetogênese). • Incremento da formação de AGL (dos carboidratos e gorduras). No MÚSCULO ESQUELÉTICO a insulina promove: • Incremento da captação de glicose muscular. • Incremento da glicogênese muscular. • Incremento da oxidação de glicose. • Incremento da captação de aminoácidos (AAs). • Incremento da síntese proteica. • Redução da proteólise. Nos ADIPÓCITOS a insulina promove: • Incremento da lipogênese (formação de AGL). • Incremento do armazenamento de TG nos adipócitos. • Incremento do transporte de glicose para os adipócitos. • Redução da mobilização dos TG dos adipócitos. Resumo dos efeitos fisiológicos da insulina • Incrementa a utilização e armazenamento de glicose (forma de glicogênio hepático e muscular), promove anabolismo (em especial pós-prandial), incrementa a síntese de AGL e armazenamento na forma de TG, reduzindo os níveis circulantes de AGL e cetoácidos e, eventualmente de TG. • Consumo global de glicose pelo SNC independe da insulina, porém o hipotálamo é sensível à insulina. • Receptores para a insulina estão no hipotálamo e nas células alfa e beta do pâncreas. No FÍGADO o glucagon promove: • Incremento da liberação de glicose hepática (glicose 6 fosfatase). • Incremento da glicogenólise hepática (ativa a fosforilase). • Incremento da gliconeogênese hepática (AAs e AGL, ativa carboxilases). • Incremento da beta oxidação hepática. • Incremento da cetogênese. Nos ADIPÓCITOS o glucagon promove: • Incremento da lipólise (mobilização dos TG dos adipócitos). • O Glucagon praticamente não tem ações em outros tecidos periféricos, inclusive no músculo esquelético. Regulação da glicemia A glicemia deve permanecer em valores dentro da normalidade (faixa de 80 a 120 mg/dl ou mg%), graças fundamentalmente as ações da insulina (hormônio com efeito hipoglicemiante) e do glucagon (um hormônio com efeito hiperglicemiante). O principal fator desta regulação é a glicemia, porém é afetada em grau menor pelos AAs plasmáticos. Jejum, estado alimentado, exercício e estresse também influenciam a secreção destes hormônios. A regulação faz-se por meio de retroalimentação negativa (principal), controle parácrino e atividade neurovegetativa sobre o pâncreas endócrino. Hiperglicemia ou Pós-prandial Hipoglicemia ou Jejum Regulação da glicemia A insulina exerce seus efeitos acoplando-se a seus receptores específicos na membrana celular. Isto resulta na ativação dos transportadores de glicose (transdução), que promovem o transporte de glicose para o interior da célula. É uma família de transportadores, denominados de GLUT. • GLUT 1 = cérebro, hemácia, rim e placenta; feto ? (sem insulina) • GLUT 2 = hepatócito (sem insulina, o fluxo de glicose é para o LEC) • GLUT 3 = músculo esquelético (no exercício, ação permissiva insulina) • GLUT 4 = músculoesquelético e adipócitos (insulinodependente) • GLUT 5 = intestino O glucagon exerce seus efeitos acoplando-se a receptores de membrana, desencadeando elevação dos níveis de AMPc como segundo mensageiro. GLUT 4 GLUT 2 Os ajustes da atividade do pâncreas endócrino é um dos poucos que não exige a participação do eixo hipotálamo-hipófise-glândula alvo. O controle da atividade do pâncreas endócrino é realizado apenas pela taxa glicêmica que regula as secreções da insulina e glucagon, sem a existência de um hormônio hipofisário para tal regulação. Valores de referência: Os principais parâmetros da verificação da regulação da glicemia são: 1. Glicemia de jejum: informa a glicemia naquele exato momento. 2. Teste de Tolerância à Glicose (TTG): pouco usado atualmente; após a ingesta de 1gr. sacarose/kg de peso, mensura-se a glicemia 2 horas após. 3. Frutosamina: é a glicose que se liga as proteínas (albumina e globulina) e reflete a glicemia média durante 5 a 12 dias. É usado quando há mudanças rápidas no tratamento da DM ou em indivíduos anêmicos. 4. Hemoglobina Glicada (ou hemoglobina glicosilada, A1c ou HbA1c): é a medida da glicose que se liga ao pigmento hemoglobina durante a eritropoiese e reflete a glicemia média de 90 a 120 dias (vida média da hemácia). É o teste mais utilizado para o controle glicêmico. Diabetes mellitus É uma patologia resultante da deficiência ou ausência de insulina, insensibilidade dos receptores (ou resistência) a este hormônio ou, raramente, pela produção excessiva do glucagon. É caracterizada pela elevada taxa de glicose sanguínea (hiperglicemia). Esta disfunção compromete o funcionamento de diferentes órgãos, alterando ajustes metabólicos importantes e, assim a longo prazo, promovendo danos irreversíveis ao indivíduo. A Diabetes mellitus pode ser classificada em 2 tipos: Diabetes Mellitus Insulino Dependente (DMID) ou tipo 1. Diabetes Mellitus Não Insulino Dependente (DMNID) ou tipo 2. DM tipo 1 (DMID): incidência de 10% dos diabéticos; causa autoimune ou componente hereditário. Causas: hereditariedade, estresse, disfunção autoimune, doença do pâncreas ou endócrina. Tratamento: administração de insulina (diferentes tipos e doses), exercício, alimentação adequada e hábitos de vida. DM tipo 2 (DMNID): incidência de 90% dos diabéticos, em geral acomete idosos e obesos. Causas: hereditariedade, obesidade, sedentarismo, estresse, idade avançada, dieta inadequada ou uso de alguns fármacos. Tratamento: hipoglicemiantes orais, alimentação adequada (redução da obesidade), exercícios e hábitos de vida. Em alguns diabéticos pode haver a administração de insulinas lentas. DM gestacional: incidência de 5 a 10% das gestantes, é resultante de uma resistência à insulina; há poucos sintomas, mas aumenta o risco fetal e de pré-eclâmpsia. Causas: hereditariedade, peso excessivo na gestação, alimentação inadequada e ovários policísticos. Resistência à insulina do dm tipo 2: No DM 2 com resistência à insulina há redução da fosforilação da tirosina quinase (IRS) e esta por sua vez reduz/impede a fosforilação do fosfatidilinositol 3 quinase (PI 3 Quinase), responsável pela síntese e translocação do GLUT 4 para a membrana celular, acarretando, assim, hiperglicemia crônica. Isto pode-se dever a alterações no receptor da insulina, no IRS ou no PI 3 Quinase. Sintomas 01- Hiperglicemia (glicemia de jejum > 126 mg%). 02- Hemoglobina glicada superior a 6,5%. 03- Poliúria (urina abundante). 04- Polidipsia (sede intensa). 05- Polifagia (fome intensa). 06- Glicosúria (perda renal de glicose). 07- Neuropatias periféricas (autonômicas). 08- Retinopatia. 09- Nefropatias. 10- Cardiopatias. 11- Infecções cutâneas. 12- Sonolência frequente. 13- Cansaço físico e mental. 14- Cãibras frequentes. 15- Alterações de peso (perda, em geral). 16- Depressão. Fisiopatologia do dm não compensado: Hiperglicemia acentuada, diurese osmótica, glicosúria, poliúria, polifagia e perda de peso, polidipsia, cetonúria e cetonemia, proteólise muscular, mobilização de TG e redução do percentual de gordura, cetose, acidose metabólica, hiperventilação, desidratação, hipovolemia, hipotensão, choque circulatório e coma. Diabetes mellitus – outros sintomas agudos HIPOGLICEMIA (ação rápida): mal estar, fraqueza (em especial nas pernas), cansaço, tremores, sudorese, pele fria, tonturas, cefaleia, visão turva (pontos de luz), mudança de humor e comportamento, sensação de desmaio, dificuldade de concentração em atividades motoras finas e intelectuais, raciocínio lento, desatenção, calor, dormência nos lábios, ansiedade, apetite exagerado (em especial para doces), letargia, urina concentrada (exceto se houver expansão volêmica prévia), taquicardia, dificuldade de entender as palavras, “tremores” abdominais, pesadelos noturnos, convulsões e coma, entre outros. HIPERGLICEMIA (ação mais lenta): mal-estar, sede intensa, fome, garganta e mucosas secas, urina abundante e diluída, visão turva, indisposição, cansaço, sonolência, atividades intelectuais prejudicadas, cefaleia, ansiedade, enjoo, dificuldade de concentração, hálito cetônico e inconsciência, entre outros Tratamento do Diabetes mellitus: O controle da Diabetes Mellitus envolve uma série de cuidados e ações para evitar a hiperglicemia mantida e as consequências desta condição. O tratamento da DM deve ser não farmacológico e, se necessário, também farmacológico. No tratamento farmacológico o diabético faz uso de hipoglicemiantes orais e/ou insulinas e o tratamento não farmacológico inclui mudanças nos hábitos de vida, dieta e na realização de atividade física regular. 1 - Hipoglicemiantes orais e/ou insulinas. 2 - Dieta adequada. 3 - Hábitos de vida / educação. 4 - Exercício Físico. Classes de hipoglicemiantes orais: 1 - Sulfoniluréias: Orinase, Tolinase, Diabinese, Glucotrol, Amaryl. 2 - Tiazolidinedionas: Avandia, Actos. 3- Metformina: Glucoformin, Dimefor, Glifage. DIETA ADEQUADA O controle da dieta é importante e deve ser realizado pela quantidade de ingesta calórica (redução calórica, se necessário) e também ter a opção por frutas, legumes e carnes, evitando as gorduras (controle da obesidade) e principalmente os carboidratos (de alto índice glicêmico e rápida absorção) tais como açúcar, glicose, massas e amido para o perfeito controle glicêmico. Hábitos de vida / educação 1 – Cuidados com a pele. 2 – Cuidados com os pés/unhas. 3 – Cuidados com infecções. 4 – Conhecimento da patologia e cuidados gerais. Exercício físico CAPTAÇÃO DE GLICOSE NO EXERCÍCIO – GLUT. No EXERCÍCIO há maior captação de glicose pelas células musculares esqueléticas devido a 6 fatores: 1) Ação da insulina (apesar de níveis plasmáticos baixos) atua na translocação do GLUT 4 (efeito discreto). 2) Níveis plasmáticos elevados de Bradicinina (BK), liga-se ao seu receptor e potencia as ações da insulina no GLUT 4. Eleva-se também os níveis de óxido nítrico (NO). 3) Ação de “Elemento Responsivo ao Exercício” !! (desconhecido). 4) Níveis intracelulares elevados de AMP, advindos da hidrólise do ATP durante o exercício, fosforila o IRS e o PI 3 Quinase, aumentando a captação de glicose, atuando no GLUT 3 (pode vir de alterações do GLUT 4, com ação permissiva da insulina). - IMPORTANTE. 5) Elevação da concentração intracelular de cálcio (advindos do RS), atuando sobre o GLUT 3. 6) O GLUT 3 está localizado no sarcoplasma, próximo aos túbulos T, é ativado pelo cálcio e ocorre a sua translocação para o sarcolema (independente da insulina). AERÓBIOS: Não Atletas: andar, correr, pedalar, nadar, remar e jogos diversos. Duração de 20 a 90 minutos. Intensidade: próximo ao limiar anaeróbio, evitarintensidades máximas, devido a possibilidade de hiperglicemia (especialmente em não atletas). Atletas: intensidades elevadas ou máximas dependendo da modalidade praticada. Treinamento semelhante a indivíduos atletas não diabéticos. OBS: para ambos os casos, ter controle glicêmico antes, durante e após o treinamento (ter sempre glicose à mão). RESISTIDOS / ANAERÓBIOS: Não Atletas: A) circuitos em exercícios resistidos, com intensidade de 30 a 50% de 1RM, 6 a 12 estações, exercícios com duração e descanso de 1 minuto, 8 a 15 repetições, 1 ou 2 voltas no circuito. B) Treinamento intervalado (correr, pedalar, nadar etc.), evitando intensidade máxima. Atletas: A) circuitos de exercícios resistidos intensos, em função da modalidade de competição. B) Exercícios intervalados de intensidade elevada ou máxima. OBS: para ambos os casos, ter controle glicêmico antes, durante e após o treinamento (ter sempre glicose à mão). Experimento 01 OBSERVAR: a) As diferenças de sensibilidade à insulina (em condições diárias muito semelhantes) nos 4 dias. b) Portanto, o valor administrado de insulina a um paciente DM 1 não deve ser fixo (verificar a glicemia inicial e a sensibilidade no momento). c) Na primeira hora a redução da glicemia é menor, devido ao tempo da absorção da insulina pelo organismo. Experimento 02 Em um grupo de homens saudáveis (controle, n = 5) e portadores de diabetes mellitus tipo 2 (DM 2, n = 5), foi mensurado a glicemia no início do experimento (tempo 0) e, na sequência realizaram um exercício por 45 minutos em cicloergômetro (cargas de 75 a 150 W, PSE 13 a 15), quando no final foi mensurado a glicemia (tempo 45 minutos) e em seguida permaneceram mais 45 minutos em repouso (tempo 90 minutos), quando foi novamente mensurado a glicemia. O grupo DM 2 não recebeu qualquer tipo de insulina neste dia. Os valores médios da glicemia para os dois grupos (controle e diabéticos) nos tempos 0, 45 e 90 minutos estão expressos na tabela abaixo: OBSERVAR: a) A redução da glicemia no final do exercício ocorreu em ambos os grupos; no grupo controle a queda da glicemia (em relação à inicial = 100%) foi de 7% e para os DM 2 de 23% e se considerarmos a glicemia no final do repouso, estes valores seriam, respetivamente, de 15% e 39%. b) Ação dos GLUT3 em promover a captação de glicose sem a insulina. c) A captação de glicose aumentada continuou no repouso (pós-exercício) e deve-se ao GLUT 3 e GLUT4 (pouco) em até 6 horas. Experimento 03 Um voluntário DM 1 realizou a mensuração da glicemia 3 horas pós-prandial e então iniciou o seguinte experimento: após a mensuração da glicemia inicial (tempo 0) e o esvaziamento de bexiga, em diferentes dias e de forma aleatória, ingeriu: a) 350 ml de água pura; b) 350 ml de coca-zero (sem açúcar) e c) 350 ml de coca- normal (com açúcar). O voluntário fez uso de insulina ultralenta (18 UI) e da ultra-rápida (4 UI) pela manhã (08:00 hs), porém não fez uso de insulina pós-prandial e permaneceu todo o tempo em repouso (sentado). A cada 15 minutos foi mensurado a glicemia e o volume urinário. Os valores da glicemia (mg%) e do volume urinário (ml/min) para os tempos 0, 15, 30, 45, 90, 105 e 120 minutos estão expressos na tabela abaixo. Os valores da glicemia e volume urinário em cada momento do experimento estão na tabela e foram expressos nos gráficos os valores da glicemia na condição absoluta (mg%), o volume urinário e da glicemia na na condição relativa (%), considerando o tempo 0 (inicial) como 100% e os demais momentos como um valor > 100 (elevação) ou < 100 (diminuição) da glicemia. OBSERVAR: a) A redução da glicemia em função do tempo para as condições água, cocazero, pelo efeito da insulina ultra-lenta. b) A elevação da glicemia para a condição coca- normal pelo aporte de glicose. Em um voluntário não diabético, tal aumento não ocorria nesta magnitude devido a produção de insulina endógena. c) O volume urinário total foi maior na condição coca-normal (a saber: a) 116, b) 109 e c) 165 ml), pois na excreção renal de glicose tem-se a diurese osmótica. O maior fluxo ocorreu ao redor de 60 min nas 3 condições, porém continuou elevado para a condição coca-normal. d) Para o controle glicêmico na situação coca- normal, poderia fazer exercício físico ou o controle farmacológico com a administração de uma insulina rápida (8 a 12 UI). Experimento 04 Um grupo de 20 homens na faixa etária de 50 a 65 anos, participaram de um experimento sobre os efeitos do treinamento sistemático na glicemia e outros parâmetros relacionados. Eles foram divididos em indivíduos saudáveis (S, n=10) e diabéticos mellitus tipo 2 (D, n=10) e, após as avaliações iniciais, foram submetidos a um período de 20 semanas de treinamento resistido (musculação), 3 vezes por semana, com duração entre 30 a 45 minutos. Decorridas as 20 semanas, foram repetidas as mesmas avaliações e realizado as comparações entre o pré-treinamento (PRÉ), e o pós- treinamento (PÓS) para o grupo S (saudáveis) e D (diabéticos). Os valores da glicemia de jejum, hemoglobina glicada e frutosamida estão na tabela abaixo. Em seguida, os mesmos valores expressos em gráficos, incluindo as diferenças (delta) entre as condições PRE (100%) e PÓS. OBSERVAR: a) A glicemia de jejum é um ponto “isolado” e o treinamento já promoveu melhoras, devido às mensurações rotineiras da glicemia e melhora dos cuidados adicionais para com a doença (alimentação etc.). b) A hemoglobina glicada é o fator mais importante e teve uma redução discreta em S e acentuada em D, mesmo não atingindo ainda a normalidade. c) A frutosamida avalia a controle glicêmico entre 5 a 12 dias (ajustes “finos”). d) Os diabéticos são mais responsivos ao treinamento de musculação.
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