Insulina e glucagon

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M E T A B O L I S M O 
Principal hormônio anabólico do organismo, produzido pelas células beta das Ilhotas de Langherans (pâncreas 
endócrino). Interfere no metabolismo de vários nutrientes, tais como, carboidratos, lipídeos e proteínas. É o único 
hormônio hipoglicemiante do organismo (isso explica uma abundância de células beta). 
É o hormônio associado à abundância de energia, visto que é liberado em situações de hiperglicemia – pós-pandrial. 
É responsável por armazenamento dos carboidratos sob a forma de glicogênio principalmente no fígado e no 
músculo, além disso todo excesso de carboidrato que não pode ser armazenado sob a forma de glicogênio é 
convertido sob a influência da insulina em gordura e armazenado no tecido adiposo. Exerce influência na 
conversão dos aminoácidos em proteínas e inibe o catabolismo das proteínas que já se encontram nas células. 
química e síntese da insulina: 
A insulina é uma proteína pequena formada por 2 cadeias de aminoácidos conectadas por meio das ligações 
dissulfeto – quando essas ligações se separam a atividade funcional da molécula de insulina desaparece. 
A insulina é sintetizada nas células beta pelo modo usual como as proteínas são sintetizadas -> começando com a 
tradução do mRNA da insulina por meio dos ribossomos ligados ao retículo endoplasmático para formar uma pré-
proinsulina. Essa pré-proinsulina inicial será clivada no retículo endoplasmático, para formar a proinsulina, que 
consiste em três cadeias de peptídeos, A, B e C (à medida que a molécula sofre clivagem, o peso molecular dela vai 
diminuindo). A maior parte da proinsulina é novamente clivada no aparelho de Golgi, para formar insulina composta 
pelas cadeias A e B, conectadas por ligações dissulfeto e peptídeo cadeia C, denominado peptídeo conector 
(peptídeo C) 
A proinsulina e o peptídeo C não apresentam ações insulínicas 
-> o peptídeo C se liga a estrutura da membrana (mais 
provavelmente na proteína G), mas suas ações ainda são 
incertas. 
A insulina quando liberada na circulação, circula por 
aproximadamente 6 minutos e em torno de 10 a 15 minutos já 
é eliminada da circulação (exceto as moléculas que se ligam 
aos receptores das células-alvo). Em pouco tempo, a insulina 
é degradada pela enzima INSULINASE (principalmente no 
fígado). 
As células beta do pâncreas, apresentam transportadores de glicose do 
tipo 2 – GLUT 2, que permitem o influxo de glicose para a célula. Uma 
vez dentro da célula, a glicose será fosforilada pela glicocinase em 
glicose-6-P -> indicador da quantidade de insulina que será 
secretada. A glicose-6-P será oxidada e convertida em ATP, o que inibe 
os canais de potássio sensíveis ao ATP da célula -> o fechamento 
dos canais de potássio causa a despolarização da membrana e a 
abertura dos canais de cálcio dependentes de voltagem. O influxo de 
cálcio estimula a fusão de vesículas contendo insulina e a sua 
liberação por exocitose no líquido extracelular. 
 
Além disso, alguns hormônios como o glucagon, acetilcolina e o peptídeo inibidor gástrico estimulam o aumento da 
concentração de Ca2+ aumentam o efeito da glicose. Já a norepinefrina (por meio dos receptores alfa-adrenérgicos) e 
a somastostatina inibem a exocitose da insulina. 
 
Na presença de glicose no sangue, a liberação de insulina acontece em 2 estágios: o primeiro é “imediato” por conta da 
insulina “pré-formada” das células langeherans e o segundo acontece um tempo depois atingindo um novo platô com 
concentrações ainda mais elevadas. O mecanismo de liberação de insulina sob a presença de glicose no sangue ocorre 
por feedback. 
ativação dos receptores das células-alvo pela insulina e os efeitos celulares: 
Para começar a exercer seus efeitos sobre a célula-alvo, a insulina se liga e ativa receptores proteicos de membrana 
com elevado peso molecular. É o receptor ativado que causa os efeitos subsequentes. 
Os receptores de insulina são compostos por 4 subunidades ligadas por ligações dissulfeto – 2 subunidades alfa, 
que se localizam inteiramente no lado exterior das células e 2 subunidades beta que penetram através da membrana 
até o citoplasma. 
A insulina vai se ligar com as subunidades alfa no lado de fora da célula, mas por causa da ligação entre as subunidades 
alfa e beta, a parte voltada para o citoplasma da célula das subunidades beta são autofosforiladas. O receptor de 
insulina é exemplo de RECEPTOR LIGADO À ENZIMA. 
A autofosforilação das subunidades beta ativa uma tirosinocinase que 
causa uma fosforilação de diversas enzimas intracelulares, inclusive 
do grupo chamado de substratos dos receptores de insulina (IRS). 
Existem diferentes tipos de IRS (IRS-1, IRS-2...) presente nos diferentes 
tecidos. 
O efeito global gerado dessa ligação é a ativação de umas enzimas e 
inativação de outras, o que permite que a insulina atue da “forma que 
preferir” no metabolismo dos carboidratos, lipídeos e proteínas. 
 Logo que a insulina se acopla nos seus receptores, as membranas das 
células aumentam sua captação de glicose – por causa das proteínas 
transportadoras de glicose (GLUT), principalmente, nas células 
musculares e no tecido adiposo. 
Depois que a glicose entra nas células, logo ela será transformada no 
substrato para todas as funções metabólicas usuais dos carboidratos. 
 As membranas celulares ficam muito mais permeáveis a aminoácidos e a íons potássio e fosfato. 
 Alguns efeitos mais lentos acontecem, principalmente para modificar níveis de atividade enzimática. 
 
efeito da insulina sobre o metabolismo dos carboidratos: 
Imediatamente após uma refeição rica em carboidratos, a glicose absorvida para o sangue causa secreção rápida de 
insulina que quando liberada na circulação faz a pronta captação, armazenamento e utilização da glicose por quase 
todos os tecidos do organismo, mas em especial pelos músculos, tecido adiposo e fígado. 
Para realizar suas atividades, os músculos dependem de glicose e de ácidos graxos para obter energia, isso porque 
a membrana muscular em repouso é ligeiramente permeável à glicose. Os músculos utilizam muita quantidade de glicose 
sob 2 condições: na realização de exercícios moderados ou intensos e após as refeições, pois a concentração de 
glicose no sangue fica bastante elevada, e o pâncreas está secretando grande quantidade de insulina. Essa insulina 
adicional provoca transporte rápido da glicose para as células musculares. 
Se os músculos não estiverem se exercitando depois da refeição e, ainda assim, a glicose for transportada 
abundantemente para as células musculares, então a maior parte da glicose é armazenada sob a forma de glicogênio 
muscular que poderá ser utilizado depois como energia pelo músculo. O glicogênio é bastante útil principalmente 
em situações de curto período, mas com uso energético extremo. 
A insulina é capaz de aumentar o transporte de glicose para o músculo, em 
até 15 vezes – efeito quantitativo da insulina. 
efeitos da insulina sob o fígado: 
Um dos mais importantes de todos os efeitos da insulina é fazer com que a 
maioria da glicose absorvida após uma refeição seja armazenada 
rapidamente no fígado sob a forma de glicogênio. Então, entre as 
refeições, quando o alimento não está disponível e a concentração de glicose 
sanguínea começa a cair, a secreção de insulina diminui rapidamente, e o glicogênio hepático é de novo convertido 
em glicose, que é liberada de volta ao sangue, para impedir que a concentração de glicose caia a níveis muito baixos. 
QUAIS OS MECANISMOS QUE PERMITEM O ARMAZENAMENTO DE GLICOSE NO FÍGADO? 
 A insulina inativa a enzima fosforilase hepática – quebra glicogênio em glicose; 
 A insulina causa aumento da captação de glicose do sangue pelas células hepáticas mediante aumento da 
atividade da enzima glicocinase, uma das enzimas que provocam a fosforilação inicial da glicose, depois que 
ela se difunde pelas células hepáticas. 
 A insulina também aumenta as atividadesdas enzimas que promovem a síntese de glicogênio, inclusive, de 
modo especial, a glicogênio sintase. 
POR QUE A GLICOSE É LIBERADA DO FÍGADO ENTRE REFEIÇÕES? 
 Pâncreas produz menos insulina; 
 Com uma menor quantidade insulina, a síntese de glicogênio diminui e a absorção adicional de glicose pelas 
células hepáticas também; 
 Com a ausência de insulina e a presença do glucagon, ocorre a ativação da enzima fosforilase hepática – 
responsável pela degradação de glicogênio em glicose fosfato; 
 A enzima glicose fosfatase é ativada e retira o radical fosfato da molécula de glicose permitindo seu transporte 
livre de volta para o sangue. 
Quando a quantidade de glicose disponível para armazenamento é maior do que a disponibilidade do fígado, a insulina 
promove a conversão de glicose em ácido graxo, para que assim possa ser armazenada pelo tecido adiposo. 
Além disso, a insulina inibe a gliconeogênese -> ação sobre as enzimas presentes nesse processo. 
A maioria das células neurais naturalmente já são bem permeáveis a glicose, então não necessitam do intermédio 
da insulina, diferente do que ocorre em outras células do corpo. Por esse motivo, os níveis de glicose no corpo devem 
 
estar um pouco acima do nível crítico, pois se os níveis de glicose caem muito, pode causar choque hipoglicêmico e levar 
ao coma. 
efeito da insulina no metabolismo das gorduras: 
A insulina é conhecida como “poupador de gordura”, visto que estimula a utilização de glicose pelas células deixando 
as gorduras em “segundo plano”. Além disso, como já mencionado a insulina promove a produção de ác. graxo na 
presença de excesso de carboidratos (glicose) – esse processo ocorre no fígado e os ácidos graxos são transportados 
por lipoproteínas de baixa densidade até o tecido adiposo para que possam ser armazenados. 
Para que aconteça a formação dos ácidos graxos, é necessário primeiramente a conversão da glicose em piruvato 
(glicólise) e depois a conversão desse piruvato em acetil coa (reação intermediária), visto que o acetil coa é o 
precursor da síntese de ác. graxo. Além disso o excesso de glicose sendo convertida ativa a enzima acetil coa 
carboxilase que é a responsável pela formação do malonil coa. 
Além disso, a insulina tem mais 2 papéis importantes no armazenamento das gorduras: 
 Ela inibe a enzima lipase hormônio-sensível – realiza a hidrólise de triglicerídeos e consequentemente a 
liberação dos ácidos graxos; 
 Ela promove o transporte de glicose através da membrana celular para as células adiposas – além de produzir 
ácido graxo, a glicose também forma o alfa glicerol fosfato que produz o glicerol, molécula importante para a 
formação dos triglicerídeos. 
Na ausência de insulina, a utilização de ác. graxos pelo organismo e a lipólise 
aumentam, visto que a enzima lipase hormônio-sensível estará ativada e causará 
a hidrólise dos triglicerídeos produzindo glicerol e ác. graxo livre que será liberado 
e utilizado por boa parte dos tecidos, exceto o cérebro. 
A ausência de insulina além de ser a principal característica do Diabetes Mellitus 
tipo 1, também colabora para o desenvolvimento da aterosclerose, visto que 
as concentrações de gorduras presentes no sangue irão aumentar (maior utilização 
de ác. graxos), o que causa um aumento do colesterol (e as lipoproteínas) e 
fosfolipídios, ocasionando um acúmulo de “placas de gordura” nos vasos 
sanguíneos. 
Além disso, na ausência de insulina será produzida quantidades excessivas de ácido acetoacético nas células hepáticas, 
visto que o transporte de carnitina para levar ác. graxo para as mitocôndrias aumenta e consequentemente aumenta a 
liberação de muito acetil coa para ser convertido em ác. acetoacético (cetogênese). Esse excesso de ác. acetoacético 
que dificilmente será utilizado pelos tecidos pode ser convertido em acetona e beta-hidroxibutirado (corpos 
cetônicos) o que pode causar um quadro de CETOSE e ACIDOSE. 
efeito da insulina no metabolismo das proteínas: 
A insulina promove o armazenamento de proteínas da seguinte forma: 
 Estimula o transporte de aminoácidos para as células – tirosina, leucina, valina, entre outros. Junto com o 
hormônio do crescimento, a insulina trabalha no aumento da captação de aminoácidos pelas células; 
 Estimula a produção de proteínas – “ativa” o processo de tradução dos mRNA -> mecanismo liga-desliga; 
 Inibe o catabolismo das proteínas – reduzindo assim a liberação de aminoácidos das células; 
 Inibe a gliconeogênese no fígado – inativa muitas enzimas e como para esse processo existe a participação 
de aminoácidos plasmáticos, eles ficarão conservados. 
Em resumo, a insulina proporciona a formação de proteínas e impede a sua degradação. 
 
Quando não há disponibilidade de insulina o catabolismo das proteínas aumenta, a síntese de proteínas cessa e 
uma grande quantidade de aminoácidos é lançada no plasma. A concentração de aminoácidos plasmáticos 
aumenta consideravelmente e a maior parte do excesso de aminoácidos é utilizada diretamente como energia e 
como substratos para a gliconeogênese. Essa degradação dos aminoácidos também leva ao aumento da excreção 
da ureia na urina. O resultante consumo de proteínas é um dos efeitos mais graves do diabetes melito; pode levar à 
fraqueza extrema, bem como à alteração de diversas funções dos órgãos. 
Estudos indicam que o uso sinérgico de insulina e hormônio 
do crescimento colaboram significativamente para o 
crescimento do animal. A atividade separada não influencia, 
mas a em conjunto mostrou drásticos resultados. 
 
 
 
 
 
 
Hormônio produzido pelas células alfa das ilhotas de Langherans que é liberado quando as concentrações de glicose 
sanguínea caem, apresenta funções opostas às da insulina. É um dos tipos de hormônios hiperglicemiantes do 
organismo – atua em baixas concentrações energéticas – pré-pandrial. 
O glucagon é um polipeptídio com peso molecular de 3.485 (menor que da insulina) formado por uma cadeia com 29 
aminoácidos. 
efeitos sobre o metabolismo da glicose: 
 Realiza a quebra de glicogênio hepático (glicogenólise); 
 Aumenta a gliconeogênese no fígado. 
Esses 2 eventos aumentam a disponibilidade de glicose pelo organismo. A glicogenólise ocorre no fígado da seguinte 
forma: 
 O glucagon ativa a adenilil ciclase na membrana das células hepáticas; 
 A ativação dessa enzima leva a formação de monofosfato cíclico de adenosina (AMP cíclico); 
 Ativa a proteína reguladora da proteinocinase; 
 Que a ativa a fosforilase cinase b; 
 Que converte fosforilase b em fosforilase a; 
 Que promove a degradação de glicogênio em glicose-1-P; 
 Que será desfosforilada e a glicose é liberada das células hepáticas. 
Esse mecanismo funciona como um sistema de cascata, no qual cada produto é formado em quantidades superiores 
ao produto precedente – mecanismo de amplificação. 
A gliconeogênese ocorre devido ao aumento de captação de aminoácidos pelas células hepáticas, o que estimulado 
pelo glucagon serão convertidos em glicose pela gliconeogênese, estimulados pela ativação de várias enzimas, 
principalmente, as que convertem piruvato em fosfoenolpiruvato. 
 
Além disso, o glucagon estimula a lipase das células adiposas aumentando a disponibilidade de ácido graxo, aumenta 
a força do coração em concentrações aumentadas, aumenta a secreção da bile, inibe secreção de ácido gástrico, 
entre outros. 
O principal fator que regula a secreção de glucagon é a concentração de 
glicose no sangue – quanto menor a concentração de glicose, maior a 
secreção de glucagon -> oposto à insulina. 
O aumento da concentração de aminoácidos também estimula a 
secreção de glucagon, principalmente alanina e arginina – nesse caso ele 
e a insulina não são opostos. 
Em exercícios exaustivos, a concentração plasmática de glucagon 
aumenta de quatro a cinco vezes. Outros fatores, tais como o estímulo b-
adrenérgico das ilhotas de Langerhans, também podem ter 
participação.somatostatina inibe glucagon e insulina: 
As células delta das ilhotas de Langerhans secretam o hormônio somatostatina, polipeptídeo com 14 aminoácidos e 
meia-vida extremamente curta, de apenas 3 minutos, no sangue circulante. A somatostatina age localmente nas próprias 
ilhotas de Langerhans para deprimir a secreção de insulina e de glucagon, diminui a motilidade do estômago, do 
duodeno e da vesicular biliar e diminui a secreção e a absorção no trato gastrointestinal. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
referências: 
GUYTON, Arthur C.; HALL, John E. Tratado de fisiologia médica. 12. ed. Amsterdã: Elsevier, 
2011.