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Fisiologia 5º Semestre Victória Louise FISIOLOGIA AULA 3 FISIOLOGIA ENDÓCRINA PÂNCREAS ENDÓCRINO 11ª. SEMANA - AULA 11 19/05/2020 01 CARACTERÍSTICAS DO PÂNCREAS E SEUS HORMÔNIOS O pâncreas é um órgão único, alongado e achatado, 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. Fisiologia 5º Semestre Victória Louise 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 elevada, 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). Níveis Basais (plasma): 100 pg/ml; Jejum prolongado (ou hipoglicemia): 200 a 400 pg/ml; Pós-prandial (ou hiperglicemia): 40 a 50 pg/ml; Meia-Vida: 6 minutos; Controle parácrino insulina-glucagon. Células intestinais secretam peptídeos semelhantes ao glucagon, denominados de entero-glucagon (função biológica 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. Fisiologia 5º Semestre Victória Louise Exercício duradouro: 300 a 800 gr. Tecidos que só metabolizam glicose: Cérebro, hemácias, leucócitos, olho. 12ª. SEMANA - AULA 12 26/05/2020 02 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 na 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 das 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. Fisiologia 5º Semestre Victória Louise 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. 03 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 Fisiologia 5º Semestre Victória Louise 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 = músculo esquelético 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. Regulação da glicemia – GLUT 4 Regulação da glicemia – GLUT 2 Fisiologia 5º Semestre Victória Louise 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. 04 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; causas 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. DIABETES MELLITUS - SINTOMAS Hiperglicemia (glicemia de jejum > 126 mg%). Hemoglobina glicada superior a 6,5%. Poliúria (urina abundante). Polidipsia (sede intensa). Polifagia (fome intensa). Glicosúria (perda renal de glicose). Neuropatias periféricas (autonômicas). Retinopatia. Nefropatias. Cardiopatias. Infecções cutâneas. Sonolência frequente. Cansaço físico e mental. Cãibras frequentes. Alterações de peso (perda, em geral). Depressão. 13ª. SEMANA - AULA 13 02/06/2020 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. Fisiologia 5º Semestre Victória Louise 05 TRATAMENTO DA 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 também 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. Tipos de insulinas 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: 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 ativados 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, evitar intensidades máximas, devido a possibilidade de hiperglicemia (especialmente em não atletas). Atletas: intensidades elevadas Fisiologia 5º Semestre Victória Louise 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). Esquema de redução de insulinas anterior ao exercício (em %) Pode-se fazer exercícios quando o voluntário estiver em hiperglicemia? O que fazer quando o voluntário apresentar hipoglicemiadurante ou logo após o treinamento? Fisiologia 5º Semestre Victória Louise PRE = pré-treinamento; PÓS = pós-treinamento; R = Resistido ; A = Aeróbio; D = Diabéticos; S = Saudáveis. Conclusões 1 - A atividade física regular (treinamento) é um importante agente não farmacológico para o controle glicêmico e redução da gravidade do Diabetes Mellitus (DM). É uma forma agradável, barata e rápida de controlar a DM. 2 - Durante o exercício físico há maior captação de glicose pelas células musculares devido a atuação do GLUT 4 (menor efeito), sob a ação da insulina, e do GLUT 3 (maior efeito) pela ação permissiva da insulina, da atuação do AMP (vindo da hidrólise do ATP), pelo cálcio intracelular (do RS) ou alterações do próprio GLUT 4 em GLUT 3. 3 - O adequado esquema de redução de hipoglicemiantes ou insulina é importante quando da realização de atividades físicas duradouras e exaustivas para evitar episódios de hipoglicemias. 4 - Os tipos (aeróbios/resistidos), duração, frequência e intensidade do exercício físico devem ser corretamente prescritos e supervisionados por profissional habilitado. Ajustes devem ser feitos em função do voluntário e a severidade da doença. 5 - Em condições de hiperglicemia acentuada (> 300 mg %), evitar o exercício ou executá-lo abaixo do limiar anaeróbio, para evitar aumento do tônus simpático. 6 - Em condições de hipoglicemia acentuada, durante ou após o exercício (< 70 mg %), oferecer primeiramente glicose (com alto IG) e depois alimento com baixo IG (índice glicêmico). 7 - A atividade física regular para DM promove melhora das dislipidemias, dos parâmetros ergoespirométricos, do limiar anaeróbio, da glicemia de jejum e da hemoglobina glicada. 8 - A prática de atividade física regular (treinamento) para o diabético permite a este um melhor controle glicêmico e adaptações fisiológicas importantes que previne, em graus variados, o surgimento ou agravamento de outras doenças associadas. O controle glicêmico é muito importante para a manutenção da homeostasia metabólica do organismo e é realizado graças as ações dos hormônios insulina (hormônio hipoglicemiante) e o glucagon (hormônio hiperglicemiante). FISIOLOGIA AULA 3 FISIOLOGIA ENDÓCRINA PÂNCREAS ENDÓCRINO 01 CARACTERÍSTICAS DO PÂNCREAS E SEUS HORMÔNIOS 12ª. SEMANA - AULA 12 26/05/2020 02 EFEITOS FISIOLÓGICOS DA INSULINA E GLUCAGON 03 REGULAÇÃO DA GLICEMIA 04 DIABETES MELLITUS 13ª. SEMANA - AULA 13 02/06/2020 05 TRATAMENTO DA DIABETES MELLITUS