Fisiología Humana: Sistema Endocrino, Páncreas e Insulina

Fisiología Humana: Páncreas Endocrino

2023/24
SISTEMA ENDOCRINO
Páncreas endocrino
Dra. Ester Gloria Saavedra Díaz

Páncreas: Anatomía y Células

1Páncreas
· Epitelios
- Exocrino (acinos + conductos)
Enzimas digestivas
Solución acuosa NaHCO3
- Endocrino-> hormonas
Coledoco
Páncreas
Conducto
pancreático
Intestino delgado
(duodeno)
(a) Anatomía macroscópica

Células del Páncreas Endocrino

Células
exocrinas
Las células alfa
secretan glucagón.
Células
endocrinas
Islote de
Las células D
secretan somatostatina.
Langerhans
Las células beta
secretan insulina,
amilina.
Capilar
MO × 350
(b) Células de los islotes de Langerhans, que constituyen el páncreas endocrino.
(Basado en datos de Orci and Unger, Lancet 2: 1243-1244, 1975.)

Páncreas Endocrino: Islotes de Langerhans

2Páncreas endocrino
· Islotes de Langerhans: dispersos por el del páncreas, <2%
del páncreas 4 tipos de células
Las células de los islotes
pancreáticos secretan hormonas
que ingresan en la sangre.
Los acinos pancreáticos
constituyen la porción
exocrina del páncreas.
Cada una asociada con secreción
de hormonas peptídicas.
Capilar
Neuronas SNA simpático /parasimpático
inervan islotes
células
ecretan
estivas.
Células
B
Células
Células
8
Células
PP
.
Luz
6

Páncreas: Hormonas y Homeostasis de la Glucosa

3Páncreas
Cél. B: ~ 75% de los islotes
Secretan: - Insulina > \ la glucemia
-Amilina -> cosecretada con la insulina, actúa de forma sinérgica:
Retarda el vaciamiento gástrico
Inhibe la secreción de glucagón
Promueve la saciedad
Cél. a: ~ 20%-> glucagón-> 1 glucemia
Insulina / glucagón > acción antagonista
-Función de mantener la homeostasis GLU plasmática
-Siempre presentes en sangre-> varían los niveles.
(c) Concentraciones de glucosa, insulina y glucagón antes
y después de una comida
Comida
130
Concentración
plasmática
de insulina
(LU/mL)
- 140 Concentración
plasmática
de glucosa
90 (mg/dL)
Comida
125
Concentración
plasmática
de glucagón
(pg/mL)
- 140 Concentración
.90
plasmática
de glucosa
(mg/dL)
-60
0
60 120
Minutos
180
240
CLAVE
---- Concentración plasmática de glucosa
- Concentración plasmática de insulina
Concentración plasmática de glucagón

Cociente Insulina:Glucagón y Metabolismo

Cociente = dirección del metabolismo
El metabolismo es controlado por el cociente insulina:glucagón.
(a) Estado posprandial: domina la insulina
Glucagón
Insulina
+ Oxidación de glucosa
+ Síntesis de glucógeno
+ Síntesis de grasas
+ Síntesis de proteínas
(b) Estado de ayuno: domina el glucagón
Insulina
+ Glucogenólisis
+ Gluconeogénesis
+ Cetogénesis
Glucagón
90
10
Basado en datos de Unger,
New Engl J Med 285:
443-449, 1971.

Páncreas: Somatostatina y Polipéptido Pancreático

4Páncreas
cél. 8 (D): ~ 5%-> Somatostatina (SST): hormona peptídica y neurotransmisor que inhibe liberación
1. Inhibe la secreción de gastrina, secretina, CCK, insulina y glucagón, entre otras.
2. HCI en el estómago y V secreción de enzimas y bicarbonato en el páncreas.
3. V vel. el vaciamiento gástrico y V las contracciones del intestino.
4. V el flujo sanguíneo en el aparato digestivo.
La SST actúa como un "freno" para la digestión
cél. PP o F: ~ 1%-> Polipéptido pancreático: Autorregula
secreciones endocrinas/exocrinas:
1. ¿ vel vaciamiento gástrico y prolonga t del transito intestinal
2. Inhibe secreción de motilina y somatostatina
3. Puede proteger frente a destrucción de células ß (que secretan insulina)
4. Efectos sobre supresión del apetito
Las células alfa
secretan glucagón.
Las células D
secretan somatostatina.
Las células beta
secretan insulina,
amilina.
Secreción después de la ingesta de alimentos ricos en prot, ayuno, ejercicio e hipoglucemia; en presencia de SST y GLU en sangre.

Insulina: Hormona Peptídica y Regulación de la Glucemia

5Insulina
· Hormona peptídica (51 aa)
· Producida en cel. ß islotes Langerhans
•
Reduce la glucemia > ¿cómo?
· Estimula la entrada de GLU en las cél: A través de
transportadores específicos (como GLUT4 en los
músculos y adipocitos).
· Tejido adiposo y músculo esquelético en reposo no
pueden captar GLU sin insulina.
· Cerebro, intestino, riñones, hígado y glóbulos rojos sí
pueden captar GLU directamente (sin insulina), pero
la insulina favorece aún + la entrada de GLU).
insulina
2
glucosa
Páncreas
célula
· Estimula la formación de glucógeno en el hígado y en el músculo esquelético a partir de la glucosa (permite el
almacenamiento de la GLU para su uso futuro)-> glucogénesis.
No confundir con gluconeogénesis
· Promueve el almacenamiento de ácidos grasos en el tejido adiposo.

Insulina: Transporte de Glucosa

6Insulina
· Ayuno
- Transportadores GLUT4
retirados de la membrana y
almacenados vesículas
Citoplasmáticas.
•
Estado posprandrial
1. Insulina se une al receptor
y lo activa
2. Cascada transducción de
señales > mov. Vesículas ->
Exocitosis-> inserción GLUT4
3. Captación GLU (difusión
facilitada)
ESTADO DE AYUNO
ESTADO POSPRANDIAL
Tejido adiposo y músculo esquelético en reposo
(a) En ausencia de insulina, no hay transportadores GLUT4 en
la membrana.
Líquido
extracelular
Glucosa
Receptor de insulina
Célula adiposa
o muscular
Vesícula
secretora
Proteína de transporte
GLUT4
(b) En estado posprandial, la insulina envía una señal a la célula
para que inserte transportadores GLUT4 en la membrana, lo
que permite que la glucosa ingrese en la célula.
Glucosa
1
La insulina se
une al receptor
3
Exocitosis
4
La glucosa
ingresa
en la célula
2
Cascada de
transducción
de señales
GLUT4

Insulina y Musculatura Esquelética

7Insulina
¿Qué ocurre con la musculatura esquelética durante el ejercicio?
- No depende de la actividad de la insulina para captar GLU
- Músculos se contraen: se insertan transportadores GLUT4 ¡sin insulina!
Señal intracelular
compleja en la que está
involucrado el Ca+2

Acciones de la Insulina en Carbohidratos

Actions of Insulin - Carbohydrates
Glucose uptake in muscle
and adipose tissue
Gluconeogenesis
Go
Glucogenolysis
Stop
Lipolysis
Stop
Insulin
Go
Glycogen
synthesis
Ketogenesis
Stop
Go
Protein synthesis
Proteolysis
Stop
GO
Uptake of ions
(especially potassium, magnesium and phosphate)
8
Stop
GO
Glycolysis

Insulina: Transporte de Glucosa en el Hígado

Insulina
· Transporte GLU en el hígado no depende directamente
insulina > influenciado ausencia/presencia
· GLUT2 > siempre presentes membrana
Ayuno > [insulina] baja:
-
La GLU sale (mantener homeostasis) siguiendo el gradiente [ ]
por difusión facilitada a traves GLUT2
-
Glucogenólisis (glucógeno) y gluconeogénesis (lactato y aa.)
Hepatocitos
(c) En estado de ayuno, el hepatocito produce glucosa y la transporta
hacia la sangre mediante transportadores GLUT2.
Glucosa] baja
Insulina baja
GLUT2
[Glucosa]
alta
Almacenamiento de glucógeno
y gluconeogénesis
Hepatocito

Insulina: Estado Posprandial y Regulación Enzimática

9Insulina
Estado posprandial > [insulina] alta:
- Activa enzima hexocinasa > fosforila GLU > glucosa-6-fosfato > mantiene [GLU] intracelular bajas
- GLU puede difundir interior a través GLUT2 (dirección inversa)
· Insulina favorece la captación de
GLU, pero no por acción directa
sobre los transportadores sino por
la activación de enzimas
Hepatocitos
(c) En estado de ayuno, el hepatocito produce glucosa y la transporta
hacia la sangre mediante transportadores GLUT2.
[Glucosa] baja
Insulina baja
GLUT2
[Glucosa]
alta
Almacenamiento de glucógeno
y gluconeogénesis
Hepatocito
(d) En estado posprandial, se invierte el gradiente de concentración
de glucosa, e ingresa glucosa en el hepatocito.
LEC
Insulina
[Glucosa] alta
GLUT2
1
i
1
[Glucosa]
baja
ATP
Cascada
de señales
ADP
P
-
La conversión de glucosa en
glucosa-6-fosfato mediada por
la hexocinasa mantiene baja la
[glucosa] intracelular.

Insulina: Funciones Hipoglucemiantes y Anabólicas

Insulina
· Hormona hipoglucemiante > promueve entrada GLU en las cel y estimula formación de glucógeno
· Otras funciones:
polisacárido de reserva
energética formado por cadenas
ramificadas de glucosa
- 1 síntesis ácidos grasos en adipocitos y en el hígado y favorece el depósito de triglicéridos en el tejido adiposo.
- Favorece síntesis proteica e inhibe
degradación proteica > favorece crec.
... promoviendo la construcción de tejidos y
músculos. Actúa de forma anabólica->
fomenta la construcción de masa muscular.
- Débil efecto estimulante sobre el
crecimiento óseo y de los cartílagos en
el desarrollo durante la niñez

Cuadro Resumen de la Insulina

CUADRO 22.1 Insulina
Célula de origen
Células beta del páncreas
Naturaleza química
Péptido de 51 aminoácidos
Biosíntesis
Péptido típico
Transporte en la circulación
Disuelta en plasma
Semivida
5 minutos
Factores que inciden en la liberación
[Glucosa] plasmática >100 mg/dl; 1 aminoácidos en sangre; GLP-1 (reflejo de anteroalimentación).
La actividad parasimpática amplifica. La actividad simpática inhibe
Células o tejidos diana
Principalmente, hígado, músculo y tejido adiposo; cerebro, riñón e intestino no insulinodependientes
Receptor diana
Receptor de membrana con actividad de tirosina cinasa; vías con sustratos del receptor de insulina
Acción tisular o corporal total
Į [Glucosa] plasmática por 1 transporte hacia el interior de las células o 1 uso metabólico de glucosa
Acción en el nivel celular
Síntesis de glucógeno; 1 metabolismo aerobio de la glucosa; 1 síntesis de proteínas y triglicéridos
Acción en el nivel molecular
Introduce transportadores GLUT4 en células musculares y adiposas; modifica la actividad enzimática.
Vías de transducción de señales complejas
Regulación por retroalimentación
Į [Glucosa] plasmática suprime la secreción de insulina

Regulación de la Insulina: Mecanismos y Factores

11Regulación de la insulina
· Mecanismo autorregulador: La secreción depende del nivel GLU
en sangre (glucemia alta/baja-> estimula/inhibe)
•
Otros factores que regulan su secreción:
1. 1[aminoácidos] plasmáticos-> estimulante
2. Efecto de hormonas gastrointestinales
3. SNA parasimpatico-> estimulante
4. SNA simpático-> inhibidor
Ingiera una
comida
Distensión
de la pared del
tubo digestivo
Presencia de
hidratos de carbono
en la luz GI
Digestión y absorción
de nutrientes
Receptores de
estiramiento
Células
endocrinas
del intestino
delgado
4 Amino-
ácidos
plasmáticos
+ Glucosa
plasmática
+ Aferencias
neuronas sensitivas
Células o
del páncreas
GLP-1
y GIP
SNC
+ Eferencias
parasimpáticas
Células B
del páncreas
+ Insulina
Hígado
Células musculares,
adiposas y de
otro tipo
+ Glucólisis
+ Glucogenogénesis
+ Lipogénesis
+ Transporte
de glucosa
+ Síntesis de proteínas
CLAVE
Estímulo
Sensor
Señal aferente
¥ Glucosa
plasmática
Retroalimentación
negativa
Centro integrador
Señal eferente
Diana
Respuesta tisular
Respuesta sistémica
Il-

Regulación de la Insulina: Hormonas y Sistema Nervioso

12Regulación de la insulina
•
Otros factores que regulan su secreción:
1. 1[aminoácidos] plasmáticos-> estimulante
2. Efecto de hormonas gastrointestinales
Incretinas (hormonas en el íleon, yeyuno)
. Hasta 50% secreción estimulada por hormona GLP-1*
· El GIP ** trabaja junto con GLP-1
· Pueden alcanzar cél. ß antes de que se absorba la GLU > liber. anticipada de insulina
· Péptido CCK-> amplifica secreción insulina
Colecistoquinina
3. SNA parasimpático-> estimulante
- La actividad 1 durante y después de una comida
en el tubo digestivo y páncreas
4. SNA simpático-> inhibidor
- Estrés > las catecolaminas en el páncreas endocrino
(noradrenalina + adrenalina) inhiben secreción de
insulina y favorecen la gluconeogénesis.
Secreción de insulina
dependiente de la glucosa
Células B
Más utilización de la
glucosa en músculos y
tejido adiposo
Pancreas
Células a
Intestino
Supresión de glucagón
dependiente de la
glucosa
Menos producción de
glucosa hepática
GLP-1 activo (7-36)
GIP activo
Homeostasis de glucosa
GLP = péptido similar al glucagón; GIP = péptido insulinotrópico dependiente de la glucosa
13
Evita 1 súbito de la [GLU] plasmática
Ingestion de alimentos