Páncreas endocrino: insulina y glucagón, funciones y regulación

Páncreas endocrino

Tema 39. Páncreas endocrino. Insulina. Glucagón Dra. María Del Nogal Ávila maria.nogalavila@ceu.es

Pancreas « cell (glucagon) ß cell (insulin) Blood vessels 8 cell (somatostatin)

39. Páncreas endocrino. Insulina. Glucagón. CEU Universidad San Pablo 1Tema 39. Páncreas endocrino. Insulina. Glucagón

• 39.1. Introducción: el páncreas
• 39.2. Insulina
• 39.3. Glucagón
• 39.4. Funciones fisiológicas
• 39.5. Regulación de la secreción

39. Páncreas endocrino. Insulina. Glucagón. CEU Universidad San Pablo 2

Introducción al páncreas

39.1. Introducción: páncreas · El páncreas es una glándula exocrina y endocrina que se localiza debajo del estómago. · El páncreas se divide en cabeza, cuerpo y cola. Estómago Hígado Conductos biliares Bazo Páncreas Vesícula biliar Colon Intestino delgado Cola Cuerpo Conducto biliar Cabeza Conducto pancreático C 2009 Terese Winslow U.S. Govt. han certain rights 39. Páncreas endocrino. Insulina. Glucagón. CEU Universidad San Pablo 3

· El páncreas está formado por acinos pancreáticos que constituyen el páncreas exocrino que secreta bicarbonato y enzimas. · El páncreas también está formado por los islotes de Langerhans o páncreas endocrino que secreta insulina y glucagón. Cola Cuerpo Cabeza Conducto pancreático A Páncreas Duodeno Conducto Esfinter de Oddi Células acinares: Vierten enzimas digestivas Capilar Islotes pancreáticos (Islotes de Langerhans) 39. Páncreas endocrino. Insulina. Glucagón. CEU Universidad San Pablo 4

Islotes pancreáticos

Islotes pancreáticos: 2-3% de la masa total del páncreas Páncreas ...... Islotes de Langerhans Insulina (6) Glucagón (a) Somatostatina (8) Polipéptido pancreatico (F) Hipoglucemiante y Anabólica Hiperglucemiante Regula motilidad gástrica y secreción endócrina intestinal Regula procesos digestivos 39. Páncreas endocrino. Insulina. Glucagón. CEU Universidad San Pablo 5

Insulina

Insulina: células ß pancreáticas

39.2. Insulina (células ß pancreáticas) · La insulina es una hormona de naturaleza peptídica (51 aa) producida por las células ß del páncreas en respuesta a abundancia energética. · Se sintetiza en forma de prohormona (proinsulina) y la forma activa está formada por dos cadenas polipeptídicas unidas entre sí por puentes disulfuro. · En la sangre circula en forma no ligada tiene una semivida y corta (6 minutos). Proinsulina Cadena C -COOH 21 Escisión 1 S S S 30 Escisión -NH2 S Cadena A 1 S S Cadena B Gránulo secretor Péptido C S S S S S S Insulina 39. Páncreas endocrino. Insulina. Glucagón. CEU Universidad San Pablo 6

Regulación de la insulina

39.2. Insulina (células ß pancreáticas) · Su principal regulador es la concentración de glucosa plasmática (GLUT2) · Actúa principalmente en el hígado, músculo y tejido adiposo uniéndose al receptor de insulina. Glucosa Insulina Insulina GLUT 2 -s-S- 8 S-S- -S-S Glucosa Glucocinasa B Membrana celular Glucosa-6-fosfato Oxidación Tirosina cinasa Tirosina cinasa 1 ATP Ca2+ -- K+ Despolarización 00 Síntesis de grasas Crecimiento y expresión de genes Transportador de glucosa Síntesis de proteínas Síntesis de glucógeno ATP + canal de K+ (cerrado) Canal de Ca2+ (abierto) 39. Páncreas endocrino. Insulina. Glucagón. CEU Universidad San Pablo 7 Receptor de insulina Glucosa Sustratos del receptor de insulina (IRS) Fosforilación de enzimas

Acciones biológicas de la insulina

39.2. Insulina (células ß pancreáticas) Acciones biológicas · Metabolismo hidratos de carbono: Tras la ingesta de comida rica en hidratos de carbono aumenta la secreción de insulina promoviendo la rapida captación, almacenamiento y aprovechamiento de la glucosa - Promueve el anabolismo · Músculo: Tras la ingesta, aumento de captación de glucosa (GLUT4), fosforilación y glucogenogénesis. · Hígado: Captación de glucosa (GLUT2), fosforilación y glucogenogénesis (Más importante). Conversión de glucosa en ácidos grasos. El aumento en la captación de glucosa induce hipoglucemia . insulin glucose GLUT4 insulin receptors active outside inactive inside signal transduction gene expression & growth regulation glucose utilization + glycogen / lipid / protein synthesis C 2004 BETA CELL BIOLOGY CONSORTIUM 39. Páncreas endocrino. Insulina. Glucagón. CEU Universidad San Pablo 8

Efectos de la insulina sobre el flujo de nutrientes

39.2. Insulina (células 3 pancreáticas) Acciones biológicas · Metabolismo de las grasas: La insulina promueve la síntesis de grasas (triglicéridos) a partir del exceso en carbohidratos en los hepatocitos su posterior almacenamiento en el tejido adiposo. · Metabolismo de las proteínas y crecimiento: La insulina estimula la entrada de aminoácidos al interior celular y la formación de nuevas proteínas EFECTOS DE LA INSULINA SOBRE EL FLUJO DE NUTRIENTES Músculo Hígado Tejido adiposo Glucógeno Glucosa Glucosa-6-fosfato Glucosa Piruvato - Ácidos grasos + Aminoácidos CO2 Cetoácidos Nutriente Efecto de la insulina sobre la concentración en sangre Glucosa Reducida Ácidos grasos Reducida Cetoácidos Reducida Aminoácidos Reducida 39. Páncreas endocrino. Insulina. Glucagón. CEU Universidad San Pablo 9

Glucagón

Glucagón: células alfa pancreáticas

39.3. Glucagón (células a pancreáticas) · Aumenta el nivel de glucosa en sangre: es hiperglucémico · En el hígado estimula la glucogenólisis y la gluconeogénesis. · En adipocitos activa a la lipasa que aumenta la disponibilidad de ácidos grasos para su consumo energético. 29 aa EFECTOS DEL GLUCAGÓN SOBRE EL FLUJO DE NUTRIENTES Hígado Tejido adiposo Glucógeno Glucosa Glucosa-6-fosfato Piruvato Ácidos grasos< Aminoácidos CO2 Cetoácidos Nutriente Efecto del glucagón sobre la concentración en sangre Glucosa Aumentada Ácidos grasos Aumentada Pir kinasa Cetoácidos Aumentada PANCREAS Glucosa baja en sangre Glucagón ® R Glucosa GDP Glucosa 6-Pasa Glucógeno Sintasa Glucosa-6-P Adenilato ciclasa ATP Glucosa-1-P Glucógeno FBPase-2 Fructosa-6-P . AMPc Glucógeno Fosforilasa . Fructosa 2,6-BisP FBPasa-1 PFK-1 P Fructosa-1,6-BisP Proteina kinasa A PEP P Piruvato Célula Hepática 39. Páncreas endocrino. Insulina. Glucagón. CEU Universidad LO San Pablo P

Funciones fisiológicas

Cociente insulina:glucagón

39.4. Funciones fisiológicas 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 Glucagón + Cetogénesis (c) Concentraciones de glucosa, insulina y glucagón antes y después de una comida Comida 4 130 Concentración plasmática de insulina (LU/mL) - 90 - 140 Concentración plasmática de glucosa (mg/dL) Comida 125 Concentración plasmática de glucagón (pg/mL) 90 - 90 - 140 Concentración plasmática de glucosa (mg/dL) -60 0 60 120 Minutos 180 240 Basado en datos de Unger, New Engl J Med 285: 443-449, 1971. CLAVE Concentración plasmática de glucosa - Concentración plasmática de insulina Concentración plasmática de glucagón 39. Páncreas endocrino. Insulina. Glucagón. CEU Universidad _1 San Pablo 10

Regulación de la glucemia

39.4. Funciones fisiológicas En definitiva ... · Cuando la concentración de glucosa aumenta el páncreas libera insulina que promueve la absorción de glucosa por las células. Como resultado la concentración de glucosa en sangre disminuye. · Cuando la concentración de glucosa disminuye é páncreas secreta glucagón y el hígado forma glucosa. Como resultado la concentración de glucosa aumenta. Aumenta el nivel de glucemia Hiperglucemia Estimula la liberación de insulina Glucagón Hígado Glucógeno Glucosa Estimula la descomposición del glucógeno Páncreas Estimula la formación de glucógeno Insulina Estimula la absorción de la glucosa desde la sangre Células de los tejidos [muscular, cerebral, adiposo, etc.) Estimula la liberación de glucagón Reduce la glucemia Hipoglucemia 39. Páncreas endocrino. Insulina. Glucagón. CEU Universidad 12 San Pablo