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Pâncreas Endócrino. Dr. Marcos Mendes Disciplina de Fisiologia FMABC. As ilhotas se distribuem difusamente com aproximadamente 2.000.000 de células que equivale a 1 a 2% do peso do pâncreas. α – GLUCAGON (~20%) β – INSULINA (60-75%) γ – GASTRINA (< 1%)
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PâncreasEndócrino Dr. Marcos Mendes Disciplina de Fisiologia FMABC
As ilhotas se distribuem difusamente com aproximadamente 2.000.000 de células que equivale a 1 a 2% do peso do pâncreas α – GLUCAGON (~20%) β – INSULINA (60-75%) γ – GASTRINA (< 1%) δ(ou D) – SOMATOSTATINA – SS (< 1%) φ(ou F) – PEPTÍDEO PANCREÁTICO - PP(< 5%)
98% Pâncreas Exócrino 2% Pâncreas Endócrino 20% (20%) 20%) (20%) CÉLULAS F POLIPETÍDEO PÂNCREATICO
Insulin MW 5808 EP + CP EP + CP ESTRUTURA DA MOLÉCULA DE PRÓ-INSULINA E INSULINA Proinsulin C peptide A Chain B Chain Pró-insulina = peptídeo C + insulina
Cadeia a 21 aminoácidos S-S Cadeia b 30 aminoácidos INSULINA ESTRUTURA Insulina Pró-insulina = Insulina + Peptídeo C Peptídeo C
Fatores de controle das células beta • Nervosos: (+) parassimpático (-) simpático • Metabólicos: (+) hiperglicemia, aminoácidos e potássio (-) hipoglicemia • Hormonais: (-) SS (+) Glucagon e GIP
Transportadores de Glicose • GLUT 1: captação basal da glicose • GLUT 2: sensor da glicose na célula beta • GLUT 3 e 4: captação de glicose nos tecidos insulina-dependentes • GLUT 5 (jejuno): absorção de glicose na dieta
Insulina nas células eo metabolismo no período pós-prandial Insulina se liga ao receptor tirosina-quinase Receptor fosforila substratos de receptor de insulina ( IRS) A via do segundo mensageiro altera a síntese de proteínas e proteínas existentes Transporte de membrana é modificada Metabolísmo celular é modificado
- Glicose e a secreção de insulina Glicose Células ß integramentrada de vários metabólitos, hormônios e neurotransmissores Na+ Na+ GLUT2 K+ K+ K+ Na+ Glicoquinase K+ K+ K+ ATP Ca2+ Ca2+ célula ß Voltage-gated Ca2+ channel Ca2+ Ca2+ grânulos insulina
Glucose ↑ATP/ADP Estímulo da glicose na secreção de insulina Ca2+ Voltage-dependent Ca2+ channel K/ATP channel Glucose transporter Insulin release Insulin granules GLP-1 receptor Pancreatic β Cell GLP-1=glucagon-like peptide 1 GIP=glucose-dependent insulinotropic polypeptide Gromada J, et al. Pflugers Arch – Eur J Physiol. 1998;435:583-594.; MacDonald PE, et al. Diabetes. 2002;51:S434-S442.
Glucose cAMP ATP Secreção de insulina prejudicada na ausência de glicose Voltage-dependent Ca2+ channel K/ATP channel Ca2+ Insulin release Glucose transporter Insulin granules GLP-1 receptor Pancreatic β Cell Drucker DJ, et al. Proc Natl Acad Sci. 1987;84:3434-3438.; Moens K, et al. Diabetes. 1996;45:257-261.; Gromada J, et al. Pflugers Arch – Eur J Physiol. 1998;435:583-594.; MacDonald PE, et al. Diabetes. 2002;51:S434-S442.
Glicose ↑ATP/ADP cAMP ATP Secreção de insulina GLP1 e glicose Ca2+ Voltage-dependent Ca2+ channel K/ATP channel Ca2+ Glucose transporter Insulin release Insulin granules GLP-1 receptor Pancreatic β Cell Moens K, et al. Diabetes. 1996;45:257-261.; Gromada J, et al. Pflugers Arch – Eur J Physiol. 1998;435:583-594.; MacDonald PE, et al. Diabetes. 2002;51:S434-S442.
INSULINA CINÉTICA DA SECREÇÃO síntese de insulina secreção crônica de insulina ( basal) compartimento grande pequeno compartimento insulina la fase insulina 2a fase
Resposta de insulina deprimida/retardada Glucagon não suprimido Respostas de Insulina e Glucagon após uma refeição rica em carboidratos Diabetes mellitus não insulino-dependente (n= 12)+ Controles sem diabetes (n= 11) 360 330 Refeição 300 Glucose (mg/100 ml) 270 240 110 80 150 120 Insulina (µU/ml) 90 60 30 0 140 130 Glucagon (µµg/ml) 120 110 100 90 –60 0 60 120 180 240 Tempo (minutos) +Insulina medida em cinco pacientes. Adaptado de Müller WA et al N Engl J Med 1970;283:109–115.
Metabolismo da Insulina • Secretadana circulação venosa portal. • 50% da degradação ocorre no fígado. • 50% da degradação em outros órgãos-alvos erins. • Degradação enzimática acontece após endocitose mediada por receptor. • ½ vida plasmática : 3 - 5 min. • Circula comomonômero livre.
Insulina: mecanismode ação Receptores da membrana celular: Unidade apossui sítios de ligação de insulina Membrana plasmática Unidade b tem atividade tirosina-quinase
Insulinano Músculoe Adipósitos(papel do GLUT4 na membrana celular) Membrana Plasmática Insulina receptor Vesículas GLUT4 intracelulares Cascata de sinais intracelulares Insulina Vesícula GLUT4 se integra na membrana plasmática Glicose Glicose entra na célulavia vesícula GLUT4 GLUT4 = glicose transportador 4
Ação da Insulina nas células predomina no período pós-prandial • captação de glicose em muitas células • consumo e armazenamento de glicose • síntese de proteínas • síntese de gorduras
Efeitosda insulina: molecular e celular Metabólicae mitogênica • Regulaçãodo transportee metabolismo da glicose • Regulaçãodo metabolismo lipídico • Regulaçãoda transcriçãode outros genes
Ingestão de alimento Trato GI Liberação de hormônios incretinas Células α GLP e GIP ativos Glucagon das células alfa (GLP)Dependente de glicose Insulina↑ glucagon↓ produçãohepática de glicose IncretinasRegulam a HomeostasedaGlicose Insulina das células beta (GLP e GIP) Dependente de glicose • captaçãoperiférica de glicose Celulas ß Controledaglicemia Adaptado de Brubaker PL, Drucker DJ Endocrinology 2004;145:2653–2659; Zander M et al Lancet 2002;359:824–830; Ahrén B Curr Diab Rep 2003;3:365–372; Holst JJ Diabetes Metab Res Rev 2002;18:430–441; Holz GG, Chepurny OG Curr Med Chem 2003;10:2471–2483; Creutzfeldt WOC et al Diabetes Care 1996;19:580–586; Drucker DJ DiabetesCare 2003;26:2929–2940.
GLUCAGON: AÇÕES FISIOLÓGICAS • Estrutura química • polipeptídeo de cadeia simples com 29 aminoácidos • Biossíntese • células α • retículo endoplasmático → complexo de Golgi • Secreção • exocitose e depende de cálcio e AMP- cíclico • fígado remove 50% • nível plasmático periférico = 50 pg / mL • Metabolização • fígado por meio de uma enzima específica
Ação do Glucagon nas células eno metabolismo em condições de JEJUM
Fatores de controle das células alfa • Nervosos: (+) parassimpático (+) simpático • Metabólicos: (+) hipoglicemia, aminoácidos e ácidos graxos livres (-) hiperglicemia • Hormonais: (-) SS (+) colecistocinina, gastrina e GIP
Fígado (Fonte: Douglas, CR – Tratado de Fisiologia - 6ª Ed – 2006)
SOMATOSTATINA (SS) • Sintetizado pelas células δ (ou D) das ilhotas pancreáticas, hipotálamo e TGI • Inibe a secreção insulina e glucagon • Inibe a absorção de nutrientes • prolonga o esvasiamento gástrico • diminui a secreção de gastrina e de HCl • diminui a secreção do suco pancreático • diminui o fluxo sanguíneo esplênico • diminui a absorção de glicose • diminui a secreção de gastrina, secretina, CCK, VIP, GIP, e motilina
POLIPEPTÍDIO PANCRÉATICO (PP) • Secretado pelas células φ (ou F) das ilhotas pancreáticas e mucosa intestinal • Inibe a secreção somatostanina , contração vesícula biliar e secreção de enzimas pancréaticas • Secreção é estimulada por refeições contendo proteínas, jejum, exercício, hipoglicemia aguda, colecistocinina, gastrina e secretina • Somatostanina e níveis elevados de glicose inibem a secreção
REGULAÇÃO DA GLICEMIA glucagon cortisol / GH adrenalina insulina neurônio período de jejum hemácia fígado glicose (sangue) 2,3 mg / kg / min glicogenólise (80%-85%) gliconeogênese (15%-20%)
glucagon cortisol / GH adrenalina insulina glicogênese glicólise lipogênese fígado 25% 90% glicogênese glicólise anabolismo proteico músculo 75% 10% cérebro / outros tecidos REGULAÇÃO DA GLICEMIA período pós-prandial glicose
insulina glucagon cortisol / GH adrenalina REGULAÇÃO DA GLICEMIA HIPOGLICEMIA glucagon + adrenalina glicogenólise hepática / muscular cortisol + glucagon gliconeogênese GH + cortisol antagonizam ação insulínica