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Guias e Dicas
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Regulação da Glicose: Insulina, Glucagon e Somatostatina, Notas de estudo de Fisiologia Humana

O conhecimento sobre a regulação da glicemia, explorando os papéis da insulina, glucagon e somatostatina no sistema digestório e endócrino. Aborda a biossíntese, secreção e mecanismos de ação desses hormônios, além de analisar os efeitos da insulina nos tecidos insulino-sensíveis e a influência do glucagon no estado de jejum. O documento também discute a homeostase glicêmica, os fatores que influenciam a secreção de insulina e a importância das incretinas na regulação da glicemia.

Tipologia: Notas de estudo

2024

À venda por 27/02/2025

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cibele-34 🇧🇷

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Pâncreas Endócrino
Introdução
-Glândula mista
-Funções no sistema digestório e endócrino
-As ilhotas de Langerhans são muito pequenas incrustadas no
meio do tecido exócrino do pâncreas, responsáveis por 2% da
massa do pâncreas
Glucagon alfa
Insulina beta (células mais predominantes)
Somatostatina delta
Polipeptídeo pancreático PP
Inervação simpática e parassimpática: norepinefrina,
acetilcolina, peptídeo intestinal vasoativo (VIP), galanina e
GABA.
Insulina baixa: aumenta secreção de glucagon
Insulina alta: inibe secreção de glucagon
Insulina
Hidrossolúvel
Pré-insulina clivada: as duas cadeias vem do mesmo gene
Cadeia A e B unidos por Ponte dissulfeto
Biossíntese da insulina
Gene RNA maduro pré-pró-insulina (formado por
peptídeo sinal, peptídeo C, cadeias A e B) pró-insulina (perde
o peptídeo sinal, que indica que tipo de proteína ela será)
!peptídeo C separado da insulina (sintetizados em
quantidades equimolares)
Portanto: peptídeo C é um marcador da secreção de insulina
Glicose aumento da relação ATP/ADP fecha canais de
potássio despolariza membrana cálcio entra libera
grânulos de insulina
Sulfonilureias agem nos canais de K sensíveis a ATP
Secreção de insulina
Células B percebem aumento de glicose no interstício por
transporte de glicose pelo GLUT 2 (baixa afinidade, alta
capacidade de transporte) glicoquinase: sensor da
concentração de glicose ATP/ADP fechamento de canais
de K despolariza membrana sensibiliza transportadores de
cálcio cálcio intracelular liberação de vesículas de
insulina (empacotadas pelo Golgi)
Células B proteína G adenilato ciclase AMPc PKA
(aumento de Ca) calmodulina secreção de insulina
Células B proteína G PLC !IP3 + DAG DAG ativa
PKC calmodulina (aumento de Ca por ação do IP3)
secreção de insulina
Células B proteína G PLA2 (fosfolipase A2) AA (ácido
araquidônico) prostaglandinas (inibem secreção) e
leucotrienos (estimulam secreção)
Nota-se: o fenômeno mais importante da secreção da insulina é
o aumento do cálcio intracelular.
Sistema Nervoso autônomo
Acetilcolina PLC
Epinefrina e norepinefrina proteína Gi inibe adenilato
ciclase
Regulação da secreção de insulina
Fase cefálica: antes do início da alimentação. Aroma de
alimentos provoca um reflexo de estimulação vagal. A
acetilcolina induz à formação de PKC (PLC)
Em estado de alerta: norepinefrina se liga à proteína Gi,
propiciando glicose disponível para maior atividade muscular e
nervosa.
Hormônios
Glucagon e somatostatina: secretados pelas ilhotas
Cortisol e GH: resistência periférica à insulina.
Gastrintestinais: GLP-1, secretina, colecistoquinina, gastrina e
GIP estimulam a secreção de insulina logo após a ingestão do
alimento (faz todo sentido, porque no pós-prandial a glicemia
aumenta)
Glucagon
Cadeia peptídica não ramificada simples, constituída de 29
resíduos de AA
hidrossolúvel
gene do pró-glucagon: cromossomo 2
-expresso nas células alfa (das ilhotas) e células L do intestino
delgado
-pró-glucagon é clivado
-Pâncreas: origina o glucagon
-Intestino: origina GLP-1, GLP-2 e glicentina
-Pro-hormônio convertase 2 (Psck 2)
-Células alfa
-Pro-hormônio convertase 1/3 (Psck 1/3)
-Células L
Ação fisiológica:
Hormônio do período pós-absortivo e jejum
Glicogenótico
Gliconeogênico
Lipolítico e cetogênico
Tecidos alvo: fígado e tecido adiposo
Fígado: períodos inter-refeições e jejum noturno
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Pâncreas Endócrino

Introdução

  • (^) Glândula mista
  • (^) Funções no sistema digestório e endócrino
  • (^) As ilhotas de Langerhans são muito pequenas incrustadas no meio do tecido exócrino do pâncreas, responsáveis por 2% da massa do pâncreas - Glucagon^ →^ alfa - Insulina → beta (células mais predominantes) - Somatostatina^ →^ delta - Polipeptídeo pancreático → PP Inervação simpática e parassimpática: norepinefrina, acetilcolina, peptídeo intestinal vasoativo (VIP), galanina e GABA. Insulina baixa: aumenta secreção de glucagon Insulina alta: inibe secreção de glucagon

Insulina

Hidrossolúvel Pré-insulina clivada: as duas cadeias vem do mesmo gene Cadeia A e B unidos por Ponte dissulfeto Biossíntese da insulina Gene → RNA maduro → pré-pró-insulina (formado por peptídeo sinal, peptídeo C, cadeias A e B) → pró-insulina (perde o peptídeo sinal, que indica que tipo de proteína ela será) → peptídeo C separado da insulina (sintetizados em quantidades equimolares) Portanto: peptídeo C é um marcador da secreção de insulina Glicose → aumento da relação ATP/ADP → fecha canais de potássio → despolariza membrana → cálcio entra → libera grânulos de insulina Sulfonilureias agem nos canais de K sensíveis a ATP

Secreção de insulina

Células B percebem aumento de glicose no interstício por transporte de glicose pelo GLUT 2 (baixa afinidade, alta capacidade de transporte) → glicoquinase: sensor da concentração de glicose → ↑ATP/ADP → fechamento de canais de K → despolariza membrana → sensibiliza transportadores de cálcio → ↑ cálcio intracelular → liberação de vesículas de insulina (empacotadas pelo Golgi) Células B → proteína G → adenilato ciclase → AMPc → PKA (aumento de Ca) → calmodulina → secreção de insulina Células B → proteína G → PLC → IP3 + DAG → DAG ativa PKC → calmodulina (aumento de Ca por ação do IP3) → secreção de insulina Células B → proteína G → PLA2 (fosfolipase A2) → AA (ácido araquidônico) → prostaglandinas (inibem secreção) e leucotrienos (estimulam secreção) Nota-se: o fenômeno mais importante da secreção da insulina é o aumento do cálcio intracelular. Sistema Nervoso autônomo Acetilcolina → PLC Epinefrina e norepinefrina → proteína Gi → inibe adenilato ciclase

Regulação da secreção de insulina

Fase cefálica: antes do início da alimentação. Aroma de alimentos provoca um reflexo de estimulação vagal. A acetilcolina induz à formação de PKC (PLC) Em estado de alerta: norepinefrina se liga à proteína Gi, propiciando glicose disponível para maior atividade muscular e nervosa. Hormônios Glucagon e somatostatina: secretados pelas ilhotas Cortisol e GH: resistência periférica à insulina. Gastrintestinais: GLP-1, secretina, colecistoquinina, gastrina e GIP estimulam a secreção de insulina logo após a ingestão do alimento (faz todo sentido, porque no pós-prandial a glicemia aumenta)

Glucagon

Cadeia peptídica não ramificada simples, constituída de 29 resíduos de AA hidrossolúvel gene do pró-glucagon: cromossomo 2

  • (^) expresso nas células alfa (das ilhotas) e células L do intestino delgado - (^) pró-glucagon é clivado - (^) Pâncreas: origina o glucagon - (^) Intestino: origina GLP-1, GLP-2 e glicentina
  • (^) Pro-hormônio convertase 2 (Psck 2)
    • (^) Células alfa
  • (^) Pro-hormônio convertase 1/3 (Psck 1/3)
    • (^) Células L Ação fisiológica: Hormônio do período pós-absortivo e jejum
  • Glicogenótico
  • Gliconeogênico
  • Lipolítico e cetogênico Tecidos alvo: fígado e tecido adiposo Fígado: períodos inter-refeições e jejum noturno

Tecido adiposo: jejum prolongado

Somatostatina

5 tipos de receptores (SSTR 1-5) Associados à proteína Gi. A pró-somatostatina sofre um processamento pós traducional e é clivada. Inibe síntese e secreção do GH quando é produzida no SNC Produzida no pâncreas, inibindo glucagon e insulina SS-14: PRODUZIDA NO PÂNCREAS: inibe glucagon e insulina SS-28: produzida no SNC e no intestino: inibe GH Secreção: canais de K que percebem ↑ATP/ADP, semelhante à insulina. ações da somatostatina: Inibe a secreção de:

  1. Hormônios gastro-intestinais
  2. GH
  3. Insulina, glucagon e polipeptídeo pancreático Controle da absorção de nutrientes:
  4. ↓motilidade
    1. Gástrica
    2. Duodenal
    3. Vesícula biliar
  5. ↓secreção
    1. Pâncreas exócrino
    2. gastro-intestinal
  6. Absorção
    1. Glicose
    2. triglicerídeos

Polipeptídeo pancreático

36aa Secreção aumenta após a refeição Secreção aumentada pela acetilcolina Ações do polipeptídeo pancreático

  • Inibição do apetite
  • Inibe a secreção do pâncreas exócrino
  • ↓motilidade intestinal e vesícula biliar
  • FUNÇÃO NÃO COMPLETAMENTE ESCLARECIDA

Homeostase glicêmica

Manter a concentração de glicose no sangue em média de 90mg/dL (80-100 mg/dL) Envolve fluxos constantes de glicose por todo o organismo: Os tecidos podem receber glicose, como o SNC, músculos esqueléticos, tecido adiposo e o pâncres, bem como podem jogar glicose na corrente sanguínea, como o intestino após a absorção, o fígado pela gliconeogênese, o rim pelo processo de reabsorção. Tanto o fígado quanto o rim, além de jogarem glicose na corrente sanguínea, também a recebem para o metabolismo de suas próprias células. Principal estímulo para secreção de insulina: ↑glicose plasmática Os hormônios pancreáticos são direcionados pela circulação porta diretamente para o fígado O fígado extrai 50% da insulina secretada Por isso, na insulinoterapia, a insulina subcutânea nunca será capaz de produzir níveis fisiológicos de insulina no fígado sem produzir hiperinsulinemia periférica: ou seja, para que o nível fisiológico de insulina seja atingido, deve-se considerar a extração de 50% da insulina, por isso aumenta-se a dose de insulina injetada, o que causará hiperinsulinemia periférica. 1/2 vida plasmática da insulina: 5-8 min A secreção de insulina varia ao longo do dia Secreção basal: 50-100pM

- Aumenta com a glicemia - Refeições ricas em CHO simples x complexos - CHO simples: acúcar refinado, pães, massas. São moléculas menores, portanto mais rapidamente absorvidas. Assim, causarão um pico glicêmico muito maior, o que levará a um pico acentuado da secreção de insulina - CHO complexo: legumes, vegetais, grãos. São moléculas maiores, portanto sua absorção é mais lenta, o que leva a uma liberação gradual da insulina.

Secreção bifásica da insulina

  1. 1ª fase
    1. Estímulos: glicose, aa, AG e hormônios gastrointestinais
    2. Secreta grânulos pré-formados
  2. 2ª fase
    1. Estímulo: glicose remancescente
    2. Secreta principalmente insulina recém-sintetizada

Efeitos da insulina nos tecidos insulino-sensíveis

para captação de glicose

mobilização de GLUT4 (translocação): aumenta absorção de glicose em músculos e tecido adiposo. Lembrar: no m. Esquelético a contração muscular e movimentação dos sarcômeros também promove a translocação do GLUT4. Processos anabólicos:

  • Síntese de glicogênio
  • Síntese de proteína (ativa expressão gênica)
  • Síntese de lipídeos Processos catabólicos que são INIBIDOS PELA INSULINA:
  • Quebra de glicogênio e lipídeos
  • Gliconeogênese Efeitos da insulina no fígado: (-) glicogenólise e (-) gliconeogênese → inibição do catabolismo ↑glicólise, ↑glicogênese, ↑lipogênese → VLDL (cairá na circulação) Glicose entra no hepatócito por GLUT- Enzimas que eu lembro: glicoquinase e glicose-6-fosfatase. Fosfofrutoquinase. Tudo é da cadeia glicolítica Piruvato quinase é o final da cadeia glicolítica. PDH = piruvato desidrogenase → aquele complexo de enzimas e co-enzimas que transforma piruvato em Acetil-coA, o que dá início ao ciclo de Krebs.

Transporte por GLUTs

- GLUT1: eritrócitos, todos os tecidos, SNC (BHE) - GLUT2: rins, intestino, fígado, células β - Tecidos onde há influência da insulina - GLUT3: cérebro (neurônios) - GLUT4: músculo esquelético e tecido adiposo , cérebro e músculo cardíado

Músculo no estado alimentado

  1. ↑captação de glicose
  2. Glicólise e glicogênese → anabolismo
  3. ↑captação de aa
  4. ↑proteogênese: expressão gênica de proteínas → sarcômeros
  5. ↓proteólise (“poupar proteínas” como fonte energética)

Tecido adiposo no estado alimentado

  1. ↑lipogênese
  2. ativação de Acetil-coA carboxilase e AG sintase (via oposta à da β-oxidação
  3. Ativação da lipase lipoproteica (quebra do VLDL para acúmulo de TG): VLDL → 2 AG + monoacilglicerol
  4. inibição da LHS (lipase hormônio sensível) resumo dos efeitos da insulina no estado alimentado:

Estado de Jejum

Glucagon

Não age no músculo → apenas fígado e tecido adiposo. O estado de jejum possui 2 tipos de ação: tanto por inibição da secreção de insulina quanto por estímulo à secreção de glucagon Diminuição da insulina

  • ↓glicólise
  • ↓glicogênese
  • ↑gliconeogênese e glicogenólise → ↑glicemia Fatores p/estímulo de glucagon: ↓glicemia Retirada da inibição parácrina da insulina sobre a célula α → início da sinalização parácrina para secreção de glucagon SNA simpático → resposta de luta/fuga → exige muita energia dos tecidos → aumenta glicose na corrente sanguínea

Mecanismo de ação do glucagon

Receptor acoplado à proteína G → adenilato ciclase → AMPc → PKA → fosforilação de enzimas → síntese e quebra e glicogênio

Fígado

O GLUT2 atua na percepção de glicose tanto no seu aumento, para estimular a glicogênese e inibir gliconeogênese, quando em sua deficiência, levando a glicogenólise e gliconeogênese. O glucagon estimula captação de aminoácidos e inibe enzimas da via glicolítica

Tecido adiposo

Glucagon ativa proteína Gs Estímulo enzimático: LHS: TG → AG e glicerol Perilipina → liberar AG na circulação pra ser convertido em Acetil-coA e entrar no ciclo de Krebs. Cetogênese hepática No estado alimentado, a insulina desvia HMG-CoA (molécula proveniente da Acetil-coA) para a via de síntese de colesterol. Com a baixa insulina, o HMG-CoA é usado para produzir corpos cetônicos (fonte de energia)

Resumo dos efeitos do glucacon

Regulação neuro-endócrina da glicemia

Adrenalina: SNA simpático Lembrar: precisa de energia para a resposta de luta ou fuga

  • ↑glicogenólise e gliconeogênese hepática
  • ↑glicogenólise muscular
  • ↑lipólise no tecido adiposo
  • ↑secreção de glucagon: vai aumentar a glicemia
  • ↓secreção de insulina Cortisol: estresse e inflamação
  • Liberação de substratos gliconeogênicos: aminoácidos e glicerol
  • ↑gliconeogênese: ativação de PEPKL; frutose-1,6-bifosfatase e glicose-6-fosfatase (é a enzima oposta à glicoquinase, que inicia a via glicolítica) (ativação da via da gliconeogênese)
  • Promove resistência à ação da insulina Estado pós absortivo e jejum: glucagon dominante Estado alimentado: insulina dominante