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Mayra Gonçalves P ANATOMIA - Localizado em cavidade normal, na curva em forma de J entre o estômago e o duodeno, está transversalmente aos corpos das vértebras L1 e L2 na região posterior do abdômen. - É rosado, delgado e de consistência nodular ou granulosa. Tem peso variando de 20 a 25cm de comprimento e pesa em torno de 80g. É um órgão alongado. - A cabeça do pâncreas encaixa-se na alça formada pelo duodeno, o corpo do pâncreas estence-se transversalmente em direção ao baço e a cauda do pâncreas é curta e romba. - Órgão secundariamente retroperitoneal e está firmemente fixo na parede posterior da cavidade abdominal. - Superfície do pâncreas com textura nodular irregular, com cápsula delgada e transparente de tecido conectivo envolvendo o órgão. - O colo do pâncreas é curto (1,5 a 2 cm) e está situado sobre os vasos mesentéricos superiores, que deixam um sulco em sua face posterior. - A face anterior do colo, coberta por peritônio, está situada adjacente ao piloro do estômago. A Veia Mesentérica Superior une- se à veia esplênica posterior ao colo para formar a veia porta. - O corpo do pâncreas é o prosseguimento do colo e situa-se à esquerda dos vasos mesentéricos superiores, passando sobre a aorta e a vértebra L II, logo acima do plano transpilórico e posteriormente à bolsa omental. A face anterior do corpo do pâncreas é coberta por peritônio, está situada no assoalho da bolsa omental e forma parte do leito do estômago. - A face posterior do corpo do pâncreas não tem peritônio e está em contato com a aorta, glândula suprarrenal esquerda, rim esquerdo e vasos renais esquerdos. - A cauda do pâncreas situa-se anteriormente ao rim esquerdo, onde está intimamente relacionada ao hilo esplênico e à flexura esquerda do colo. A cauda é relativamente móvel e passa entre as camadas do ligamento esplenorrenal junto com os vasos esplênicos. - O ducto pancreático principal começa na cauda do pâncreas e atravessa o parênquima Mayra Gonçalves da glândula até a cabeça do pâncreas: aí ele se volta inferiormente e tem íntima relação com o ducto colédoco. IRRIGAÇÃO - O pâncreas recebe um rico suprimento arterial advindo do tronco celíaco e da artéria mesentérica superior. Essa última geralmente fornece um ramo para o pâncreas denominado artéria pancreaticoduodenal inferior, próximo à margem superior da terceira parte do duodeno - A artéria mensentérica possui uma rápida divisão em ramos anterior e posterior, sendo que o anterior cursa para a direita, anteriormente à margem inferior da cabeça do pâncreas, possuindo caminho superior até se comunicar com a artéria pancreaticoduodenal superior anterior. Enquanto isso, o ramo posterior possui trajeto posterior e superior à direi- ta, possuindo relação posterior à mar- gem inferior da cabeça do pâncreas, conectando-se com a artéria pancreaticoduodenal superior posterior. - Ligado ao suprimento mesentérico, surge a artéria pancreaticoduodenal superior, que geralmente é dupla, sendo que seu ramo anterior consiste em um ramo terminal da artéria gastroduodenal, que desce no sulco anterior entre a segunda porção do duodeno e a cabeça do pâncreas; ela atua irrigando a cabeça do pâncreas e se anastomosa com a divisão anterior da artéria pancreaticoduodenal inferior. - Os ramos pancreáticos consistem em pequenas estruturas arteriais que partem de sua artéria original e se dirigem diretamente para o pâncreas, sendo em grande número na região do colo, corpo e cauda; a contribuição maior dessa porção arterial se faz pela artéria esplênica, ramo mais calibroso do tronco celíaco, no trecho em que essa corre ao longo da margem superior do pâncreas, suprindo a parte esquerda do corpo, bem como a cauda. - Existe um ramo dorsal denominado artéria pancreática dorsal que desce posteriormente à glândula, dividindo-se em ramos direito e esquerdo. Como variação, pode ter como origem a artéria mesentérica superior, artéria cólica média, artéria hepática ou até mesmo do tronco celíaco. - O ramo direito geralmente é duplo, percorrendo seu caminho entre o colo e o processo uncinado, formando um arco arterial com um ramo da artéria pancreaticoduodenal superior anterior, denominado artéria pré- pancreática, com o qual se conecta. - O ramo esquerdo percorre o seu trajeto ao longo da margem inferior até a cauda, local onde se anastomosa com a artéria pancreática magna e com a artéria da cauda do pâncreas. - Existem ramos que não possuem nome que consistem em pequenas artérias que correm ao longo das margens superior e inferior do pâncreas, que são resultados de contribuições principalmente das artérias pancreaticoduodenais superior posterior e anterior, bem como pancreaticoduodenal inferior, penetrando o parênquima glandular em ângulo reto ao vaso de origem. Esses ramos podem gerar grandes sangramentos durante cirurgias de ressecção nas quais o pâncreas é seccionado, de modo que geralmente precisam ser ligados. DRENAGEM VENOSA - A cabeça e o colo do pâncreas são drenados por meio das veias pancreaticoduodenais superior e inferior, enquanto o corpo e a cauda o são por meio de veias pequenas que são tributárias da veia esplênica, terminando Mayra Gonçalves ao longo da superfície posterior da glândula, ou às vezes diretamente para a veia porta. - Dado o fato de que as veias são numerosas e curtas, essas são capazes de gerar sangramentos importantes durante cirurgias nas quais pode ser necessária a mobilização do órgão, especialmente a cabeça e o colo. DRENAGEM LINFÁTICA - Os capilares linfáticos surgem ao redor dos ácinos pancreáticos (unidade secretora mencionada anteriormente), sendo que os vasos maiores seguem o suprimento arterial, drenando para os linfonodos que ficam ao redor do pâncreas e para grupos adjacentes. - Os vasos linfáticos da cauda e do corpo drenarão para os linfonodos pancreáticos e esplênicos, podendo alguns drenar diretamente para linfonodos pré-aórticos. - No que concerne ao colo e à cabeça, tem-se que a drenagem segue para linfonodos que se situam ao longo das artérias pancreaticoduodenal, mesentérica superior e hepática, sendo que alguns podem drenar igualmente para os linfonodos pré-aórticos e para os linfonodos do tronco celíaco. INERVAÇÃO - Recebe inervação em seus lóbulos por uma rede de fibras nervosas simpáticas e parassimpáticas. - O suprimento simpático advém do sexto ao décimo segmentos torácicos da medula espinhal, sendo enviados ao pâncreas pela contribuição simpática dos gânglios celíacos. - O suprimento arterial do pâncreas auxilia em sua inervação na medida em que é por meio dele que as fibras pós-ganglionares chegam até a glândula na forma de plexos periarteriais. - O suprimento parassimpático é oriundo do nervo vago posterior e do componente parassimpático do plexo celíaco, atuando na secreção glandular. É importante reforçar que a inervação parenquimatosa é tanto simpática quanto parassimpática, enquanto o componente vasomotor é somente simpático. - Fibras sensitivas advindas do pâncreas correm tanto por via simpática como parassimpática, mediando a sensação de dor advinda da glândula, sendo alvos de ablação térmica ou química nos casos de inflamação crônica (pancreatite crônica) em tumores inoperáveis a fim de controlar a dor crônica existente. Tal procedimento é feito por meio da manipulação do plexo celíaco, centro nervoso próximo ao qual essas fibras se reportam. *Sendo um componente visceral, a dor do pâncreas não possui localização específica, sendo que a dor referida a ele geralmente possui característica epigástrica, tal como a originada em estruturas do intestino anterior. *É importante colocar aqui que os processos inflamatóriosou infiltrativos que acometem o pâncreas afetam tecidos retroperitoneais, os quais são inerva- dos por nervos somáticos, gerando dor referida na região paravertebral posterior, na região inferior da coluna vertebral torácica. HISTOLOGIA - A porção endócrina do pâncreas apresenta ilhotas pancreáticas (ou de Langerhans ), presentes predominantemente na região da cauda do pâncreas. Essas Ilhotas são micro- órgãos endócrinos localizados no pâncreas, vistas como grupos arredondados e pouco corados, incrustados no tecido pancreático exócrino. - A maioria das ilhotas mede 100 a 200 micrômetros de diâmetro contém centenas de Mayra Gonçalves células, embora haja também agrupamentos menores de células endócrinas entremeadas entre as células exócrinas. - Essas Ilhotas apresentam células poligonais em cordões em volta dos quais existe extensa rede capilar com células endoteliais fenestradas; há uma fina camada de tecido conjuntivo que envolve a ilhota e a separa do ecido pancreático restante.; são compostas por células α, cujas quais são periféricas, que ficam ao redor da ilhota e perfazem em 25% do total celular, sendo responsáveis pela síntese + secreção de glucagon ou glicagina. - Existem células BETA: produtoras e secretoras de insulina, que ocupam a parte central da ilhota e compõem o núcleo desta, sendo 60% das células. - Existem células DELTA: somatostatina ( SRIF), distribuídas perifericamente e sendo cerca de 10% das células da ilhota. Esse hormônio inibe produção e secreção de insulina/glucagon, al como diminui velocidades de absorção dos alimentos e da secreção de enzimas no trato digestório. - Células F ou PP → produtoras do polipeptídeo pancreático, ocupam 5% da massa celular e possuem distribuição semelhante as delta. Elas inibem contrações da vesícula biliar e regulam a produção de algumas enzimas pancreáticas, pode auxiliar no controle da velocidade de absorção de nutrientes pelo trato digestório. Podem auxiliar no controle da velocidade de absorção de nutrientes pelo trato digestório. - A irrigação das ilhotas é centrífuga, sendo células beta as primeiras a receberem o sangue arterial, que depois de passar por elas, chega para irrigar o restante da massa celular das ilhotas. Células afetadas pela insulina → células alfa → inibe secreção de glucagon. - As ilhotas são ricamente inervadas por firas simpáticas e parassimpáticas, neurotransmissores como epinefrina, norepinefrina, acetilcolina, peptídeo intestinal vasoativo, galanina e GABA como moduladores da secreção dos hormônios pancreáticos. - Junções tipo GAP existem entre os diversos tipos celulares que compõe as ilhotas, havendo troca de íons e outras substâncias entre estas células. - Quando há secreção hormonal pela ilhota, há interferência sobre a secreção de outro hormônio secretado pela mesma ilhota. A insulina inibe secreção se glucagon, enquanto que o glucagon estimula síntese de insulina e somatostatina, enquanto essa última inibe síntese de glucagon, insulina e polipeptídeo pancreático. FUNÇÕES - Glândula classicamente mista, responsável tanto pela produção de enzimas digestivas (ou secreções exócrinas), secretadas na luz do duodeno, como pela produção de hormônios (ou secreções endócrinas), secretados no interstício do órgão, onde rapidamente alcançam a circulação sanguínea. - Alterações nas secreções endócrinas do pâncreas, especialmente em relação à insulina e glucagon, determinam importantes modificações na homeostasia do meio interno, as quais se relacionam com doenças endócrinas, como o diabetes mellitus (DM), a síndrome metabólica e a obesidade. - O pâncreas exócrino é encontrado em todo o órgão; em seu interior, massas celulares distintas, denominadas ilhotas de Langerhans, Mayra Gonçalves estão dispersas e constituem o pâncreas endócrino. - Órgão difuso que secreta hormônios que regulam os níveis de glicemia o As ilhotas de Langerhans, o componente endócrino do pâncreas, estão dispersas por todo o órgão em agrupamentos celulares de tamanho variável. - As células endócrinas definitivas das ilhotas desenvolvem-se entre 9 e 12 semanas de gestação → As ilhotas de Langerhans aparecem como agrupamentos de células de coloração pálida, circundadas por ácinos pancreáticos de coloração mais intensa. - É possível identificar três tipos principais de células, que são denominadas células A (alfa), B (beta) e D (delta). - As células das ilhotas, exceto as células B, são contrapartes das células enteroendócrinas da mucosa gastrintestinal. - Além das três principais células das ilhotas, três tipos celulares menores estão presentes nas ilhotas e cada tipo de célula pode ser correlacionado com um hormônio específico, e cada uma delas tem uma localização específica na ilhota. - As células B constituem cerca de 60 a 70% do total das células das ilhotas nos humanos e, em geral, estão localizadas na sua porção central; secretam insulina; contêm numerosos grânulos secretores de cerca de 300nm de diâmetro com um cerne poliédrico denso e matriz pálida. - Acredita-se que o cerne poliédrico seja formado por insulina cristalizada. - As células A constituem em torno de 15 a 20% da população de células das ilhotas humanas e, em geral, estão localizadas perifericamente nas ilhotas; secretam glucagon e contém grânulos secretores. *são mais uniformes comparadas as células B. - As células D constituem em torno de 5 a 10% do tecido endócrino pancreático total e estão também localizadas perifericamente nas ilhotas; secretam somatostatina, que está contida em grânulos secretores maiores que os das células A e B (300 a 350 nm). - As células menores das ilhotas constituem cerca de 5% do tecido da ilhota e podem ser equivalentes às células pálidas. Embora não haja evidência morfológica clara para a existência de células G (células de gastrina) nas ilhotas, a gastrina também pode ser secretada por uma ou mais das células da ilhota. Certos tumores de células das ilhotas pancreáticas secretam grandes quantidades de gastrina, produzindo, assim, uma secreção ácida excessiva no estômago (síndrome de ZollingerEllison). / Para agir como um centro de comando, o Hipotálamo integra os sinais provenientes do ambiente, de outras regiões do Cérebro e de Aferências Viscerais, e, em seguida, estimula as respostas neuroendócrinas apropriadas. As respostas Hipotalâmicas são medidas, em sua maioria, pelo controle da Função Hipofisária pelo Hipotálamo, o qual se dá por dois mecanismos: 1. Liberação dos Neuropeptídios Hipotalâmicos sintetizados pelos Neurônios Hipotalâmicos e transportados, através do Trato Mayra Gonçalves Hipotalâmico-Hipofisário, até a Neurohipófise; 2. Controle Neuroendócrino da Adenohipófise por meio da liberação dos Peptídeos que medeiam a liberação dos Hormônios Adenohipofisários (Hormônios Hipofisiotróficos). Dois tipos de Neurônios são importantes na mediação das funções endócrinas do Hipotálamo: (1) Neurônios Magnocelulares, produtores dos neurohormônios Ocitocina e Arginina Vasopressina (AVP); e (2) Neurônios Parvicelulares, que possuem projeções que terminam na Eminência Mediana, no Tronco Encefálico e na Medula Espinhal e eles liberam pequenas quantidades de Neurohormônios de liberação ou de inibição (Hormônios Hipofisiotróficos), que controlam a função da Adenohipófise. 1. O estímulo chega ao Hipotálamo, um sinal e elétrico passa do Corpo Celular do Neurônio no Hipotálamo para a extremidade distal (distante) da célula na Neurohipófise; 2. A Despolarização do Terminal Axonal abre Canais de Cálcio Dependentes de Voltagem, e o cálcio entra na célula e inicia a Exocitose, e os conteúdos das Vesículas Secretórias são liberados na circulação. 3.Quanto a secreção na Região Anterior o controle é feito pelos Hormônios Liberadores e Hormônios Hipotalâmicos Inibido-res, secretados pelo próprio hipotálamo e então levados pelos minúsculos Vasos Portais Hipotalâmicos Hipofisários para a Adenohipófise. Na Adenohipófise, esses Hormônios Liberado-res e Inibidores agem nas Células Glandulares, de modo a controlar sua secreção. Mayra Gonçalves - O ATP é gerado pela oxidação de carboidratos e o carboidrato primário utilizado pelas células é a glicose monossacarídeo de 6 carbonos. FASES DA OXIDAÇÃO DA GLICOSE 1) TRANSPORTE E RETENÇÃO DA GLICOSE DENTRO DA CÉLULA: a glicose é transportada através da membrana celular por facilitadores de transporte de glicose bidirecional chamados de GLUTs. Uma vez dentro da célula, a glucose é impedida de sair pela fosforilação em glicose-6- fosfato (G6P). Esta fosforilação é catalisada por hexocinases. A hexocinase, que é expressa no fígado e nas células beta pancreáticas, possui baixa afinidade por glicose e é denominada glicocinase. 2) GLICÓLISE (quebra da molécula de glicose de 6 carbonos para as moléculas de 3 carbonos piruvato ou lactato): envolve a glicólise, que ocorre no citoplasma. A glicólise fornece uma rede de produção de 2 mol de ATP/mol de glicose enquanto consome o cofator NAD+ reduzindo-o a NADH. Na presença de uma forte fosforilação oxidativa (relativa à taxa de glicólise), o NADH é convertido de volta em NAD+ de uma forma dependente de O2, e o piruvato é o produto primário da glicólise (glicólise oxidativa). Se as células apresentarem ausência ou poucas mitocôndrias (p. ex., eritrócitos, lente do olho), a fosforilação oxidativa não pode ser realizada e utilizada para oxidar o NADH de volta em NAD+. Neste caso, a célula regenera o NAD+ pela redução do piruvato em lactato pelo processo de glicólise anaeróbica. 3) CICLO DO ÁCIDO TRICARBOXÍLICO (TCA): o piruvato entra na mitocôndria e é convertido em acetil coenzima A (acetil CoA). A acetil CoA é então metabolizada no ciclo TCA e no processo intimamente associado de fosforilação oxidativa via cadeia transportadora de elétrons. - Este segundo estágio de oxidação produz quase 20 vezes mais ATP do que a glicólise. Desta forma, o ciclo TCA e a fosforilação oxidativa são meios muito efi cientes de geração de ATP da glicose. - O2 molecular é necessário. Este é o motivo pelo qual os humanos precisam respirar ar, e a fosforilação oxidativa pode prosseguir tão rápido quanto os sistemas respiratório e cardiovascular puderem entregar O2 aos tecidos. Portanto, mesmo tecidos com mitocôndrias dependem da glicólise anaeróbica para algumas necessidades. - O processo de fosforilação oxidativa também é o principal colaborador para a geração de espécies de oxigênio reativo (ROS), que impõe o estresso oxidativo que é prejudicial à célula. Mayra Gonçalves INSULINA - Principal hormônio secretado pelo tecido das ilhotas, diminui os níveis de glicemia; é a secreção endócrina mais abundante. - Sintetizada pelas células BETA. - Consiste em duas cadeias lineares, a cadeia A (21 AA) e a cadeia B (30 AA). - A ingestão de carboidrato aumenta sua secreção. - Seus principais efeitos são observados sobre o fígado, o músculo esquelético e o tecido adiposo. - Converte o excesso de glicose em glicogênio, sendo estocado principalmente no fígado e nos músculos. - Quando a quantidade de glicose, que penetra nas células hepáticas é maior do que a que pode ser armazenada sob forma de glicogênio, a insulina, então, converte esse excesso em ácidos graxos, os quais são transportados sob forma de triglicerídeos no sangue pelas lipoproteínas de baixa densidade até o tecido adiposo e lá são depositados como gordura. - A insulina também é responsável por agir diretamente nas células, promovendo a captação de aminoácidos e, assim, convertendo-os em proteínas. - A insulina, após ser secretada, passa através da circulação enterro-hepática, onde cerca de 50% do total secretado é degradado por insulinases específicas e os rins degradam 40% da quantidade de insulina que atinge o órgão em uma primeira passagem. A insulina circulante normalmente não se liga a outras substâncias, permanecendo na forma livre e apresentando meia-vida em torno de 5 minutos. - Exerce múltiplas ações individuais em cada um desses tecidos. Em geral, a insulina estimula: • A captação de glicose a partir da circulação. Os transportadores de glicose específicos da membrana celular (GLUT4) são suprarregulados e inseridos na membrana celular das células musculares esqueléticas e dos adipócitos. • O armazenamento de glicose pela ativação do glicogênio sintase e inibição do glicogênio fosforilase nas células musculares e no fígado. Essas ações levam à síntese subsequente de glicogênio (glicogênese). • A utilização da glicose pela promoção de sua glicólise nas células. Isso é obtido pela piruvato desidrogenase e fosfofrutoquinase nas células musculares esqueléticas e no fígado. • A degradação dos quilomícrons e de outras LDL em ácidos graxos livres pela ativação da lipoproteína lipase (LPL). O nível aumentado de ácidos graxos livres aumenta os triglicerídios, levando à formação de gotículas de lipídios (lipogênese). • A síntese de proteínas nas células musculares esqueléticas e nos hepatócitos pelo aumento da captação celular de aminoácidos e ativação da via do alvo da rapamicina em mamíferos (mTOR) – responsável pelo aumento da produção de ribossomos e diminuição da proteólise celular. Mayra Gonçalves SÍNTESE DE INSULINA ✓ É sintetizada pelas células β. ✓ É um hormônio peptídico, consiste em duas cadeias lineares, a cadeia A ( 21 AA ) e a cadeia B ( 30 AA ). ✓ Duas pontes dissulfeto ligam a cadeia A à cadeia B, e a terceira ponte dissulfeto está situada na cadeia A. ✓ Síntese de insulina → orientada por gene no cromossoma 11, membro da superfamília de genes que codifica os fatores de crescimento relacionados. ✓ O RNAm orienta síntese ribossômica de pré-pró-insulina com quatro peptídeos → o peptídeo de sinalização, cadeias A e B de insulina e o peptídeo de conexão C. ✓ A pré-pró-insulina é sintetizada no retículo endoplasmático rugoso ds células beta sob a forma de uma cadeia única polipeptídica que possui uma extensão de 23 resíduos de AA ao terminal amino de sequência pró- insulínica. ✓ O peptídeo sinalizador é clivado no processo de biossíntese, produzindo a pró-insulina. Esta, é levada para o retículo endoplasmático onde, com o peptídeo de conexão ainda anexado, se formam as pontes dissulfeto, produzindo a forma dobrada de insulina. ✓ Pró-insulina → concentrada em grânulos secretores no c. de golgi. Durante esse processo, proteases clivam o peptídeo de conexão, produzindo a insulina. ✓ A insulina e o peptídeo C clivado são acumulados nos grânulos e quando a célula-beta é estimulada, se liberam em quantidades equimolares no sangue. ✓ Os grânulos apresentam uma bomba protônica ATP-dependente que diminui o pH do grânulo, que ativa enzimas (endopeptidase e carboxipeptidase) que hidrolisam a pró-insulina e o peptídeo conector C. ✓ Secreção do peptídeo de conexão → base do teste para função de células- beta, em pessoas com DM I, que estão sob trtamento com injeções de insulina exógena. ✓ A insulina é metabolizada no fígado e rins por enzimas que rompem as ligações dissulfeto. Cadeias A e B são liberadas, inativas, e são excretadas na urina. SECREÇÃO ✓ Fator mais relevante que induz secreção insulínica → glicose. ✓ O aumento da concentração de glicose no sangue, rapidamente, estimula a secreção de insulina. ✓ Sua secreção é bifásica, com a primeira fase ocorrendo 20 minutosapós estímulo com a glicose, pois a velocidade de secreção de insulina aumenta atingindo um pico máximo e depois cursando para um declínio. ✓ Após esta fase, observa-se que sobre este novo nível basal começa a aumentar a velocidade de secreção do hormônio, porém nunca atingindo os níveis da primeira fase. MECANISMO GLICOSE/INSULINA 1. Transporte de glicose na célula-beta → sua membrana possui GLUT-2 ( Mayra Gonçalves específico de glicose ) que a move para dentro por difusão facilitada. 2. Metabolismo da glicose no interior da célula → Na célula, a glicose é fosforilada a glicose-6-fosfato pela glicocinase e a glicose-6- fosfato é posteriormente oxidada. O ATP, produto da oxidação, é um dos fatores principais que regulam a secreção de insulina. 3. ATP fecha canais de K+ sensíveis ao ATP. Canais de K+, na membrana da célula beta são regulados por variações em níveis de ATP. Níveis de ATP da célula-beta aumenta → canais de K+ fecha → despolariza membrana da célula=beta. 4. Despolarização → abre canais Ca²+ sensíveis a voltagem. Esses canais na membrana da célula-beta, são regulados por variações da voltagem, abertos em despolarização e fechados na hiperpolarização. Despolarização causada por ATP → abre canais de Ca²+ → íon flui para dentro da célula até seu gradiente eletroquímico e a [Ca²+] intracelular aumentarem. Aumento de Ca²+ intracelular → secreção de insulina. O aumento da concentração intracelular de Ca²+ → exocitose dos grânulos Asecretores contendo insulina → secretada para o sangue venoso do pâncreas → distribuída para circulação sistêmica. * O peptídeo C é secretado em quantidades equimolares com a insulina e é excretado, sem alterações, na urina. A intensidade da excreção do peptídeo C pode ser usada para avaliar e monitorar função de célula-beta endógena. ✓ Glicose oral é estimulante mais potente para secreção insulínica do que glicose intravenosa → glicose oral estimula secreção de peptídeo insulinotrópico dependente de glicose, hormônio gastrointestinal que tem efeito estimulante independente sobre a secreção de insulina. ✓ Glicose intravenosa não estimula liberação do peptídeo. ✓ Muitos fatores afetam a secreção de insulina. Efeitos estimuladores dos AA e Ac. Graxos sobre a secreção de insulina utilizam vias metabólicas paralelas às utilizadas por glicose. ✓ Glucagon → ativa GQ → fosfolipase C → caumeno do Ca²+ intracelular via IP3, causando exocitose da insulina. ✓ Somatostatina inibe o mecanismo estimulatório do glucagon. ✓ Fármacos sulfonilureias ( tolbuamida, gliburida ) são usados para estimular liberação de insulina a partir de células beta → fecham canais K+ I dependentes de ATP, despolarizando a célula e mimetizando a despolarização induzida pela glicose. Estes fármacos são usados para tratar DM tipo II. Mayra Gonçalves MECANISMO DE AÇÃO ✓ Começa quando o hormônio se liga a seu receptor na membrana da célula. ✓ O receptor de insulina é um tetrâmero composto por duas subunidades alfa e duas subunidades beta. ✓ Subunidades alfa → domínio extrcelular → subunidades beta atravessam a membrana celular. ✓ Ligação dissulfeto → liga as duas subunidades alfa e cada subunidade alfa está ligada a uma subunidade beta por ligação dissulfeto. ✓ Subunidade beta → atividade de tirosinocinase. AÇÃO DA INSULINA NAS CÉULAS ALVO 1. Insulina liga-se a uma das subunidades alfa do receptor tetramérico → altera conformação do receptor → ativa tirosinocinase na subunidade beta → fosforila em presença de ATP ( autofosforilação ). 2. Tirocinase aivada → fosforila proteínas e enzimas envolvidas nas ações fisiológicas da insulina ( proteinocinases, fosfatases, fosfolipases e proteínas G ). → fosforilação ativa ou inibe tais proteínas → várias ações da insulina. 3. Complexo hormônio-receptor internalizado por endocitose → receptor degradado por proteínas intracelulares, armazenado ou reciclado ( membrana pode usar de novo ). *A insulina faz down regulation em seu receptor, diminuindo sua síntese e aumentando sua degradação. Down regulation→ diminuição da sensibilidade à insulina nos tecidos alvo, obesidade e DM tipo II. DIMINUIÇÃO DOS NÍVEIS DE GLICOSE NO SANGUE 1. Há aumento de transporte de glicose para células alvo, como musculares e adiposas, provocando a inserção de transportadores de glicose ( GLUT 4 ) nas membranas celulares. À medida que a glicose entra nas células, a concentração de glicose, no sangue, diminui. 2. A insulina promove formação de glicogênio, a partir da glicose disponível no fígado e músculo, ao mesmo tempo, inibe glicogenólise. 3. A insulina inibe a gliconeogênese (síntese de glicose ), aumentando a produção de frutose 2,6- bifosfato, que aumenta a atividade da fosfofructocinase. ( Em todos os casos substratos são dirigidos para longe da formação de glicose ). DEGRADAÇÃO DA INSULINA - É um polipeptídeo de cadeia linear simples com 29 AA. - É degradada em quase todos os tecidos do organismo. Mayra Gonçalves - No fígado, existe um sistema de degradação. A inativação insulínica aparentemente acontece por proteólise e pela glutationa- insulina-transidrogenase que catalisa a hidrólise das pontes dissulfeto das cadeias A e B da insulina. - A inativação da pró-insulina acontece nos mesmos órgãos nos quais a insulina é inativada e os mesmos sistemas enzimáticos que degradam a insulina atuam na pró. GLUCAGON - Secretado pelas células alfa das ilhotas de langerhans quando a concentração da glicose sanguínea cai. - É o hormônio da fome, enquanto a insulina é o hormônio da saciedade. - É o principal hormônio contrarregulatório e sua função mais importante é aumentar a concentração de glicose sanguínea. - É um grande polipeptídeo. - O fígado e o tecido adiposo são os principais alvos do glucagon. - Provoca glicogenólise, aumenta a gliconeogênese e, assim, também eleva os níveis de glicose no sangue. - Inibe a síntese de lipídeo hepáticos a partir da glicose. - A concentração de glicose sanguínea é a responsável pela regulação desse hormônio, assim como o aumento de aminoácidos no sangue e o exercício físico. SÍNTESE - É sintetizado em pré-pró-glucagon. - O peptídeo de sinalização e outras sequências peptídicas são removidos, para a produção do glucagon. - É armazenado em grânulos densos e secretado pelas células alfa. - Tanto glicose como insulina inibem sua síntese, elementos sensíveis à insulina e ao AMPc estão presentes no gene para o pré-pró- glucagon. SECREÇÃO - Principal fator estimulante: hipoglicemia. - Presença de insulina diminui ou modula o efeito da baixa concentração de glicose sanguínea e estimula secreção de glucagon. - Ausência de insulina → resposta do glucagon a hipoglicemia é reduzida e pode levar à perpetuação da hipoglicemia grave. - A secreção do glucagon também é estimulado por ingestão de proteínas e dos aminoácidos arginina e alanina. - Resposta de células alfa aos AA é amortecida caso a glicose seja administrada simultaneamente. - Glicose e AA → efeitos compensadores ou opostos sobre secreção de glucagon ( são complementares na secreção de insulina ). - Colecistocinina → secretada pelo trato gastrointestinal, quando proteína ou gordura é ingerida, jajum e esforço intenso. - Catecolaminas inibem a secreção de insulina por receptor alfa-2-adrenérgico, estimulando a secreção de glucagon através dos receptores beta2-adrenérgicos. - Os AAs séricos promovem a secreção de glucagon. REGULAÇÃO METABÓLICA E SUA SECREÇÃO - Colecistocinina, gastrina e o GIP → inicia-se respostas nas células alfa com aumento na Mayra Gonçalves concentração de AA, amedida que eles vão sendo absorvidos pelo trato gastrointestinal. - Glicocorticóides, GH e iodotironinas → controlam secreção pancreática de glucagon. - O sistema simpático e parassimpático estimulam sua secreção. - Receptor muscarínico e beta-adrenérgico. - Processo digestivo e situações de estresse → secreção de glucagon está aumentada. - Meia vida de 5 minutos → eliminado pela urina, bile e saliva, tendo mecanismo de degradação similar ao da insulina. FUNÇÕES DO GLUCAGON - Hormônio da fome → glucagon promove mobilização e utilização dos nutrientes armazenados, para manter a glicemia em jejum. - Principais ações do glucagon são no fígado. - Aumenta a glicogenólise: aumentando a glicemia. - Aumenta a gliconeogênese. - Aumenta a lipólise: aumentando os ácidos graxos sanguíneos. - Aumenta a formação de cetoácidos. FEEDBACK - Alguma característica da ação do hormônio, direta ou indiretamente, INIBE a secreção adicional do hormônio. Ex: Eixo Hipotálamo/Hipófise/Glândula Endócrina Periférica: O hipotálamo secreta um hormônio hipofisiotrófico (ex: GnRH), o qual estimula a hipófise anterior a secretar um hormônio trófico (ex: FSH e LH) que, por sua vez, estimula uma glândula endócrina periférica (ex: ovários) a secretar seu hormônio endócrino (ex: progesterona e estrogênio), o qual atua nos tecidos-alvos (ex: músculo esquelético). - A variável controladora dos sistemas de Feedback não costuma ser a secreção do próprio hormônio, mas o grau de atividade em seu tecido-alvo. Portanto, somente quando a atividade no tecido-alvo se eleva até níveis apropriados ou aumentados, é que os sinais de feedback serão suficientemente potentes para lentificar a secreção do hormônio. - A regulação dos hormônios pode ocorrer em todos os níveis de biossíntese, desde a transcrição gênica e as etapas de tradução do RNAm até o processamento de hormônios no complexo de Golgi e retículo endoplasmático ou na liberação dos hormônios armazenados. - O aumento na concentração de hormônios na corrente sanguínea também pode desencadear os mecanismos de feedback, por detecção de seus níveis via receptores hipotalâmicos. - Feedback positivo para regular a secreção dos hormônios endócrinos, onde alguma característica da ação do hormônio provoca mais secreção do hormônio. - Quando comparado à retroalimentação negativa, que é autolimitante, a retroalimentação positiva é automultiplicadora, sendo bastante rara nos sistemas biológicos. - Um exemplo de feedback positivo é a ocitocina: a dilatação do colo uterino faz com que a hipófise posterior secrete ocitocina que, Mayra Gonçalves por sua vez, estimula a contração uterina, que provoca ainda mais a dilatação do colo uterino, como resposta reflexa, fazendo com que a neurohipófise secrete ainda mais ocitocina. UP/DOWN REGULATION - A alteração no número ou na afinidade dos receptores é chamada de regulação para cima (UP REGULATION) ou regulação para baixo (DOWN REGULATION). DOWN REGULATION (regulação para baixo): é o mecanismo pelo qual o hormônio diminui o número ou a afinidade de receptores no tecido-alvo, objetivando reduzir a sensibilidade desse tecido ao hormônio em questão através da redução da resposta máxima. Pode ocorrer por: Redução na síntese de novos receptores; Aumento da degradação de receptores existentes; Inativação de receptores; À medida que ocorre a regulação para baixo, a hiper-reatividade do hormônio no tecido diminui, embora sua concentração possa permaneça em alta. UP REGULATION (regulação para cima): é o mecanismo pelo qual o hormônio aumenta o número ou a afinidade de receptores no tecido-alvo, objetivando aumentar a sensibilidade desse tecido ao hormônio em questão através do aumento da resposta máxima. Essa regulação para cima pode ocorrer por: Aumento na síntese de novos receptores; Diminuição da degradação de receptores existentes; Ativação de receptores; À medida que ocorre a regulação para cima, a hiper-reatividade do hormônio no tecido aumenta, embora sua concentração possa permanecer em baixa.