Pâncreas endócrino Regulação do metabolismo orgânico e do balanço energético
Esquema global do metabolismo energético
Anabolismo x catabolismo
Fluxo das vias energéticas
* * * Via global da produção de energia * ATP
+ NAPH
*
Pâncreas (endócrino) Glândula mista 1869 Paul Langerhans grupos celulares fora dos ácinos e dutos 1886 von Mering e Minkowiski diabete experimental em cães 1923 Banting e Best isolamento e caracterização da insulina (Nobel) 1920/1930 Cristalização da insulina produção comercial 1955 Sanger e Hodgkin - elucidação da estrutura da insulina 1959 - radioimunoensaio (Yalow e Benson) Esforços no estudo da insulina contribuição para o conhecimento do Diabete Mellitus DM sobrevivência de pacientes por reposição hormonal 2ª metade do século XX aumento notável da incidência de DM e síndromes metabólicas) Insulina ainda muita estudada - importância na regulação da homeostase do meio interno e relação com doenças de alta prevalência
Pâncreas endócrino Ilhotas de Langerhans Localização / Divisão Porção endócrina 2% (1-2 milhões no homem) Origem e diferenciação - 4ª a 7ª semanas de desenvolvimento
Tipos celulares * Amilina e pancreastatina Co-secreção das células β *
Aproximação anatômica (evidência de secreção integrada) Células β e α Gap junctions Tigh junctions
Secreção integrada
Inervação simpático e parassimpático PS Insulina + Glucagon - S PS S Insulina - Glucagon +
Insulina Super família de peptídeos (IGF, NGF, relaxina) Proinsulina humana
Estrutura química da insulina
Principais estímulos para a secreção de insulina GLICOSE PLASMA AMINOÁCIDOS PLASMA AGLs / CETOÁC PLASMA HORMÔNIOS (CORT, GIP, GLP-1) NERVOS PARASSIMPÁTICOS VAGO (Ach) + + + + + CÉLULAS BETA Nutricionais Hormonais Neurais INSULINA
Regulação da secreção da insulina
Secreção rítmica da insulina
Ações fisiológicas da insulina Reduz a glicose circulante; Estimula a glicogênese e inibe a gliconeogênese; Promove a lipogênese e inibe a lipólise; Aumenta a síntese de proteína e inibe o catabolismo proteico. ANABOLISMO / ANTICATABOLISMO
Mecanismo de ação da insulina
Mecanismo de ação da insulina
Transporte de glicose Fígado (não depende de insulina) Ação da insulina no fígado se concentra no controle da produção e atividade enzimática Músculo e adipócitos (GLUTs dependentes)
Difusão facilitada de glicose
Identificadas, até o momento, 14 proteínas envolvidas na difusão facilitada da glicose (GLUTS) v
SGLT1 sodium-dependent unidirectional transporter
Ação global da insulina no fluxo de nutrientes INSULINA Fígado UTILIZAÇÃO DA GLICOSE SÍNTESE DE GLICOGÊNIO SÍNTESE DE TRIGLICERÍDEOS Músculo UTILIZAÇÃO DA GLICOSE SÍNTESE DE GLICOGÊNIO SÍNTESE DE PROTEINA Adipócitos UTILIZAÇÃO DE GLICOSE SÍNTESE DE TRIGLICERÍDEOS
Ação global da insulina no fluxo de nutrientes
Estado absortivo insulina
Estado pós-absortivo insulina
Formação de corpos cetônicos e exportação do fígado
Enzimas inibidas pela insulina Ativadas durante o jejum
Eventos chave em resposta à insulina
Fígado Insulina + Insulina -
Fígado
Adipócito
Tipos de DM 1. falência 1 aria da função pancreática 10% (doença autoimune, trauma, etc) 2. resistência a insulina (eventos ligados a funcionamento de receptor ou eventos pósreceptor)
Outras ações da insulina Crescimento Reprodução
Insulina x crescimento em peixes Urbinati, E.C.
Pacu Insulina x reprodução Urbinati et al. (1997)
Glucagon Super família de peptídeos (TGI VIP, GIP, enteroglucagon ou glicentina) PM 3450, 1 cadeia de 29 AA. Aquisição posterior a insulina na escala zoológica Descoberta mais recente
Síntese do glucagon
PLASMA GLICOSE - Ações fisiológicas do glucagon Células alfa SECREÇÃO GLUCAGON PLASMA GLUCAGON Fígado GLICOGENÓLISE GLICONEOGÊNESE CETOGÊNESE GLICOSE CETONAS PLASMA
GLUCAGON x INSULINA
Balanço entre insulina e glucagon Estado anabólico
Estado catabólico
3 dias de restrição alimentar
Metabolismo energético e controle hormonal em aves Se em mamíferos monogástricos, o metabolismo de carboidratos é finamente regulado por interações do sistema endócrino, tendo a insulina papel principal, as aves exibem uma homeostase glicêmica única. 1º - a glicemia é duas vezes mais elevada e a hiperglicemia começa durante o desenvolvimento embrionário em frangos. 2º - músculo e tecido adiposo de frangos tem resposta baixa a insulina na vida adulta, a despeito da insulina apresentar concentrações normais e estes animais apresentarem as vias de sinalização aparentemente funcionais e conservadas. A responsividade dos tecidos ao hormônio parece diminuir com o crescimento.
Em relação a mamíferos monogástricos, o conhecimento da sinalização da insulina em aves ainda é incompleto Em mamíferos, o tecido adiposo tem papel crucial na homeostase energética pela liberação de diversas proteínas que sinalizam o status dos estoques energéticos ao cérebro e tecidos periféricos. Além disso, modula funções como a glicose, o metabolismo intermediário e a sensibilidade tecidual a insulina. Frangos também apresentam excesso de gordura, mas o metabolismo lipídico em aves apresenta peculiaridades. Se, em roedores, a lipogênese ocorre tanto no tecido adiposo quanto no fígado, em galinhas a lipogênese ocorre essencialmente no fígado. A deposição da gordura se dá pelo uptake de VLDL do fígado. As enzimas lipogênicas tem baixa atividade o tecido adiposo. A lipólise é regulada quase que exclusivamente pelo glucagon (não adrenalina). Insulina não apresenta efeito antilipolítico, mas sim PP, somatostatina e GGL (gut glucagon like). Efeitos da insulina no transporte e oxidação da glicose nos adipócitos (se existe) se restringe a preparações celulares. Componentes do sistema de receptor e via intracelular de sinalização foram caracterizados em fígado e músculo de galinha em diversas situações fisiológicas experimentais. No músculo, parte da via não foi afetada por qualquer situação experimental. Apesar da refratariedade de alguns passos da sinalização da insulina, outros foram altamente sensíveis.
Metabolismo energético e controle hormonal em ruminantes Metabolismo energético peculiar Fermentação bacteriana dos carboidratos manutenção da glicemia e atendimento energético dos tecidos. Absorção de CHO dietético (hexoses) baixa, mas alta produção hepática - produção de glicose baseada em substratos como AGV e aminoácidos (50% vem do propionato: - oxalacetato). CHO dietético (solúvel ou insolúvel) fermentação ácido acético, ácido butírico e ácido propiônico Metabolismo nos ruminantes é gliconeogênico na maior parte do tempo. Síntese de lipídeos (AG) é feita a partir de acetato (ativação de acetil-coa Balanço hormonal semelhante ao de mamíferos monogástricos