HORMONAS GLUCÉMICAS

Hay muchas: insulina (hipoglucémica) y Glucagón, GH, Adrenalina y Cortisol (Hiperglucemiantes).

La Insulina es una hormona pancreática. El páncreas tiene secreción exocrina que va al tubo digestivo  (acinos pancreáticos). La secreción de los islotes pancreáticos va al sistema circulatorio (páncreas endocrino).

En los islotes hay células de muchos tipos que producen diferentes tipos de péptidos.

Las células de alrededor sol las células a que segregan glucagón.

Las células más centrales son las células b y segregan Insulina.

Las células que hay entre las centrales y las periféricas son las células d que producen somatostatina (GIH).

Las células que hay en menor cantidad son las células F (PP = Polipéptido pancreático).

INSULINA

La Insulina es una hormona peptídica liberada por las células b del páncreas de la zona central. Se segrega como pre-hormona. El péptido precursor forma la pre-prohormona, después la prohormona y después la insulina.

La proinsulina tiene un peso de 11.000 D. Tiene puentes disulfuros,

que la mantienen en su forma particular. Cuando se procesa se rompe y da 3 fragmentos: A, B y C.

La insulina es el fragmento A y B que tiene 2 puentes disulfuros entre A y B y uno más en la cadena A para interaccionar con el receptor.

 

 

 

 

Cuando se libera insulina, su semivida es de pocos minutos (5-10 minutos). El peso molecular es de 5.600-5.700 D.

Los puentes disulfuros se rompen por la insulina transhidrogenasa que los transforma en grupos sulfidrilos. La insulina transhidrogenasa rompe la insulina y la transforma en un péptido inactivo. Este enzima lleva como cofactor el glutatión (dador de Protones).

La insulina que se libera en el plasma circula libre, sin estar unida a proteínas. Tiene una semivida biológica corta.

La Insulina tiene un receptor tyroxin-quinasa con actividad intrínseca. Cuando se une con el receptor (tiene 2 subunidades hacia fuera (reconoce la Insulina) y 2 receptores hacia dentro (actividad Tyroxina-quinasa)).

Cuando se une potencia la actividad Tyroxina-quinasa y fosforila proteínas que cambian su estado de activación por la fosforilación.

Hay otros efectos que dependen de la formación de otros sustratos y, a través de proteínas G conectan con otros enzimas como la fosfolipasa C y la proteína Kinasa C. La fosfolipasa C coge el PIG (fosfatidil inositol glicano) y lo transforma en 1 diglicérido que activa la proteína Kinasa C y un fosfooligosacárido (POS).

 

 

 

 

 

La insulina es hipoglucemiante y lipogénica y anabolizante. Su secreción es postprandrial (después de comer).

Cuando se da la entrada masiva de alimento, este alimento se tiene que guardar porque no se sabe cuando será la próxima ingesta. La insulina almacena el alimento de la forma más optimizada posible.

La insulina incrementa la captación de glucosa. La captación de glucosa tiene lugar a través de la difusión facilitada mediante transportadores. Está hecha a favor de gradiente. La insulina, en algunos tejidos, sobretodo tejido adiposo y músculo, facilita la entrada de glucosa mediante la replicación del transportador Glut 4.

Hace que desde el Retículo endoplásmico salgan a la membrana externa. En el hígado hay gran cantidad de glucosa. El hígado puede captar mucha glucosa y la insulina facilita la entrada de glucosa incrementando la desaparición de la glucosa, que pasa a formar glucógeno.

En el hígado y músculo se incrementa la actividad de la glucógeno sintasa, que favorecerá la entrada continua de glucosa. También hay una inhibición de la fosforilasa que degrada el glucógeno.

La insulina facilita la utilización de glucosa porque se metaboliza por la glucólisis. La insulina favorece la glucólisis y forma Acetil co-A y a-Glicerol fosfato. El Acetil co-A da lugar a ácidos grasos que se esterificarán con el a-Glicerol fosfato y dan TG.

Es lipogénica porque favorece la formación de grasas, que son formas de energía muy oxigenadas y, cuando se oxidan, dan mucho más ATP.

La Insulina favorece la acción de la lipoproteina lipasa que permite que las células incorporen grasas del plasma en su interior. Estos ácidos grasos se pueden esterificar porque tienen a-Glicerol fosfato y pueden dar TG.

La insulina inhibe la lipasa sensible a hormonas (HSL) que inicia la lipólisis.

Es una hormona anabolizante porque favorece la síntesis de glucógeno y lípidos e incrementa el transporte activo de aminoácidos, incrementa el número de ribosomas, incrementa la síntesis de RNA, incrementa la formación de iniciadores de la síntesis proteica, incrementa la duplicación del DNA. Activa todos los procesos de catabolización de proteínas y los enzimas lisosomales e inhibe la degradación de proteínas.

La secreción de insulina depende del incremento de la glucemia: cuando incrementa la concentración de determinados metabolitos de la dieta como los ácidos grasos y aminoácidos (Valina y Leucina). El estímulo más importante para la secreción es el incremento de glucemia.

 

 

 

 

En la ingestión por vía oral había dos picos. Cuando se da vía intravenosa, la cantidad de insulina era más baja. Se creía que en el sistema digestivo había algún mecanismo que estimulaba la secreción de insulina. Existen hormonas gastrointestinales que pueden percibir la llegada de alimento al tubo digestivo, que salen a la circulación y determinan que la insulina sea segregada de forma rápida de las células b del páncreas. Estas moléculas son muchas (gastrina, Secretina, Colecistoquinina (CCK) o Peptide Like Glucagon Tipo I (GLP-1)... Potencian la secreción de insulina.

Cuando los nutrientes llegan al tubo digestivo, estas hormonas se pueden liberar en sangre antes de llegar al intestino delgado para reabsorber, la insulina ya está preparada. Este es el eje enteroinsular (relación entre hormonas que potencian la acción de otras). El tubo digestivo tiene capacidad de enviar mensajeros químicos que potencian la secreción de insulina que hace que cuando llegue la glucosa, pueda ser almacenada rápidamente.

Desde el SNC vía SNA hay un control. Mediante la Acetilcolina se estimula el SNA Parasimpático y se potencia la secreción de insulina.

Si se estimula el SNA simpático se inhibe la secreción de insulina: si se estimula se libera Noradrenalina. En el páncreas mediante  la inhibición de receptores de tipo a-adrenérgicos se bloquea la inhibición del SNA Simpático.

La célula b cuando libera insulina genera un feed-back negativo que regula la liberación de insulina. En algunos individuos obesos, la secreción de insulina no se inhibe por el feed-back negativo.

La correlación entre los niveles de insulina y los efectos que encontramos es difícil porque está sometido a cooperatividad negativa y regulación descendente. El receptor de la insulina, cuando está crónicamente expuesto a niveles altos de insulina, se expresa en menos cantidad. En concentraciones de insulina elevadas, la afinidad de la insulina por los receptores se puede ver disminuida.

La diabetes mellitus se da por falta de insulina y por afinidad de los receptores (diabetes no insulinodependiente).

En la insulina se ven 2 picos cuando se suministra glucosa al animal. El primer pico corresponde a la insulina preformada, que se encuentra almacenada en gránulos en las células b del páncreas. El segundo pico corresponde a la insulina que estaba en fase de procesamiento (Ej: proinsulina que pasa a insulina) y a la que se sintetiza de nuevo.

GLUCAGÓN

El Glucagón está secretado por las células a del páncreas. También es una hormona peptídica. Tiene 3.600 Da y 29 aminoácidos. Es una secuencia muy bien conservada entre los vertebrados.

El Glucagón es una hormona hiperglucemiante, lipolítica y catabólica. Se puede encontrar en ayunos y en situaciones de baja disponibilidad de alimentos (demanda energética).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

El Glucagón se une al receptor de membrana de la adenil ciclasa que incrementa el AMPc y activa la proteína Kinasa y otras, que conducen a la activación de la fosforilasa que degrada el glucógeno a glucosa. Es una hormona glucogenolítica en el hígado y en el músculo.

En el músculo sólo se utiliza la glucosa-P  porque no puede salir de la célula.

En el hígado, se degrada el glucógeno para hacer Glucosa-P que sí que se desfosforila y la glucogenolisis hepática justifica lo hiperglucemiante en circulación.

También provoca gluconeogénesis a partir de aminoácidos en el hígado. También puede salir a sangre.

Algunos estudios muestran que la captación de aminoácidos por el hígado se incrementa con el glucagón para formar glucosa.

Es una hormona lipolítica porque activa la lipasa sensible a hormonas (HSL) que degrada el TG y forma ácidos grasos y glicerol. El glicerol se puede usar como sustrato para dar glucosa. La transferencia de ácidos grasos hacia las mitocondrias se ve favorecida por el glucagón y son las sustancia principal de la se obtiene energía cuando hay secreción de glucagón.

En las mitocondrias se oxida y da lugar a Acetil co-A y cuerpos cetónicos. El glicerol se usa para obtener energía o dar glucosa de aminoácidos de tejidos periféricos al hígado para hacer glucosa.

Los aminoácidos que forman glucosa también hacen NH3 y cuando se secreta glucagón, incrementan los enzimas de ciclo de la urea para poder eliminar los NH3.

El glucagón, a nivel del corazón, potencia la contracción o la fuerza de contracción del corazón.

En el estómago disminuye la secreción de iones H+ y produce una relajación gástrica muy pronunciada porque el glucagón tarda en actuar.

El glucagón produce cetosis, a menudo a causa de alteraciones porque cuando aumentan los cuerpos cetónicos  en sangre es frecuente que se den alteraciones del SNC y del entorno gastrointestinal.

El glucagón aumenta en situaciones de ayuno, en ejercicio físico intenso y en situaciones en que se pide más energía de la que se produce.

Cuando hay una estimulación adrenérgica de los receptores b o en situaciones de estrés, se potencia la insulina.

El glucagón se incrementa en dietas con altos contenidos de proteínas y pocos carbohidratos.

Sin embargo, disminuye en la situación postprandrial, en dietas ricas en glúcidos y en elevaciones de la glucosa y de los cuerpos cetónicos en sangre, la estimulación a-adrenérgica y algunos neurotransmisores como la Serina (5-Hidroxitriptamina = 5-HT).

SOMATOSTATINA (GIH)

La somatostatina es un péptido con 2 formas: 14 aminoácidos y 28 aminoácidos.

Se segrega en las células d de los islotes pancreáticos. Su función  en los islotes pancreáticos consiste en modular la secreción de insulina y Glucagón.

Afecta a la secreción de hormonas en las células a y b. La GIH inhibe la secreción de Glucagón siempre y cuando la glucemia esté elevada, de forma paracrina.

Cuando se secreta GIH y la glucemia es baja, se inhibe la secreción de insulina de forma paracrina.

La GIH tiende también a inhibir la secreción y motilidad del intestino.

POLIPÉPTIDO PANCREÁTICO (PP)

Es un péptido de 35 aminoácido  y sus funciones son ralentizar los procesos de absorción. Se segrega en dietas muy ricas en proteínas.

METABOLISMO DE GLÚCIDOS

Especie

Glucemia (mg / 100 ml)

Umbral renal (mg / 100 ml)

Perro

90

175-200

Caballo

95

180-200

Vaca

57

98-102

Cabra

63

70-130

Los carnívoros tienen la glucemia más elevada que los rumiantes porque en su dieta el contenido de glúcidos es más alto. En los rumiantes, básicamente absorben ácido grasos.

El riñón dispone de recaptación de la glucosa filtrada. Esta capacidad tiene relación con la glucosa ingerida y la que puede absorber.

El umbral renal es el valor máximo de concentración plasmática) a partir del cual el riñón no puede filtrar glucosa. A partir de ese umbral, se encuentra glucosa en la orina.

En los rumiantes, la dieta es de vegetales y los absorbe porque hay digestión a través de simbiontes que producen diferentes sustratos a partir de la celulosa, como el propionato y aminoácidos. Su dieta aporta pocos glúcidos y muchos ácidos grasos y aminoácidos.

La concentración de glucosa en sangre viene de la gluconeogénesis porque absorbe muy poca glucosa.

El propionato y aminoácido que absorben, dan lugar a glucosa en el hígado (mayoritariamente).

Para fabricar la glucosa, se tiene que gastar mucha energía. La glucosa que coge la sangre se usa en el músculo para fabricar glucógeno.

La glucosa también se usa por el SNC porque es glucosadependiente, si su aporte no es suficiente, tiene alteraciones.

La glucosa es importante para formar la lactosa y para dar el glicerol, que hace de aceptor de los ácidos grasos para fabricar los TG de la leche.

Sin una cantidad de glucosa suficiente fabricada en el hígado, no se puede usar para hacer ninguna otra cosa. En algunas situaciones la demanda de glucosa puede quedar muy elevada. Sobretodo en las vacas que producen mucha cantidad de leche. Una vaca en lactación produce 1´7 Kg  de glucosa al día y va sobretodo a la lactosa de la leche.

Si tiene un aporte insuficiente de nutrientes, no puede hacer la gluconeogénesis y no puede fabricar la leche. O si la hace, se la saca a otro sistema.

El perro se puede adaptar a glucemias más bajas si se va disminuyendo la glucosa en la dieta.

A los rumiantes no se les puede adaptar.

En la gestación, la madre tiene que producir la glucosa del feto.

HORMONA DEL CRECIMIENTO (GH)

También interviene en la regulación de la glucemia. Tiene un papel importante en la regulación de la glucemia. Tiene acciones directas e indirectas sobre el crecimiento.

Es una hormona hiperglucemiante, lipolítica y anabolizante.

Su secreción es pulsátil (aumenta en periodos de tiempo cortos y después vuelve a bajar). Suele aumentar en las fases de sueño profundo y disminuir mucho en las fases de sueño tipo REM: depende de si sobre las células somatotropas predomina el efecto de la GIH (somatostatina--> Efecto inhibitorio) o el efecto de GHRH (Hormona Liberadora de la Hormona del Crecimiento --> Efecto estimulante).

La GH es una hormona peptídica que circula unida a proteínas. Tiene 191 aminoácidos y su secuencia varía dentro de los vertebrados. Tiene una semivida biológica alrededor de los 30 minutos.

La GH tiene efectos sobre el crecimiento, pero no se ha demostrado de forma directa. Los efectos metabólicos son causados por ella.

Es hiperglucemiante pero no se carga las reservas de glucógeno, sino que disminuye el consumo de glucosa en las células y aumenta la producción de glucosa en el hígado a partir de sustratos que no sean aminoácidos.

El contenido del glucógeno hepático se mantiene en presencia de GH. La GH no tiene efecto glucogenolítico. Tiene un efecto lipolítico debido a la activación de HSL, degradación de TG y producción de Glicerol y ácidos grasos. El glicerol se usa para formar glucosa. De los ácidos grasos se obtiene energía. Potencia la lipólisis. La oxidación de ácidos grasos puede dar lugar a una cetosis a largo plazo.

Se potencian todos los aspectos de la síntesis de proteínas y, por eso, es anabolizante. La concentración de GH es elevada en el músculo y en las proteínas y baja en los lípidos. Con GH se aumenta el transporte activo de aminoácidos, se produce un aumento de la replicación y síntesis de mRNA y DNA.

También se inhiben los enzimas del catabolismo proteico. Se obtiene una balanza nitrogenada positiva.

La hormona de crecimiento favorece la retención de Na+, Mg2+, Cl-, SO22- y agua. Facilita la duplicación de las células.

La GH actúa mediante las somatomedinas en el crecimiento. Se sintetizan en el hígado y en otros lugares.

La GH determina la síntesis de somatomedinas primarias. La GH determina primariamente su secreción. Las somatomedinas tienen 1 estructura parecida a la proinsulina y también se les llama Factor de Crecimiento tipo Insulina o Insuline Like Growth Factor (ILGF).

Hay 2 somatomedinas primarias: FCTI-1 (responsable del crecimiento postnatal: también se llama somatomedina C) y FCTI-2 (responsable del crecimiento prenatal: también se llama somatomedina A).

Cuando se suministran a 1 animal, en un tiempo corto, disminuyen la glucemia y mimetizan alguna de las acciones de la insulina.

La GH y SmC y SmA usan receptores de membrana de tipo Tyroxina-quinasa como la insulina.

SOMATOMEDINA C (SmC)

Tiene diferentes receptores de tipo Tyroxina-quinasa. Estos receptores también reconocen la insulina con menos afinidad. También circula unida a proteínas en un 99 %. Las acciones que se ven dependen del 1 %. Son receptores sometidos a desensibilización y regulación descendente fácilmente. Puede ser hecha por muchas células diferentes. Circula básicamente unido a proteínas. Sólo hay un 1 % libre que dura pocos minutos. Las unidas aguantan hasta 20 h. Se unen a proteínas unidoras de Somatomedina (SMBP), formadas por 2 proteínas: 1 de alto peso molecular (80 % de SmC) y otra de bajo peso molecular (19 % de SmC).

Hay una regulación a través de GH de la SMBP de alto peso molecular. Determina la cantidad. La proteína de bajo peso molecular  desciende súbitamente alrededor de la pubertad. Se cree que corresponde al incremento en el crecimiento de tamaño en poco tiempo.

Las acciones de la Somatomedina C favorecen la mitosis y la diferenciación celular, incrementan el número de células, incrementan el DNA y potencian los procesos de diferenciación.

En los condrocitos (placas de cartílagos de los huesos) hay un crecimiento longitudinal del hueso porque se multiplican los condrocitos. Justifica el crecimiento longitudinal).

En los osteoblastos  se permite que los huesos se puedan remodelar, cambiarlos de forma y aumentar el grueso.

En la médula ósea también se facilita la maduración y división de las células madres pluripotenciales que  dan más serie blanca y más serie roja.

La GH actúa sobre 1 célula diana y hace que se expresa la SmC, que puede tener acciones endocrinas, paracrinas y autocrinas.

Algunas acciones autocrinas implican la síntesis de factores de crecimiento específicos de tejidos (somatomedinas secundarias: Factor de Crecimiento epidérmico, Factor de Crecimiento Nervioso, factor de Crecimiento Fibroblástico...

La GH estimula la expresión de SmC en muchos tejidos y, en algunos es responsable del crecimiento y, en otros de formar un factor específico de crecimiento.

REGULACIÓN

También es un eje funcional (eje hipotálamo-hipofiso-todo el cuerpo).

La secreción hipofisaria está regulada por 2 hormonas:

La GHRH proviene del núcleo arcuato del hipotálamo y del núcleo ventro-medial del hipotálamo. Tiene 44 aminoácidos. Actúa sobre receptores de membrana. Llega a través de la circulación hipotálamo-hipofisaria. Tiene un mecanismo de acción que comporta la formación de AMPc y mucho Ca2+. La GHRH incrementa la transcripción de GH, incrementa la exocitosis (secreción y la proliferación de células somatotropas.

La GIH = GHIH = SRIF (factor inhibidor de la liberación de Somatotropina) = SS (Somatostatina) se sintetiza en el núcleo periventricular. Tiene una acción inhibitoria. Sobretodo su secreción es pulsátil y hace que la GH también sea pulsátil. La GH puede inhibir la secreción de GHRH.

La somatomedina C también puede inhibir la GHRH y las células somatotropas. La Somatomedina C estimula la producción de Somatostatina.

El incremento en la hipófisis de T3 facilita la transcripción del gen de la GH. Los glucocorticoides tienen un efecto estimulador de la GH, también las sustancias opioides y el ácido retinoico.

A nivel del hipotálamo, los andrógenos estimulan y los estrógenos inhiben la secreción de GHRH.

 

 

 

 

 

Esta diferencia hace que el crecimiento sea más eficaz en el macho que en la hembra en la rata. Puede ser debido a la desensibilización y a la regulación descendente a causa de los niveles elevados en la hembra.

Bajo la estimulación a-adrenérgica del SNC, estrés, traumatismos... se incrementa la GH.

Factores nutritivos influencian a la concentración de la GH. Las dietas ricas en Arginina facilitan el crecimiento. La secuencia de GH en vertebrados es diferente y la GH y la prolactina son muy parecidas. Las células somatotropas son parecidas a las células lactotropas.

En los peces se sintetiza un único péptido con secuencias parecidas a las 2. En las aves hay los dos tipos de células y sólo se forma un precursor que se secreta de forma diferente. Las células lactotropas y somatotropas pueden intercambiarse entre ellas de forma diferente.

 

Actualizado el Sábado, 21 Septiembre, 2002 17:11

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