El metabolismo de los carbohidratos está regulado por hormonas. Regulación hormonal y patologías del metabolismo de los carbohidratos. hormonas pancreáticas

12.12.2021

El páncreas es uno de los principales órganos del sistema digestivo del cuerpo. Consta de partes endocrinas y exocrinas, que se forman a partir del endodermo del intestino primario y participan en la secreción tanto externa como interna.

El mal funcionamiento del páncreas conduce a enfermedades como pancreatitis aguda o crónica, necrosis grasa, atrofia, tumores de diversas etiologías y esclerosis.

Las principales funciones del páncreas exocrino y endocrino.

Cualquier glándula, incluido el páncreas, produce hormonas, que son compuestos biológicamente activos que tienen una dirección estrictamente selectiva y específica y afectan un aumento o disminución en el nivel de funcionamiento del cuerpo.

La regulación de la liberación de la hormona en la sangre se produce según el principio de una reacción de retroalimentación negativa, es decir, Un nivel elevado de hormonas en la sangre provoca una suspensión de su reproducción.

Casi el 98% de todo el cuerpo glandular se encuentra en la parte exocrina, en la que se secreta el jugo pancreático, que contiene enzimas implicadas en la disolución de grasas, carbohidratos y proteínas. Una vez en el duodeno, dicho jugo digestivo ayuda al buen funcionamiento de la digestión.

En la parte endocrina de la glándula se forman hormonas que, además de regular el proceso metabólico, participan activamente en el metabolismo de los carbohidratos.

Estas hormonas tienen muchas características generales, ya que, por naturaleza, ambas son proteínas, ambas se desarrollan en el páncreas, ambas afectan el proceso metabólico de la glucosa, las proteínas y las grasas.

hormonas pancreáticas

Al realizar diversas tareas, el páncreas produce dos hormonas: la hormona insulina y la hormona glucagón, que, al tener características comunes, son opuestas en su enfoque en el metabolismo de los carbohidratos.

La insulina, sintetizada por las células beta, reduce la saturación de los niveles de glucosa en la sangre, lo que ayuda a convertir la glucosa en glucógeno para el hígado y el tejido muscular. Ralentizando la descomposición de las proteínas, convirtiéndolas en glucosa, insulina. Por lo tanto, controla el metabolismo de las grasas al convertir los ácidos grasos de los productos del metabolismo de los carbohidratos.

El glucagón, sintetizado por las células alfa, es un antagonista de la insulina que regula el metabolismo de los carbohidratos, por el contrario, tiene el efecto de aumentar la cantidad de glucosa en la sangre, mejorando así la producción de insulina.

El proceso de descomposición de compuestos grasos y proteicos, durante el cual se forma glucosa en las células sanguíneas, se llama gluconeogénesis.

La actividad de la insulina tiene como objetivo inhibir la gluconeogénesis, al tiempo que ayuda a aumentar la cantidad de grasas y proteínas en el organismo.

¿Por qué es importante el metabolismo de los carbohidratos?

Los carbohidratos ingresan al cuerpo, por regla general, con alimentos vegetales y en cantidades mucho menores con alimentos de origen animal.

Además, los carbohidratos se forman en el cuerpo como resultado de la descomposición de grasas y aminoácidos. A pesar de su importancia para el organismo, su cantidad ronda el 2%, mucho menos que la cantidad de proteínas y grasas.

Si la energía recibida de los alimentos es mayor de la que el cuerpo requiere para el consumo energético, parte de esta energía se deposita en la reserva grasa del tejido, razón por la cual la persona engorda. Por el contrario, si se suministra menos energía de la necesaria, el cuerpo toma la energía perdida de las reservas, gastando carbohidratos en ella, y cuando su volumen alcanza el mínimo posible, comienza la descomposición no programada de las grasas, es decir, Cuanto menos come una persona, menos energía gasta y pierde peso.

El metabolismo de los carbohidratos es el proceso por el cual diferentes tipos Los sacáridos y sus derivados se transforman en energía, proporcionando al cuerpo humano y regulando sus funciones vitales.

La mayor parte de esta energía necesaria para la actividad física e intelectual se forma precisamente a partir de los azúcares entrantes. Además, sin carbohidratos es imposible construir estructuras celulares, nutrir las células y mantener su tono.

Las alteraciones en el metabolismo de los carbohidratos, debido a un exceso o falta de azúcar en la sangre, provocan problemas de salud.

Cuando se altera el metabolismo de los carbohidratos, pueden aparecer enfermedades como:

diabetes mellitus, es decir falta de insulina. Al mismo tiempo, los órganos y sistemas del cuerpo no reciben suficiente energía para sus actividades y, por lo tanto, no pueden realizar plenamente sus funciones. Esta enfermedad se caracteriza por una pérdida repentina de peso, fatiga constante, hambre, sensación constante de sed y frecuentes viajes al baño. Además, la visión de una persona se deteriora drásticamente, las heridas sanan lentamente y las extremidades se sienten entumecidas constantemente.
hipoglucemia, es decir una fuerte disminución de los niveles de glucosa en sangre. Este caso se caracteriza por la presencia de mareos constantes, deterioro de la visión, aumento de la sensación de hambre, aumento de la sudoración, palidez de la piel y alteración de la sistema nervioso, que a su vez se manifiesta por confusión, aumento del nerviosismo, migrañas frecuentes y escalofríos, distracción y alteración de la concentración. Con una disminución significativa de los niveles de glucosa en sangre, incluso puede producirse un coma.
hiperglucemia, es decir un fuerte aumento en los niveles de glucosa en sangre.

La insulina como hormona que regula el metabolismo de los carbohidratos.

La hormona pancreática insulina se produce en el cuerpo humano hasta un máximo de 25 años y, una vez que ingresa al cuerpo, se produce hiperglucemia.

El suministro de glucosa a los tejidos musculares y grasos depende en gran medida de la insulina, por lo que se los considera insulinodependientes. A estos tejidos se les confían las funciones más importantes del organismo, como proporcionar circulación sanguínea al sistema motor, órganos respiratorios y muchos otros, y esto se logra gracias al aporte de energía que se obtiene de los alimentos. Es por ello que es importante una regulación completa y correcta del metabolismo de los carbohidratos.

Es difícil subestimar la importancia de la insulina para el metabolismo de los carbohidratos. Esta hormona juega uno de los papeles principales y participa en más de veinte reacciones del organismo, ya que sin el metabolismo de los carbohidratos, la glucosa, al ser la principal fuente de energía del organismo, no podrá penetrar en la célula, como resultado de que la célula experimenta hambre de energía. Al mismo tiempo, el exceso de glucosa, que se acumula en la sangre, afecta negativamente a todos los órganos y tejidos del cuerpo.

La falta de insulina suficiente provoca una disminución de la capacidad de las células para absorber carbohidratos, lo que provoca diabetes mellitus.

En las personas que padecen diabetes, debido a un mal funcionamiento del organismo, se alteran todos los tipos de metabolismo. Por tanto, su principal tarea es mantener el nivel de azúcar en sangre requerido.

Una complicación natural de la diabetes es el daño a los vasos grandes y pequeños, lo que a su vez sirve como requisito previo para el desarrollo de la aterosclerosis y otras enfermedades vasculares, por lo que la diabetes aumenta el número de pacientes con enfermedades cardiovasculares.

Hasta la fecha, los científicos han estudiado a fondo la estructura de la hormona insulina, lo que ayudó a sintetizarla artificialmente, gracias a la cual se convirtió en medios eficaces para el tratamiento de la diabetes y permite a los pacientes llevar un estilo de vida relativamente cómodo.

La hormona insulina fue la primera hormona proteica sintetizada artificialmente.

La regulación del metabolismo de los carbohidratos la llevan a cabo en todas las etapas el sistema nervioso y las hormonas. Además, la actividad enzimas Algunas vías del metabolismo de los carbohidratos están reguladas según el principio de "retroalimentación", que se basa en el mecanismo alostérico de interacción entre la enzima y el efector. La regulación del metabolismo de los carbohidratos la llevan a cabo en todas las etapas el sistema nervioso y las hormonas. Además, la actividad enzimas Algunas vías del metabolismo de los carbohidratos están reguladas según el principio de "retroalimentación", que se basa en el mecanismo alostérico de interacción entre la enzima y el efector. Los efectores alostéricos incluyen los productos finales de la reacción, sustratos, algunos metabolitos y mononucleótidos de adenilo. El papel más importante en enfocar El metabolismo de los carbohidratos (síntesis o descomposición de carbohidratos) lo desempeñan la proporción de coenzimas NAD + / NADH∙H + y el potencial energético de la célula.

La constancia de los niveles de glucosa en sangre es la condición más importante para mantener el funcionamiento normal del cuerpo. La normoglucemia es el resultado del trabajo coordinado del sistema nervioso, las hormonas y el hígado.

Hígado- el único órgano que almacena glucosa (en forma de glucógeno) para las necesidades de todo el cuerpo. Gracias a la glucosa-6-fosfato fosfatasa activa, los hepatocitos pueden formar gratis glucosa, que, a diferencia de su fosforilado formas, pueden penetrar a través de la membrana celular hacia la circulación general.

De las hormonas, el papel más destacado lo desempeña insulina. La insulina tiene su efecto sólo en los tejidos dependientes de insulina, principalmente músculos y grasas. El cerebro, el tejido linfático y los glóbulos rojos son independientes de la insulina. A diferencia de otros órganos, la acción de la insulina no está asociada a los mecanismos receptores de su influencia sobre el metabolismo de los hepatocitos. Aunque la glucosa penetra libremente en las células del hígado, esto sólo es posible si aumenta su concentración en la sangre. En la hipoglucemia, por el contrario, el hígado libera glucosa en la sangre (incluso a pesar de los altos niveles de insulina sérica).

El efecto más significativo de la insulina en el cuerpo es reducir el nivel normal o nivel más alto glucosa en la sangre, hasta el desarrollo de un shock hipoglucémico con la introducción de altas dosis de insulina. Los niveles de glucosa en sangre disminuyen como resultado de: 1. Aceleración de la entrada de glucosa en las células. 2. Incrementar el uso de glucosa por parte de las células.

La insulina acelera la entrada de monosacáridos en los tejidos dependientes de insulina, especialmente la glucosa (así como azúcares de configuración similar en la posición C 1 -C 3), pero no la fructosa. La unión de la insulina a su receptor en la membrana plasmática conduce al movimiento de las proteínas transportadoras de glucosa de almacenamiento ( gluten 4) de depósitos intracelulares y su inclusión en la membrana.

La insulina activa el uso de glucosa por parte de las células al:

activación e inducción de la síntesis de enzimas clave de la glucólisis (glucoquinasa, fosfofructoquinasa, piruvato quinasa).

Aumento de la incorporación de glucosa en la vía de las pentosas fosfato (activación de las glucosa-6-fosfato y 6-fosfogluconato deshidrogenasas).

Incrementar la síntesis de glucógeno estimulando la formación de glucosa-6-fosfato y activando la glucógeno sintasa (al mismo tiempo, la insulina inhibe la glucógeno fosforilasa).

Inhibición de la actividad de enzimas clave de la gluconeogénesis (piruvato carboxilasa, fosfoenol-PVK-carboxicinasa, bifosfatasa, glucosa-6-fosfatasa) y represión de su síntesis (se ha establecido el hecho de la represión del gen de la fosfoenol-PVK carboxiquinasa).

Otras hormonas tienden a aumentar los niveles de glucosa en sangre.

glucagón y un adrenalina conducir a un aumento de la glucemia al activar la glucogenólisis en el hígado (activación de la glucógeno fosforilasa); sin embargo, a diferencia de la adrenalina, el glucagón no afecta la glucógeno fosforilasa. músculos. Además, el glucagón activa la gluconeogénesis en el hígado, lo que también provoca un aumento de las concentraciones de glucosa en sangre.

Glucocorticoides ayudar a aumentar los niveles de glucosa en sangre estimulando la gluconeogénesis (al acelerar el catabolismo de las proteínas en los tejidos musculares y linfoides, estas hormonas aumentan el contenido de aminoácidos en la sangre que, al ingresar al hígado, se convierten en sustratos para la gluconeogénesis). Además, los glucocorticoides impiden que las células del cuerpo utilicen la glucosa.

una hormona del crecimiento provoca un aumento de la glucemia indirectamente: al estimular la degradación de los lípidos, provoca un aumento del nivel de ácidos grasos en la sangre y en las células, reduciendo así la necesidad de glucosa de estas últimas ( Los ácidos grasos son inhibidores del uso de glucosa por parte de las células).

tiroxina, Especialmente producido en cantidades excesivas durante el hipertiroidismo, también contribuye a un aumento de los niveles de glucosa en sangre (debido al aumento de la glucogenólisis).

Con niveles normales de glucosa. En la sangre, los riñones lo reabsorben completamente y no se detecta azúcar en la orina. Sin embargo, si la glucemia supera los 9-10 mmol/l ( umbral renal ), luego aparece glucosuria . En algunas lesiones renales, se puede encontrar glucosa en la orina incluso en condiciones de normoglucemia.

Prueba la capacidad del cuerpo para regular los niveles de glucosa en sangre ( tolerancia a la glucosa ) se utiliza para diagnosticar diabetes mellitus cuando se administra por vía oral prueba de tolerancia a la glucosa:

La primera muestra de sangre se toma con el estómago vacío después de un ayuno nocturno. Luego el paciente durante 5 minutos. Dar de beber una solución de glucosa (75 g de glucosa disueltos en 300 ml de agua). Después cada 30 minutos. Los niveles de glucosa en sangre se determinan durante un período de 2 horas.

Arroz. 10 “Curva de azúcar” en condiciones normales y patológicas

Ministerio de Salud de la República de Bielorrusia

Institución educativa

"Universidad Médica Estatal de Gomel"

Departamento de Química Biológica

Discutido en una reunión del departamento (MK o TsUNMS)____________________

Protocolo No. _______

En química biológica

para estudiantes de 2do año de la Facultad de Medicina

Tema: Carbohidratos 4. Patología del metabolismo de los carbohidratos.

Tiempo__90 min_________________________

Objetivo de aprendizaje:

1. Formar ideas sobre los mecanismos moleculares de los principales trastornos del metabolismo de los carbohidratos.

LITERATURA

1. Bioquímica humana: R. Murray, D. Grenner, P. Mayes, V. Rodwell.- M. book, 2004.- vol.1. p. 205-211., 212-224.

2. Fundamentos de bioquímica: A. White, F. Hendler, E. Smith, R. Hill, I. Lehman.-M. libro,

1981, vol. -.2,.s. 639-641,

3. Bioquímica visual: Kolman., Rem K.-G-M.book 2004.

4.Fundamentos bioquímicos...bajo. ed. miembro correspondiente RAS E.S. Severina. M. Medicina, 2000.-p.179-205.

MATERIAL DE SOPORTE

1.Presentación multimedia

CÁLCULO DEL TIEMPO DE ESTUDIO

Total: 90 minutos

Introducción. La tarea de regular y limitar el consumo de carbohidratos surge con especial urgencia en relación con la prevención y el tratamiento de la diabetes, así como de identificar la correlación entre el consumo excesivo de carbohidratos con la incidencia de determinadas enfermedades, "compañeras de la obesidad", así como con la desarrollo de la aterosclerosis.

Defina el concepto de estrés, enumere las fases del estrés.

Explique por qué al estrés se le llama "síndrome de adaptación general"

Nombra los sistemas hormonales que liberan el estrés.

Enumere las hormonas más importantes implicadas en el desarrollo del síndrome de adaptación general.

Enumere los principales efectos de las hormonas que proporcionan una adaptación a corto plazo y explique el mecanismo.

Explique el concepto de “huella estructural sistémica de adaptación”, ¿cuál es su papel fisiológico?

¿Los efectos de qué hormona aseguran la adaptación a largo plazo; cuáles son los mecanismos de acción de esta hormona?

Enumere las hormonas de la corteza suprarrenal.

Indicar el efecto de los glucocorticoides.

para el metabolismo de las proteínas

para el metabolismo de las grasas

para el metabolismo de los carbohidratos

Hormonas en la regulación de los principales parámetros de la homeostasis. Regulación hormonal del metabolismo.

Cuando hablamos de la regulación de todos los tipos de metabolismo, somos un poco falsos. El hecho es que un exceso de grasas provocará una alteración de su metabolismo y la formación, por ejemplo, de placas ateroscleróticas, y una deficiencia provocará una alteración de la síntesis hormonal sólo después de un largo tiempo. Lo mismo se aplica a los trastornos del metabolismo de las proteínas. Sólo el nivel de glucosa en sangre es el parámetro homeostático, cuya disminución provocará un coma hipoglucémico en unos minutos. Esto sucederá principalmente porque las neuronas no recibirán glucosa. Por tanto, hablando de metabolismo, en primer lugar prestaremos atención a la regulación hormonal de los niveles de glucosa en sangre y, al mismo tiempo, nos detendremos en el papel de estas mismas hormonas en la regulación del metabolismo de las grasas y proteínas.

Regulación del metabolismo de los carbohidratos.

La glucosa, junto con las grasas y las proteínas, es una fuente de energía en el organismo. Las reservas de energía del cuerpo en forma de glucógeno (carbohidratos) son pequeñas en comparación con las reservas de energía en forma de grasas. Así, la cantidad de glucógeno en el cuerpo de una persona que pesa 70 kg es de 480 g (400 g - glucógeno muscular y 80 g - glucógeno hepático), lo que equivale a 1920 kcal (320 kcal - glucógeno hepático y 1600 - glucógeno muscular). . La cantidad de glucosa circulante en la sangre es de sólo 20 g (80 kcal). La glucosa contenida en estos dos depósitos es la principal y casi la única fuente de nutrición para los tejidos independientes de la insulina. Así, un cerebro que pesa 1400 g con un riego sanguíneo de 60 ml/100 g por minuto consume 80 mg/min de glucosa, es decir. unos 115 g en 24 horas. El hígado es capaz de generar glucosa a un ritmo de 130 mg/min. Así, más del 60% de la glucosa producida en el hígado se destina a garantizar la actividad normal del sistema nervioso central, y esta cantidad permanece sin cambios no sólo durante la hiperglucemia, sino incluso durante el coma diabético. El consumo de glucosa del SNC disminuye sólo después de que su nivel en sangre cae por debajo de 1,65 mmol/L (30 mg%). En la síntesis de una molécula de glucógeno intervienen de 2.000 a 20.000 moléculas de glucosa. La formación de glucógeno a partir de glucosa comienza con el proceso de fosforilación con la ayuda de las enzimas glucoquinasa (en el hígado) y hexoquinasa (en otros tejidos) con la formación de glucosa-6-fosfato (G-6-P). La cantidad de glucosa en la sangre que fluye desde el hígado depende principalmente de dos procesos interrelacionados: la glucólisis y la gluconeogénesis, que a su vez están reguladas por las enzimas clave fosfofructoquinasa y fructosa-1, 6-bisfosfatasa, respectivamente. La actividad de estas enzimas está regulada por hormonas.

La regulación de la concentración de glucosa en sangre se produce de dos maneras: 1) regulación basada en el principio de desviación de los parámetros de los valores normales. La concentración normal de glucosa en sangre es de 3,6 a 6,9 mmol/l. La regulación de la concentración de glucosa en la sangre, dependiendo de su concentración, la llevan a cabo dos hormonas con efectos opuestos: la insulina y el glucagón; 2) regulación según el principio de perturbación: esta regulación no depende de la concentración de glucosa en la sangre, sino que se lleva a cabo de acuerdo con la necesidad de aumentar el nivel de glucosa en la sangre en diversas situaciones, generalmente estresantes. Por eso, las hormonas que aumentan los niveles de glucosa en sangre se denominan contrainsulares. Estos incluyen: glucagón, adrenalina, noradrenalina, cortisol, hormonas tiroideas, somatotropina, porque la única hormona que reduce los niveles de glucosa en sangre es la insulina (Figura 18).

El lugar principal en la regulación hormonal de la homeostasis de la glucosa en el cuerpo lo ocupa la insulina. Bajo la influencia de la insulina, se activan las enzimas de fosforilación de la glucosa, catalizando la formación de G-6-P. La insulina también aumenta la permeabilidad de la membrana celular a la glucosa, lo que mejora su utilización. Con un aumento en la concentración de G-6-P en las células, aumenta la actividad de los procesos de los cuales es el producto de partida (ciclo de hexosa monofosfato y glucólisis anaeróbica). La insulina aumenta la proporción de glucosa en los procesos de formación de energía manteniendo un nivel general constante de producción de energía. La activación de la glucógeno sintetasa y la enzima ramificadora del glucógeno por la insulina promueve una mayor síntesis de glucógeno. Además, la insulina tiene un efecto inhibidor sobre la glucosa-6-fosfatasa hepática y, por tanto, inhibe la liberación de glucosa libre a la sangre. Además, la insulina inhibe la actividad de las enzimas que proporcionan la gluconeogénesis, inhibiendo así la formación de glucosa a partir de aminoácidos. El resultado final de la acción de la insulina (si es en exceso) es la hipoglucemia, que estimula la secreción de hormonas contrainsulares que son antagonistas de la insulina.

INSULINA- la hormona es sintetizada por las células  de los islotes de Langerhans del páncreas. El principal estímulo para la secreción es un aumento de los niveles de glucosa en sangre. La hiperglucemia aumenta la producción de insulina, la hipoglucemia reduce la formación y el flujo de la hormona a la sangre y, bajo su influencia, también aumenta la secreción de insulina. la acetilcolina (estimulación parasimpática), la norepinefrina a través de los receptores -adrenérgicos y a través de los receptores -adrenérgicos la norepinefrina inhibe la secreción de insulina. Algunas hormonas gastrointestinales, como el péptido inhibidor gástrico, la colecistoquinina y la secretina, aumentan la producción de insulina. El principal efecto de la hormona es reducir los niveles de glucosa en sangre.

Bajo la influencia de la insulina, se produce una disminución de la concentración de glucosa en el plasma sanguíneo (hipoglucemia). Esto se debe a que la insulina promueve la conversión de glucosa en glucógeno en el hígado y los músculos (glucogénesis). Activa las enzimas implicadas en la conversión de glucosa en glucógeno hepático e inhibe las enzimas que descomponen el glucógeno.

La homeostasis energética proporciona las necesidades energéticas de los tejidos utilizando diversos sustratos. Porque Los carbohidratos son la principal fuente de energía para muchos tejidos y la única para los tejidos anaeróbicos; la regulación del metabolismo de los carbohidratos es un componente importante de la homeostasis energética del cuerpo.

La regulación del metabolismo de los carbohidratos se realiza en 3 niveles:

central.

interórgano.

celular (metabólico).

1. Nivel central de regulación del metabolismo de los carbohidratos.

El nivel central de regulación se lleva a cabo con la participación del sistema neuroendocrino y regula la homeostasis de la glucosa en la sangre y la intensidad del metabolismo de los carbohidratos en los tejidos. Las principales hormonas que mantienen niveles normales de glucosa en sangre de 3,3 a 5,5 mmol/l incluyen la insulina y el glucagón. Los niveles de glucosa también están influenciados por las hormonas de adaptación: adrenalina, glucocorticoides y otras hormonas: tiroides, SDH, ACTH, etc.

2. Nivel interorgánico de regulación del metabolismo de los carbohidratos.

Ciclo glucosa-lactato (ciclo de Cori) Ciclo glucosa-alanina

Ciclo glucosa-lactato no requiere la presencia de oxígeno, siempre funciona, asegura: 1) utilización del lactato formado en condiciones anaeróbicas (músculos esqueléticos, glóbulos rojos), lo que previene la acidosis láctica; 2) síntesis de glucosa (hígado).

Ciclo glucosa-alanina Funciones en los músculos durante el ayuno. Con la deficiencia de glucosa, el ATP se sintetiza debido a la descomposición de proteínas y al catabolismo de los aminoácidos en condiciones aeróbicas, mientras que el ciclo glucosa-alanina asegura: 1) la eliminación del nitrógeno de los músculos en una forma no tóxica; 2) síntesis de glucosa (hígado).

3. Nivel celular (metabólico) de regulación del metabolismo de los carbohidratos.

El nivel metabólico de regulación del metabolismo de los carbohidratos se lleva a cabo con la participación de metabolitos y mantiene la homeostasis de los carbohidratos dentro de la célula. Un exceso de sustratos estimula su utilización y los productos inhiben su formación. Por ejemplo, el exceso de glucosa estimula la glucogénesis, la lipogénesis y la síntesis de aminoácidos, mientras que la deficiencia de glucosa estimula la gluconeogénesis. Una deficiencia de ATP estimula el catabolismo de la glucosa y un exceso, por el contrario, lo inhibe.

IV. Facultad Pedagógica. Características de edad de PFS y GNG, importancia.

Conferencia No. 10 Tema: Estructura y metabolismo de la insulina, sus receptores, transporte de glucosa. Mecanismo de acción y efectos metabólicos de la insulina.

hormonas pancreáticas

El páncreas realiza dos funciones importantes en el cuerpo: exocrina y endocrina. La función exocrina la realiza la parte acinar del páncreas, sintetiza y secreta jugo pancreático. La función endocrina la realizan las células del aparato de los islotes del páncreas, que secretan hormonas peptídicas implicadas en la regulación de muchos procesos del cuerpo. 1-2 millones de islotes de Langerhans constituyen el 1-2% de la masa del páncreas .

En la parte de los islotes del páncreas, hay 4 tipos de células que secretan diferentes hormonas: las células A- (o α-) (25%) secretan glucagón, las células B- (o β-) (70%) - insulina, D - (o δ- ) células (<5%) - соматостатин, F-клетки (следовые количества) секретируют панкреатический полипептид. Глюкагон и инсулин в основном влияют на углеводный обмен, соматостатин локально регулирует секрецию инсулина и глюкагона, панкреатический полипептид влияет на секрецию пищеварительных соков. Гормоны поджелудочной железы выделяются в панкреатическую вену, которая впадает в воротную. Это имеет большое значение т.к. печень является главной мишенью глюкагона и инсулина.

La estructura de la insulina.

La insulina es un polipéptido que consta de dos cadenas. La cadena A contiene 21 residuos de aminoácidos, la cadena B contiene 30 residuos de aminoácidos. Hay 3 puentes disulfuro en la insulina, 2 conectan las cadenas A y B, 1 conecta los residuos 6 y 11 de la cadena A.

La insulina puede existir en forma de: monómero, dímero y hexámero. La estructura hexamérica de la insulina está estabilizada por iones de zinc, que están unidos por residuos de His en la posición 10 de la cadena B de las 6 subunidades.

Las insulinas de algunos animales tienen una similitud significativa en su estructura primaria con la insulina humana. La insulina bovina se diferencia de la insulina humana en 3 aminoácidos, mientras que la insulina porcina se diferencia solo en 1 aminoácido ( ala en lugar de tre en el extremo C de la cadena B).

En muchas posiciones de las cadenas A y B existen sustituciones que no afectan la actividad biológica de la hormona. En las posiciones de los enlaces disulfuro, los residuos de aminoácidos hidrófobos en las regiones C-terminales de la cadena B y los residuos C y N-terminales de la cadena A, las sustituciones son muy raras, porque Estas áreas aseguran la formación del centro activo de la insulina.

Biosíntesis de insulina Implica la formación de dos precursores inactivos, preproinsulina y proinsulina, que, como resultado de la proteólisis secuencial, se convierten en la hormona activa.

1. La preproinsulina (L-B-C-A, 110 aminoácidos) se sintetiza en los ribosomas del RE, su biosíntesis comienza con la formación del péptido señal hidrófobo L (24 aminoácidos), que dirige la cadena en crecimiento hacia la luz del RE.

2. En la luz del RE, la preproinsulina se convierte en proinsulina tras la escisión del péptido señal por la endopeptidasa I. Las cisteínas de la proinsulina se oxidan para formar 3 puentes disulfuro, la proinsulina se vuelve “compleja” y tiene un 5% de la actividad de la insulina.

3. La proinsulina "compleja" (B-C-A, 86 aminoácidos) ingresa al aparato de Golgi, donde, bajo la acción de la endopeptidasa II, se escinde para formar insulina (B-A, 51 aminoácidos) y péptido C (31 aminoácidos).

4. La insulina y el péptido C se incorporan a los gránulos secretores, donde la insulina se combina con el zinc para formar dímeros y hexámeros. En el gránulo secretor, el contenido de insulina y péptido C es del 94%, proinsulina, compuestos intermedios y zinc, del 6%.

5. Los gránulos maduros se fusionan con la membrana plasmática y la insulina y el péptido C ingresan al líquido extracelular y luego a la sangre. En la sangre, los oligómeros de insulina se descomponen. Se secretan entre 40 y 50 unidades en la sangre por día. insulina, ésta representa el 20% de su reserva total en el páncreas. La secreción de insulina es un proceso dependiente de energía que ocurre con la participación del sistema microtúbulo-velloso.

Esquema de biosíntesis de insulina en células β de los islotes de Langerhans.

ER - retículo endoplásmico. 1 - formación de un péptido señal; 2 - síntesis de preproinsulina; 3 - escisión del péptido señal; 4 - transporte de proinsulina al aparato de Golgi; 5 - conversión de proinsulina en insulina y péptido C e incorporación de insulina y péptido C en gránulos secretores; 6 - secreción de insulina y péptido C.

El gen de la insulina se encuentra en el cromosoma 11. Se han identificado tres mutaciones de este gen; los portadores tienen baja actividad de insulina, hiperinsulinemia y ninguna resistencia a la insulina.

Regulación de la síntesis y secreción de insulina.

La síntesis de insulina es inducida por la secreción de glucosa y insulina. Reprime la secreción de ácidos grasos.

La secreción de insulina es estimulada por: 1. glucosa (regulador principal), aminoácidos (especialmente leu y arg); 2. Hormonas gastrointestinales (agonistas β-adrenérgicos, vía AMPc): GUI , secretina, colecistoquinina, gastrina, enteroglucagón; 3. concentraciones elevadas a largo plazo de hormona del crecimiento, cortisol, estrógenos, progestágenos, lactógeno placentario, TSH, ACTH; 4. glucagón; 5. aumento de K + o Ca 2+ en la sangre; 6. fármacos, derivados de sulfonilurea (glibenclamida).

Bajo la influencia de la somatostatina, la secreción de insulina disminuye. Las células β también están influenciadas por el sistema nervioso autónomo. La parte parasimpática (terminaciones colinérgicas del nervio vago) estimula la liberación de insulina. La parte simpática (adrenalina a través de los receptores adrenérgicos α 2) suprime la liberación de insulina.

La secreción de insulina se produce con la participación de varios sistemas, en los que el papel principal pertenece al Ca 2+ y al AMPc.

Admisión sa 2+ El paso al citoplasma está controlado por varios mecanismos:

1). Cuando la concentración de glucosa en sangre aumenta por encima de 6-9 mmol/l, ésta, con la participación de GLUT-1 y GLUT-2, ingresa a las células β y es fosforilada por la glucoquinasa. En este caso, la concentración de glucosa-6ph en la célula es directamente proporcional a la concentración de glucosa en la sangre. La glucosa-6ph se oxida para formar ATP. El ATP también se forma durante la oxidación de aminoácidos y ácidos grasos. Cuanta más glucosa, aminoácidos y ácidos grasos haya en una célula β, más ATP se forma a partir de ellos. El ATP inhibe los canales de potasio dependientes de ATP en la membrana, el potasio se acumula en el citoplasma y provoca la despolarización de la membrana celular, lo que estimula la apertura de los canales de Ca 2+ dependientes de voltaje y la entrada de Ca 2+ al citoplasma.

2). Las hormonas que activan el sistema de inositol trifosfato (TSH) liberan Ca 2+ de las mitocondrias y el RE.

acampar Se forma a partir de ATP con la participación de AC, que es activado por las hormonas del tracto gastrointestinal, TSH, ACTH, glucagón y el complejo Ca 2+ -calmodulina.

cAMP y Ca 2+ estimulan la polimerización de subunidades en microtúbulos (microtúbulos). El efecto del AMPc sobre el sistema microtubular está mediado por la fosforilación de las proteínas microtubulares PC A. Los microtúbulos son capaces de contraerse y relajarse, moviendo los gránulos hacia la membrana plasmática permitiendo la exocitosis.

La secreción de insulina en respuesta a la estimulación de la glucosa es una reacción bifásica que consta de una etapa de liberación rápida y temprana de insulina, llamada primera fase de secreción (comienza después de 1 minuto y dura de 5 a 10 minutos) y la segunda fase (dura hasta 25 minutos). 30 minutos).

Transporte de insulina. La insulina es soluble en agua y no tiene proteína transportadora en plasma. La T1/2 de insulina en el plasma sanguíneo es de 3 a 10 minutos, el péptido C, aproximadamente 30 minutos, la proinsulina, de 20 a 23 minutos.

Destrucción de insulina ocurre bajo la acción de la proteinasa insulinodependiente y la glutatión-insulina transhidrogenasa en los tejidos diana: principalmente en el hígado (aproximadamente el 50% de la insulina se destruye en 1 paso por el hígado), en menor medida en los riñones y la placenta.

La regulación del metabolismo de los carbohidratos se realiza en 3 niveles:

central.

interórgano.

celular (metabólico).

1. Nivel central de regulación del metabolismo de los carbohidratos.

2. Nivel interorgánico de regulación del metabolismo de los carbohidratos.

Ciclo glucosa-lactato (ciclo de Cori) Ciclo glucosa-alanina

3. Nivel celular (metabólico) de regulación del metabolismo de los carbohidratos.

IV. Facultad Pedagógica. Características de edad de PFS y GNG, importancia.

ACADEMIA MÉDICA DEL ESTADO

Departamento de Bioquímica

lo apruebo

Cabeza departamento prof., doctor en ciencias médicas

Meshchaninov V.N.

_____''_____________2005

CONFERENCIA N° 10

Tema: Estructura y metabolismo de la insulina, sus receptores, transporte de glucosa.

Mecanismo de acción y efectos metabólicos de la insulina.

Facultades: terapéutica y preventiva, médica y preventiva, pediátrica. 2do curso.