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

Localização / Divisão

Porção endócrina – 2%

(1-2 milhões no homem)

Origem e diferenciação - 4ª a 7ª semanas de desenvolvimento

Pâncreas endócrino – Ilhotas de Langerhans

* Amilina e pancreastatina

Co-secreção das células β

*

Tipos celulares

Aproximação anatômica (evidência de secreção integrada)

Células β e α

Gap junctions

Tigh junctions

Secreção integrada

Inervação – simpático e parassimpático

PS Insulina +

Glucagon -

S Insulina -

Glucagon +

PS S

Proinsulina humana

Insulina

Super família de peptídeos (IGF, NGF, relaxina)

Estrutura química da insulina

Principais estímulos para a secreção de insulina

GLICOSE

PLASMA

AMINOÁCIDOS

PLASMA

HORMÔNIOS

(CORT, GIP, GLP-1)

NERVOS

PARASSIMPÁTICOS

VAGO (Ach)

CÉLULAS BETA

INSULINA

+ + + +

AGLs / CETOÁC

PLASMA

+

Nutricionais

Hormonais

Neurais

Regulação da secreção da insulina

Secreção rítmica 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

Ações fisiológicas da insulina

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

INSULINA

Músculo

UTILIZAÇÃO DA GLICOSE

SÍNTESE DE GLICOGÊNIO

SÍNTESE DE PROTEINA

Fígado

UTILIZAÇÃO DA GLICOSE

SÍNTESE DE GLICOGÊNIO

SÍNTESE DE TRIGLICERÍDEOS

Adipócitos

UTILIZAÇÃO DE GLICOSE

SÍNTESE DE TRIGLICERÍDEOS

Ação global da insulina no fluxo de nutrientes

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

Insulina

+

Insulina

-

Fígado

Fígado

Adipócito

Tipos de DM

1. falência 1aria da função

pancreática – 10%

(doença autoimune,

trauma, etc)

2. resistência a insulina

(eventos ligados a

funcionamento de

receptor ou eventos pós-

receptor)

Outras ações da insulina

Crescimento

Reprodução

Urbinati, E.C.

Insulina x crescimento em peixes

Insulina x reprodução

Pacu

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

Células alfa

SECREÇÃO

GLUCAGON

PLASMA GLUCAGON

Fígado

GLICOGENÓLISE

GLICONEOGÊNESE

CETOGÊNESE

GLICOSE

CETONAS PLASMA

-

Ações fisiológicas

do glucagon

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 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.

Em relação a mamíferos monogástricos, o conhecimento da sinalização da insulina em

aves ainda é incompleto

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