Portada » Biología » Regulación Hormonal del Metabolismo: Insulina, Glucagón y Homeostasis de la Glucosa
Funciones en metabolismo de carbohidratos (HC):
Esto pasa en reposo ya que durante el ejercicio el músculo no necesita insulina.
No influye en la captación o utilización de glucosa. Consume glucosa aunque también utiliza otros sustratos energéticos.
Funciones en metabolismo de lípidos:
Funciones en metabolismo de proteínas:
El principal estímulo para la secreción de insulina es la glucemia.
El aumento de Ca2+ intracelular en las células beta del páncreas hace que la insulina almacenada en vesículas sea excretada a la sangre. La amilina inhibe la secreción de insulina.
Aminoácidos: Arginina y lisina. Solos apenas aumentan la [Ins]. En presencia de glucosa potencian la acción de la insulina.
Hormonas gastrointestinales: Gastrina, secretina, CCK y GIP. Preparan al organismo para la hiperglucemia postprandial. Potencian la acción insulínica. Aumentan los niveles de insulina antes de la absorción de glucosa para evitar un pico glucémico pronunciado.
Otras hormonas: Glucagón, GH, cortisol y en menor medida progesterona y estrógenos. Aumentan [Ins]. Una secreción prolongada y en grandes cantidades de estas hormonas puede agotar la capacidad del páncreas para producir insulina, lo que podría ocasionar diabetes mellitus.
Secreción: Células alfa de los islotes de Langerhans.
Naturaleza: Hormona peptídica sintetizada a partir de ARNm.
Efecto: Opuesto a la insulina.
El músculo es el mayor almacén de glucógeno, pero el hígado tiene un papel más importante en la regulación de la glucemia, ya que puede sintetizar glucosa (gluconeogénesis) y liberarla al torrente sanguíneo para su uso en todo el cuerpo. El glucógeno muscular, en cambio, solo se utiliza localmente.
Funciones sobre el metabolismo de HC:
El glucagón aumenta la glucemia al favorecer la liberación de glucosa desde el hígado. Activa la gluconeogénesis y la fosforilasa del glucógeno en el hígado (degradación del glucógeno), lo que se suma a la inhibición de la glucógeno sintetasa.
Funciones sobre el metabolismo de lípidos:
Activa la lipasa de los TG (liberando ácidos grasos a la sangre, dejando glicerol que se transforma en glucosa por gluconeogénesis), la cetogénesis (formación de cuerpos cetónicos) e inhibe la síntesis de ácidos grasos en el hepatocito.
Secreción: Células δ (delta) de los islotes de Langerhans.
Naturaleza: Hormona peptídica pequeña con una semivida corta (3 minutos).
Función principal: Inhibe la liberación de insulina y glucagón.
Se libera en respuesta al aumento de glucemia que produce un pico de insulina, modulando su efecto. Tiene un efecto similar en el intestino.
La secreción de somatostatina pancreática es estimulada por: aumento de glucemia, aminoácidos, ácidos grasos y concentración de hormonas gastrointestinales. Es más fácil para el organismo desarrollar hiperglucemia que hipoglucemia, ya que hay cuatro hormonas que la aumentan (adrenalina, cortisol, glucagón y GH) y solo una que la disminuye (insulina).
La glucemia es la concentración de glucosa en sangre.
La glucosa es el único nutriente que utilizan de forma habitual el encéfalo, la retina y el epitelio germinal de las gónadas en cantidad suficiente para obtener energía. Siempre debe haber un aporte constante de glucosa al sistema nervioso central (SNC).
El sistema de regulación de la glucemia por insulina tiene mayor importancia que el de glucagón.
Las principales hormonas que regulan el metabolismo del calcio y fosfato son: la vitamina D (calcitriol), la hormona paratiroidea (PTH) y la calcitonina.
Aproximadamente el 90% del calcio ingerido se excreta en las heces y el 10% en la orina.
El fosfato se excreta principalmente por la orina, excepto cuando está unido al calcio.
La homeostasis del calcio se mantiene mediante un equilibrio entre la absorción intestinal, la excreción renal, la formación y resorción ósea y el intercambio entre los compartimentos intracelular y extracelular. La unión del calcio a la albúmina en el plasma actúa como un amortiguador, liberando H+ cuando se une al calcio. Por lo tanto, la hipercalcemia puede producir alcalosis.
La concentración de fósforo en el líquido extracelular está controlada por muchos de los mismos factores que regulan el calcio extracelular. La formación de hueso requiere tanto calcio como fósforo, por lo que la regulación de ambos iones está estrechamente relacionada.
La osificación es el proceso de formación de hueso. Existen dos tipos principales de osificación:
La remodelación ósea es un proceso continuo de renovación del tejido óseo que se produce durante toda la vida. Implica la resorción ósea por parte de los osteoclastos y la formación de hueso nuevo por parte de los osteoblastos. Este proceso permite al hueso adaptarse a las cargas mecánicas, reparar microfracturas y mantener la homeostasis del calcio y fosfato.
La fosfatasa alcalina es una enzima producida por los osteoblastos durante la formación de hueso. Su función es aumentar la concentración local de fosfato inorgánico, activar las fibras de colágeno para que puedan contribuir a la precipitación de sales de calcio y promover la mineralización de la matriz ósea. Los niveles sanguíneos de fosfatasa alcalina se utilizan como un marcador de la actividad osteoblástica y la formación de hueso.
El calcio intercambiable se refiere al calcio que se puede movilizar rápidamente entre el hueso y el líquido extracelular para mantener la homeostasis del calcio. El hueso actúa como un reservorio de calcio, liberándolo al líquido extracelular cuando los niveles de calcio disminuyen y captándolo cuando los niveles aumentan. Las mitocondrias de algunos tejidos, como el hígado y el intestino, también contienen calcio intercambiable.
La producción de calcitriol está regulada por la concentración de calcio y fósforo en sangre, así como por la hormona paratiroidea (PTH). La hipocalcemia, la hipofosfatemia y el aumento de la PTH estimulan la síntesis de calcitriol.
El calcitriol se transporta en la sangre unido a una proteína transportadora específica llamada proteína de unión a la vitamina D (DBP).
La hormona paratiroidea (PTH) es producida por las células principales de las glándulas paratiroides, ubicadas en la parte posterior de la glándula tiroides.
La PTH se sintetiza como una preprohormona que se procesa en el retículo endoplasmático y el aparato de Golgi para formar la hormona madura.
La secreción de PTH está regulada principalmente por la concentración de calcio ionizado en sangre. La hipocalcemia estimula la secreción de PTH, mientras que la hipercalcemia la inhibe.
La calcitonina es producida por las células parafoliculares (células C) de la glándula tiroides.
La secreción de calcitonina está regulada principalmente por la concentración de calcio ionizado en sangre. La hipercalcemia estimula la secreción de calcitonina, mientras que la hipocalcemia la inhibe.
El tejido adiposo, además de su función de almacenamiento de energía, actúa como un órgano endocrino que secreta una variedad de hormonas, conocidas como adipoquinas, que regulan el metabolismo energético, la homeostasis de la glucosa, la sensibilidad a la insulina, la función vascular, la inflamación y la función del sistema inmunitario.
El equilibrio energético está regulado por un complejo sistema de señales hormonales y neuronales que controlan el apetito, la saciedad y el gasto energético. Las hormonas que regulan la ingesta y el gasto energético se pueden clasificar en dos grupos principales:
El hipotálamo es una región del cerebro que juega un papel crucial en la regulación del apetito, la saciedad y el gasto energético. Recibe señales hormonales y neuronales del tracto gastrointestinal, el tejido adiposo y otras áreas del cerebro. El hipotálamo contiene dos centros principales que regulan el apetito:
El tejido adiposo es un órgano endocrino activo que secreta una variedad de adipoquinas, incluyendo:
Las adipoquinas son un grupo diverso de proteínas secretadas por el tejido adiposo que tienen efectos autocrinos, paracrinos y endocrinos. Participan en una amplia gama de procesos fisiológicos, incluyendo la homeostasis energética, el metabolismo de la glucosa y los lípidos, la función vascular, la inflamación y la función del sistema inmunitario.
Adiponectina: sensibilidad insulina. Antiaterogénica: previene ateroesclerosis.
El angiotensinógeno PAI-1: fibrinolisis = destrucción de coágulos.
TNF, IL-&, ASP, y resistina aumenta la resistencia a la insulina.
Leptina
Adipoquina codificada por gen ob en sus exones 2-3
Gen OB: viene de obesidad y en el estudio la rata sin gen OB estaba obesa, al darle lectinas, volvio a su estado normal.
Péptido glucosilado de 167 aminoácidos
Pocas diferencias interespecies
La primera publicación de esta hormona se sitúa hacia 1994
Regulación de la ingesta y el gasto energético:
Metabolismo glucosa
Aumenta la captación de glucosa por los tejidos.
Inhibe la secreción de insulina por el páncreas
↑ Leptina Resistencia
Lipólisis y termogénesis
Angiogénesis, fibrogénesis y control de tensión arterial
– Eleva la presión arterial a pesar de la pérdida de peso
– Déficit/Exceso de leptina Hipotensión/Hipertensión.
Inmunidad e inflamación: Estimula la actividad fagocítica de los macrófagos, la proliferación de monocitos y linfocitos T CD4.
Reproducción y desarrollo gonadal
– Informa de la cantidad de grasa para el inicio de la pubertad femenina, estimula el desarrollo gonadal. Estimula el inicio del desarrollo gonadal. Gente con el peso muy regulado tienen la primera regla tarde por su falta de grasa y leptina, que retrasa el tiempo. Informa el inicio de la etapa reproductiva.
– Exceso de leptina inhibe la función gonadal ya que disminuye la secreción de testosterona y estrógenos.
Regulación de la leptina:
La mayor parte de energía se deposita en forma de grasa
El hipotálamo vigila el depósito energético a través de las acciones de la leptina
Leptina, hormona peptídica liberada por los adipocitos.
Si almacenamos suficiente dejo de almacenar y empiezo a gastar. Si no hay leptina y no inhibo mi apetito, no se reducira la secrecion de insulina lo que he comido entrará en las células.
La leptina se secreta en una cantidad proporcional a la cantidad de grasa que se acumula y al nivel de ingesta (baja/alta)
TEORÍA LIPOSTÁTICA:
-La leptina detecta la cantidad de grasa acumulada en los tejidos.
-Mecanismo de retroalimentación
En el obeso el aumento de leptina ya no inhibe el apetito
En una persona sana con una masa idilica, estable donde fasto e ingesta está equilibrado, la leptina es estable. Si disminuye la grasa corporal, lo hace la leptina, hambre, come y se equilibra. Si aumenta grasa, aumenta leptina, deja de comer equilibrio.
Estado de obesidad se puede comer lo mismo que se gasta sin embargo las cñelulas están liberando mucha más leptina que una persona no obesa pero el cerebro se ha adaptado a ese nivel de leptna, se produce algo parecido a la insulina y los receptores. El cerebro se h adaptado a ese nivel de grasa acogiendo un nuevo umbral de forma que ese nivel de grasa se considera normal cuando para una persona en normo peso ese nivel será muy alto.
Adiponectina
Adipoquina posee 247 aa
Adipoquina, – Actúa sobre los adipocitos influyendo en la homeostasis de la glucosa y el metabolismo de los lípidos.
Se considera una hormona relacionada con la regulación del tejido adiposo y del peso corporal.
La concentración de adiponectina depende de la cantidad y distribución de la grasa.
Los niveles de adiponectina son bajos en personas obesas
Función de la Adiponectina
En músculo, aumenta la β-oxidación. Relación inversa con LDL y TG, y positiva con HDL.
Sensibiliza a los tejidos frente a la insulina, llegando incluso a revertir la resistencia a la insulina. Estimula sensibilidad a insulina por disminución de la producción hepática de glucosa. Hay relación genética hipoadiponectinemia (producen poca) y diabetes tipo II.
Pacientes con diabetes tipo I (insulino dependientes) presentan niveles elevados de adiponectina circulante.
Antiaterogénico:
Rigidez de los vasos, causado por las placas de ateroma. Cuando se produce una lesion en el endotelio de los vasos, la manera de repararla es mandar células defensivas y fibroblastos que las reparen. Estas células defensivas liberan radicales libres, que oxidan a los lipidos que hay circulantes, por eso tener hiperlipidemias es por causa de ateroesclerosis. Estos lipidos liberados son fagocitados por macrofagos, y poco a poco se transforman en células espumosas (pinta microscopio) y estas quedan atrapadas entre el endotelio y el músculo. Cuantas más haya cada vez la luz es menor. Peor circulación. Al ir más despacio la sangre se forma un trombo, que produce un problema isquémico, un infarto, etc.
Inhibe las lesiones ateroscleróticas gracias al descenso de expresión de moléculas de adhesión.
Bloquea la migración y activación de células de músculo liso vascular para rellenar la lesión.
Bloquea la expresión de receptores scavenger de LDL de macrófagos evitando formación de células espumosas