Clase 16 y 17

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FISIOLOGIA DEL PANCREAS 
ENDOCRINO: HOMEOSTASIS DE 
LA GLICEMIA
Dr. Eduardo Quiñonez
ISLOTES DE LANGERHANS, PORCIÓN ENDOCRINA DEL PÁNCREAS
Los islotes de Langerhans, en número de 1 a 2 millones, están constituidos por 4 tipos
básicos de células endocrinas: células beta, las más numerosas (60%) secretan insulina y
amilina; células alfa (25%) que secretan glucagón; células delta (10%) productoras de
somatostatina y las células PP (5%) productoras de polipéptido pancreatico.
La insulina y el glucagón, son hormonas que están
directamente comprometidas en la regulación de la
homeostásis de la glicemia (glucemia).
Las somatostatinas, son semejantes a los factores inhibitorios
de la secreción de hormonas hipofisarias que producen
algunas neuronas hipotalámicas y están comprometidas en la
inhibición de la secreción tanto de la insulina como el
glucagón (efecto inhibitorio). La amilina y el péptido
pancreático no tienen efectos definidamente conocidos.
Química, síntesis y metabolismo de las 
hormonas pancreáticas
La insulina y el glucagón
se sintetizan en los 
islotes de
Langerhans
Los seres humanos cuentan con 
1- 2M de islotes, con cuatro 
tipos de células
ß representan el 60% y 
segregan insulina y
amilina
α representan el 25% y 
segregan glucagón
δ secretan
somatostatina
C. PP secretan 
Polipéptido 
pancreático
la secreción viaja por la vena 
porta par actuar sobre el 
hígado, debido a los efectos 
de la insulina y glucagón
La insulina y el glucagón se 
sintetizan y metabolizan 
como hormonas peptídicas
Es decir como grandes 
preprohormonas, que luego
se escinden y liberan
como el péptido C y la 
insulina, porque la insulina 
tiene dos cadenas unidas por 
puentes disulfuro
El glucagón es un 
polipéptido lineal de 29
aminoácidos
Ambos tienen una semivida
breve, de 5-10 min. Casi la 
mitad se metaboliza en el 
hígado y el resto en los
pulmones
INSULINA Y SUS FUNCIONES
La insulina es una hormona peptídica formada por dos cadenas de polipéptidos
unidas por dos puentes disulfuro y con un peso molecular de 5,800.
Se sintetiza en los ribosomas acoplados al retículo endoplasmático rugoso de las células
beta, donde se traduce el RNAm, previamente transcripto del DNA nuclear. El producto
sintetizado en los ribosomas es una pre- prohormona insulínica, de mucho más peso
molecular que la insulina misma (11,500), para ser desdoblada después en el retículo
endoplásmico y formar una proinsulina de peso aproximado a 9000; posteriormente pasa al
aparato de Golgi donde se vuelve a escindir, en su mayoría, en insulina y fragmentos
peptídicos, siendo empaquetada aquí en gránulos de secreción.
SÍNTESIS DE LA INSULINA
Después de ser liberada a la sangre, la insulina circula en forma
libre sin ligarse a proteínas plasmáticas, con una semivida de
unos 6 minutos, desapareciendo totalmente de la circulación en
unos 10 a 15 minutos.
En los tejidos, sobre todo en el hígado y en menor medida en
riñones, músculos y de forma mucho menor en el resto de los
tejidos, es hidrolizada por la enzima insulinasa, que la inactiva.
METABOLISMO DE LA INSULINA
El principal efecto metabólico es sobre los hidratos de carbono
(carbohidratos) y consiste en su poderosa acción
HIPOGLICEMIANTE. No obstante, también va a ejercer
importantes efectos sobre el metabolismo de los lípidos y
proteínas, como se vera más adelante, que son los que
contribuyen, precisamente, a la mayor parte de las
complicaciones en pacientes diabéticos, como lo son la ceto-
acidosis, arterioesclerosis, disminución de la masa muscular, etc.
INSULINA Y SUS EFECTOS METABÓLICOS: PANORÁMICA GENERAL
En general, cuando el organismo dispone de cantidades suficientes de nutrientes
energéticos, especialmente de glucosa (carbohidrato) y proteínas, se libera por las células
beta grandes cantidades de insulina.
La insulina, además de permeabilizar las
membranas celulares a la glucosa permitiendo
su entrada en las células, es fundamental para
almacenar la energía sobrante; es decir, si se
consume glucosa en exceso, esta se almacena
en el hígado y músculo estriado en forma de
glucógeno y la que exceda, es entonces
transformada y almacenada en forma de
grasas (triglicéridos) en el tejido adiposo.
Si el exceso de alimentos es de proteínas, la insulina ejerce un efecto estimulador en las células
para que absorban grandes cantidades de aminoácidos y los transformen en proteínas
intracelulares.
MECANISMO DE PRODUCCIÓN DEL EFECTO 
HIPOGLICEMIANTE DE LA INSULINA
Para que la insulina pueda ejercer su
efecto permeabilizador de la membrana
celular a la glucosa, debe combinarse
primero con un receptor de membrana
especial denominado receptor
insulínico.
Es un receptor proteico constituido por
dos unidades a unidas por puentes
disulfuro que tienen un dominio
extracelular, en el cual hay un sitio
específico para la unión con la insulina,
así como otras dos unidades b unidas
igualmente a las anteriores por puentes
disulfuro, que se encuentran del lado
citoplasmático de la membrana.
Cuando la insulina se une a su sitio en la parte
externa del receptor (unidades alfa), se
produce la activación de las unidades beta que
tienen en su extremo más interno un residuo
con actividad de tirosinasa; al activarse la
tirosinasa, esta fosforila el extremo del
receptor, siendo capaz ahora de activar
mediante fosforilación también, a todo un
grupo numeroso de enzimas intracelulares
asociadas al receptor, que reciben el nombre
de SUSTRATOS DEL RECEPTOR DE INSULINA
(IRS) las cuales a su vez, activan otras muchas
enzimas que fabrican una proteína
transportadora de glucosa (GLUT-4) que es
transportada en numerosas unidades, en
vesículas membranosas hasta la superficie
celular; la glucosa es introducida entonces por
estas proteínas. También se activa la síntesis
de muchas otras enzimas que aumentan la
síntesis de glucógeno y de proteínas
.
También como resultado del efecto de la insulina sobre la
membrana, aumenta la permeabilidad para los aminoácidos, el
K+ e iones fosfatos.
Un efecto más tardío que se va desarrollando lentamente en las
células es un reacondicionamiento de la maquinaria metabólica
celular, de manera tal que disminuye la degradación de
proteínas y de lípidos.
EFECTOS ESPECÍFICOS DE LA INSULINA SOBRE EL 
METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS
Inmediatamente después de
ingerir una comida rica en
carbohidratos, la glucosa que se
absorbe induce una rápida
secreción de insulina por parte
de las células beta de los islotes
de Langerhans. La insulina
provoca una captación rápida de
glucosa en todas las células
tisulares, (excepto en las
neuronas que no necesitan de
insulina para captar glucosa),
pero sobre todo en las hepáticas,
musculares y adiposas.
1.- LA INSULINA FAVORECE LA CAPTACIÓN Y METABOLISMO 
MUSCULARES DE LA GLUCOSA
En los períodos alejados de las comidas y en
reposo, la membrana del tejido muscular es
poco permeable a la glucosa y por tanto el
músculo utiliza mayormente ácidos grasos
procedentes del tejido adiposo para obtener
energía. Esto ocurre porque la cantidad de
insulina secretada por el páncreas entre las
comidas es muy baja, ya que la glicemia,
pasadas varias horas después de una comida y
estando en reposo el organismo, ha
descendido y por tanto la cantidad de insulina
liberada por el páncreas en esta situación no
es suficiente para estimular la entrada de
glucosa en la membrana muscular.
Pero hay dos situaciones en que el músculo
consume mucha glucosa: una es durante el
ejercicio físico moderado e intenso,
situación en la cual la membrana muscular
aumenta su permeabilidad a la glucosa sin
intervención de la insulina (se desconoce
aún por qué).
La otra situación donde el músculo consume
mucha glucosa es en los períodos
postprandiales inmediatos, es decir, las
primeras horas después de la ingestión de
una comida, pues la glicemia se eleva
mucho y estimula al páncreas a liberar
grandes cantidades de insulina, que ahora si
es suficiente para permeabilizar la
membrana muscular a la glucosa, entrando
grandes cantidadesa la fibra muscular y es
por eso que el músculo utiliza en esta
situación glucosa en lugar de ácidos grasos.
Glucógeno
Glucosa
Glucógeno
piruvato
Krebs
Hiperglicemia
postprandial
ejercicio
Si el músculo se mantiene en reposo después de una comida, la glucosa abundante en sangre
penetra la membrana fácilmente pues, como ya se comentó, la hiperglicemia provoca una gran
liberación de insulina por el páncreas, pero como los requerimientos energéticos en reposo son
mínimos, la mayor cantidad de glucosa que penetra se almacena en forma de glucógeno. Este
glucógeno se utilizará por el músculo para obtener energía en momentos de máxima energía
anaerobia por descomposición glucolítica anaerobia (sin oxígeno) en momentos de actividad
máxima muscular.
DEPÓSITO DE GLUCÓGENO MUSCULAR
La mayor parte de la glucosa absorbida
después de una comida resulta
almacenada por el hígado en forma de
glucógeno. Esta queda así, reservada para
los períodos de ayuno entre las comidas
cuando ya queda muy poca glucosa
disponible en sangre y como resultado de
ello disminuye la liberación de insulina
por el páncreas; entonces esto provoca la
inmediata degradación del glucógeno a
glucosa, siendo liberada ésta desde los
hepatocitos hacia el plasma,
restituyéndose y manteniéndose así los
niveles de glicemia por más tiempo y
evitando que descienda demasiado.
LA INSULINA FACILITA LA CAPTACIÓN, ALMACENAMIENTO Y LA UTILIZACIÓN DE
GLUCOSA POR EL HÍGADO
La insulina hace todo lo anterior mediante lo siguiente :
1.- Inactiva la enzima fosforilasa hepática de glucógeno encargada de desdoblar al
glucógeno en glucosa, impidiendo que se gaste este almacen de reserva.
2.- Aumenta la captación de glucosa sanguínea por el hepatocito y aumenta la actividad de
la enzima glucocinasa que fosforila a la glucosa convirtiéndola en glucosa 6 fosfato; así la
glucosa no puede atravesar la membrana y queda disponible dentro del hepatocito
3.- Al mismo tiempo, la insulina aumenta la actividad de las enzimas que
sintetizan glucógeno, sobre todo de la glucógeno sintetasa que polimeriza
las unidades de glucosa en glucógeno.
Como puede verse, el resultado de todas estos efectos de la insulina es
aumentar el glucógeno hepático.
INSULINA
LA GLUCOSA SE LIBERA DEL HÍGADO ENTRE LAS COMIDAS
Después de transcurridas las
primeras 2 a 3 horas de una
comida:
1.- la glicemia comienza a
descender, lo cual produce una
disminución en la liberación de
insulina por el páncreas.
2.- La disminución de insulina
anula todos los efectos anteriores
de estimulación en la síntesis y
conservación del glucóeno así
como la captación de glucosa por
el hígado desde la sangre.
3.- La falta de insulina,
conjuntamente con la
liberación de glucagón por el
páncreas (ver más adelante)
activan a la enzima fosforilasa
de glucógeno (anteriormente
inhibida por la insulina),que
inicia la descomposición de
glucógeno a glucosa en
glucosa-1-fosfato.
4.- La enzima glucosa
fosfatasa, anteriormente
inhibida por la insulina, ahora
activa nuevamente, libera a la
glucosa del radical fosfato,
difundiendo la glucosa libre
hacia la sangre.
Por tanto, como hemos visto, el hígado extrae la glucosa de la sangre cuando esta 
aumenta mucho en sangre después de una comida y la libera nuevamente a la sangre 
cuando la glicemia desciende entre las comidas.
LA INSULINA ESTIMULA LA CONVERSIÓN DEL EXCESO DE GLUCOSA EN ÁCIDOS 
GRASOS E INHIBE LA GLUCONEOGÉNESIS HEPÁTICA
El exceso de glucosa que entra al
hepatocito que ya no puede ser
almacenado como glucógeno, ni utilizarse
como energía por el hígado, es
transformado en ácidos grasos y
empaquetados formando parte de las
VLDL (lipoproteínas de muy baja densidad)
son transportados hacia el tejido adiposo
donde se almacenan como triglicéridos.
La insulina también inhibe la gluconeogénesis hepática inhibiendo la actividad y producción
de enzimas que intervienen en dicho proceso e inhibe la liberación de aminoácidos por el
músculo.
Las neuronas gozan de la ventaja sobre las demás células del
organismo, de no necesitar de la insulina para que la glucosa
atraviese su membrana, son permeables a la glucosa sin necesidad
de insulina.
Tienen también la ventaja de que pueden utilizar los demás sustratos
energéticos como las grasas, mejor que el resto de las células que
necesitan de la insulina, aunque con algunas limitaciones, por lo que
resulta esencial que siempre existan niveles de glicemia por encima
de valores críticos, siendo esta una delas principales funciones del
sistema homeostático de la glicemia.
Si la glicemia baja entre 20-50mg/100 ml aparecen los síntomas y
signos del shock hipoglicémico con irritabilidad, pérdida de la
conciencia, convulsiones y coma.
EL SISTEMA NERVIOSO NO NECESITA DE LA INSULINA PARA UTILIZAR LA
GLUCOSA
En todas las demás células del organismo la insulina también
aumenta el transporte y utilización de la glucosa (excepto en
el tejido nervioso como ya se comentó).
En los adipocitos la entrada de glucosa, mediada por la
insulina, también estimula la glicólisis y como metabolito
intermediario de esta vía se produce glicerol, el cual es
utilizado para unirlo a los ácidos grasos que el adipocito recibe
desde el hígado y formar así triglicéridos, que a medida que se
van produciendo, van llenando el citoplasma del adipocito
almacenándose .
EFECTOS DE LA INSULINA SOBRE EL METABOLISMO DE LOS
CARBOHIDRATOS EN OTRAS CÉLULAS DEL ORGANISMO
Los efectos de la insulina sobre el metabolismo lipídico no son tan
inmediatos como los que se producen sobre los carbohidratos, pero
a largo plazo, los efectos de la falta de insulina tienen una gran
importancia. Estos efectos tienen un significado muy especial sobre
todo en la diabetes mellitus pues son responsables de muchas
complicaciones dependientes de una aceleración en el proceso de
desarrollo de la ateroesclerosis.
Pasemos a ver a continuación los efectos agudos de la insulina sobre
el metabolismo de los lípidos.
EFECTOS ESPECÍFICOS DE LA INSULINA SOBRE
EL METABOLISMO DE LOS LÍPIDOS
LA INSULINA FAVORECE LA SÍNTESIS Y EL DEPÓSITO DE LÍPIDOS
La insulina ejerce una serie de efectos que determinan el depósito de lípidos en
el tejido adiposo; uno de ellos es que disminuye la utilización de la grasa como
combustible energético como resultado de un aumento de la utilización de la
glucosa por todos los tejidos. También estimula la síntesis de ácidos grasos por
el hígado, a partir del exceso de glucosa, POR TANTO MIENTRAS MÁS
CARBOHIDRATOS SE INGIERAN MÁS SE INCREMENTA LA SÍNTESIS DE ÁCIDOS
GRASOS. Estos ácidos grasos son incorporados a las lipoproteínas de muy baja
densidad (VLDL) que el hepatocito sintetiza y así son transportados hasta el
tejido adiposo por la sangre donde son almacenados como triglicéridos.
Los factores que aumentan la síntesis de ácidos grasos por el hígado son los
siguientes:
1.- La insulina incrementa el transporte a través de la membrana de los hepatocitos;
una vez que la concentración de glucógeno hepático haya disminuido a un 5-6%, se
inhibe la síntesis de nuevo glucógeno. Ahora toda la glucosa que ingrese al hepatocito
está disponible para la síntesis de ácidos grasos. Para ello, la glucosa se descompone
(glicólisis) hasta ácido pirúvico y este se convierte después en acetil-CoA, el sustrato
para la síntesis de ácidos grasos.
Inhibición de 
HSL por 
insulina
Inhibición 
liberación 
acidos grasos 
por adipocitos
Inhibición del 
transporte de 
ácidos grasos a 
las mitocondrias
Inhibición de 
HSL por 
insulina
Inhibición liberación 
acidos grasos por 
adipocitos
Inhibición del 
transporte de 
ácidos grasos a 
las mitocondrias
2.- Como el ciclo de Krebs está muy activo, aumenta mucho la concentración de sus
productos intermediarios tales como el ácido cítrico e isocítrico, los cuales ejercen un
estímulo directo de la enzima acetil-CoA carboxilasa, necesaria para la síntesis de
malonil-CoA, sustrato inicial para la síntesis de ácidos grasos.
3.- Los ácidos grasos así formados en los hepatocitos se utilizan en formar triglicéridos,que son las moléculas en que se almacenan los lípidos. Los triglicéridos se liberan al
plasma, formando parte de las VLDL y así son transportadas hasta el tejido adiposo.
VLDL
4.- La insulina activa la enzima lipoproteína lipasa
de las células endoteliales de los capilares del
tejido adiposo, la que hidroliza los triglicéridos
contenidos en las VLDL, liberando a los ácidos
grasos los cuales son absorbidos por los
adipocitos y esteríficados a moléculas de glicerol,
quedando reconstituidos así los triglicéridos, que
permanecerán almacenados en el citoplasma del
adipocito.
ALMACENAMIENTO DE LA GRASA EN LOS ADIPOCITOS
La insulina cumple con otras dos funciones para que se almacene la grasa en 
los adipocitos:
1.- La insulina inhibe la acción de la lipasa sensible a hormona insulina (HSL) que es la que 
hidroliza los triglicéridos para liberar los ácidos grasos depositados en el adipocito, 
impidiendo con esta acción el paso de éstos a la sangre.
HSL
INSULINA
INHIBICIÓN
2.- La insulina estimula el transporte de
glucosa a través de las membranas de
los adipocitos (al igual que en las células
musculares y otras células tisulares).
Una parte de esa glucosa se utiliza para
producir una pequeña cantidad de
ácidos grasos, pero la mayor parte de la
glucosa se degrada mediante la
glucólisis, proceso en el cual se produce
como uno de los metabolitos
intermediarios, a- fosfo-glicerol,
sustancia que suministra el glicerol
necesario para unirlo a los ácidos grasos
y formar triglicéridos.
Por tanto, cuando falta la insulina, se
bloquea el depósito de grandes
cantidades de ácidos grasos
transportados desde el hígado.
La degradación de los lípidos y su uso con fines energéticos se estimulan
sobremanera cuando falta la insulina, situaciones que suceden sobre todo durante
los períodos de ayuno entre las comidas, ya que la producción y liberación de insulina
durante estos períodos es mínima como resultado del descenso de la glicemia, pero
también de forma destacada, ocurre en la diabetes mellitus, ya que la secreción de
insulina es casi nula o la sensibilidad de sus receptores está alterada.
Los efectos resultantes de la falta de insulina son:
EL DÉFICIT DE INSULINA AUMENTA EL USO METABÓLICO DE LA
GRASA COMO COMBUSTIBLE ENERGÉTICO
1.- EL DÉFICIT DE INSULINA INDUCE LA LIPÓLISIS DE LA GRASA
ALMACENADA Y LA LIBERACIÓN DE ÁCIDOS GRASOS LIBRES
Todos los efectos antes presentados que promovían el
almacenamiento y conservación de la grasa, se invierten. La enzima
lipasa sensible a la insulina se desinhibe en los adipocitos y se liberan
enormes cantidades de ácidos grasos libres a la sangre.
2.- EL DÉFICIT DE INSULINA ELEVA LAS CONCENTRACIONES
PLASMÁTICAS DE COLESTEROL Y FOSFOLÍPIDOS
El exceso de ácidos grasos que llega al hígado, junto a la falta de
insulina, favorece la conversión hepática de ácidos grasos en
fosfolípidos y colesterol, sustancias que junto a los triglicéridos se
incorporan a las lipoproteínas y pasa a la sangre, aumentando las
cifras plasmáticas de estos lípidos, lo que en el caso de una diabetes
mellitus puede acelerar el desarrollo de ateroesclerósis.
3.- EL CONSUMO EXAGERADO DE GRASAS DURANTE LA FALTA DE INSULINA
PROVOCA CETOACIDOSIS
Al faltar la insulina y existir un exceso de ácidos grasos, en los hepatocitos se activa
mucho el mecanismo de transporte de los mismos, por la carnitina, al interior de
las mitocondrias.
En las mitocondrias, como resultado, la beta-oxidación de los ácidos grasos está
muy acelelerada y se liberan grandes cantidades de acetil-CoA. Gran parte de esta
acetil-CoA es condensada para formar cuerpos cetónicos como el ácido
acetoacético y el ácido beta-hidroxi-butírico que pasan a la sangre circulante. Casi
todo estos cuerpos cetónicos, en condiciones normales, entran al interior de las
células en los tejidos periféricos donde penetran y son desdoblados de nuevo a
acetil-CoA, la cual es utilizada en el ciclo de Krebs de cada célula para seguir
obteniendo energía. De prolongarse más esta situación, la producción de ácido
actoacético y demás cuerpos cetónicos, supera la capacidad de cetólisis de los
tejidos periféricos y estas sustancias se concentran demasiado en sangre
generando una ceto-acidosis con graves consecuencias.
LA INSULINA FACILITA LA SÍNTESIS Y EL DEPÓSITO DE PROTEÍNAS
La insulina facilita la incorporación de aminoácidos desde la sangre a las células tisulares a
través de sus membranas, así como la síntesis y depósito intracelular de proteínas, y aunque no
se conocen tan bién los mecanismos por virtud de los cuales hace esto, hay varios hechos que
demuestran esa participación:
1.- La insulina, al igual que la STH (GH), estimula el transporte de membrana de muchos
aminoácidos hacia el interior de las células, sobre todo de leucina, isoleucina, valina, tirosina y
fenilalanina.
2.- Aumenta la traducción de RNAm a nivel ribosomal, por mecanismos aún desconocidos. Por
tanto es una activadora de la función ribosomal.
3.- A un ritmo más lento, aumenta también la velocidad del proceso de transcripción de
determinadas secuencias de DNA a RNAm, que favorece el aumento de la síntesis de una vasta
red de enzimas que intervienen en el metabolismo de carbohidratos, grasas y proteínas.
EFECTO ESPECÍFICO DE LA INSULINA SOBRE EL METABOLISMO DE LAS
PROTEÍNAS Y EL CRECIMIENTO
4.- Inhibe el catabolismo de las proteínas, posiblemente por algún
efecto inhibidor en los lisosomas celulares.
5.- Reduce la tasa de gluconeogénesis hepática, mediante la
reducción de la actividad de las enzimas que intervienen en la
gluconeogénsis hepática a partir de aminoácidos, preservando así
los aminoácidos para la síntesis proteica.
Por tanto, puede decirse que actúa facilitando la síntesis de
proteínas y evitando su descomposición.
Casi todos los depósitos de proteínas en las células se detienen cuando falta la
insulina.
Se produce un aumento del catabolismo proteico celular, cesa la síntesis de proteínas
y se vierten enormes cantidades de aminoácidos al plasma sanguíneo. Estos
aminoácidos se emplean ahora, enteramente en la gluconeogénesis o como fuente
energética directa.
Lo anterior trae un aumento en la producción de urea y eliminación de la misma por
la orina.
En la diabetes mellitus descompensada, esto puede traer debilidad muscular
extrema con diminución de la masa muscular, alteraciones de muchos aspectos del
metabolismo y caquexia.
LA CARENCIA DE INSULINA DETERMINA UN DESCENSO DE LAS 
PROTEÍNAS TISULARES Y UN AUMENTO DE LOS AMINOÁCIDOS 
PLASMÁTICOS 
Tanto la insulina como la hormona GH se necesitan actuando
juntas para que se efectúe el crecimiento. Ninguna de las dos por
separado garantiza que se produzca un crecimiento normal. Parece
ser que como cada una influye en la entrada de grupos específicos
de aminoácidos a la célula, las dos se complementan para la
disponibilidad de la totalidad de aminoácidos plasmáticos por las
células.
LA INSULINA Y LA HORMONA DEL CRECIMIENTO INTERACTÚAN
SINÉRGICAMENTE PARA PROPICIAR EL CRECIMIENTO
MÉCANISMO DE LIBERACIÓN DE LA INSULINA POR LAS 
CÉLULAS BETA DE LOS ISLOTES DE LANGERHANS
Cuando se produce una elevación de la concentración de glucosa en sangre
(glicemia) por encima de ciertos niveles, entra glucosa en grandes cantidades a
las células beta. Dicha entrada, considerablemente alta, de glucosa provoca una
aceleración de la glicólisis aerobia con la consiguiente formación de grandes
cantidades de ácido pirúvico que entra a las mitocondrias y acelera el ritmo de
trabajo del ciclo de Krebs-cadena respirtoria-fosforilación oxidativa. El resultado
es una inmensa cantidad de ATP producido, que va a determinar el cierre de
unos canales de K+ de la célula beta que se mantenían abiertos mientras la
producción de ATP no era tan elevada pero que ahora, con la alta producción del
mismo, se cierran al adherirse el ATP a dichos canales (canales de K+
dependientes de ATP). El cierre de dichos canales provoca un acumulo de K+
intracelular exagerado que ocasiona un aumento excesivo de cargas positivas del
lado citosólicode la membrana, provocando una DESPOLARIZACIÓN de la msma,
la que a su vez, ocasiona la apertura de canales de Ca2+ dependientes de voltaje
y la consiguiente entrada de este ión al citosol celular, donde el Ca2+ va
desencadenar la liberación e la insulina previamente producida y almacenada en
la célula beta (ver figura de diapositiva anterior).
GLUCAGÓN Y SUS FUNCIONES
Es una hormona secretada por las células alfa de los islotes de
Langerhans, cuando la glicemia desciende, cumpliendo con varias
funciones opuestas a las de la insulina. La función más importante
de esta hormona va ser la de elevar las concentraciones de glucosa
en sangre. Es una hormona polipeptídica con un peso molecular de
3485 ycompuesto por una cadena polipeptídica de 29 aminoácidos.
Cuando se le administra una inyección de glucagón a un animal de
experimentación se produce una hiperglicemia intensa. Por ello se le
considera como una hormona HIPERGLICEMIANTE al contrario de la
insulina.
EFECTOS DEL GLUCAGÓN SOBRE EL METABOLISMO DE LA GLUCOSA
1.- Descomposición del glucógeno hepático (glucogenólsis).
2.- Aumento de la gluconeogénesis hepática.
Ambos efectos aumentan la disponibilidad de glucosa hacia los demás tejidos.
AUMENTO DE LA GLUCOGENÓLISIS Y DE LA GLICEMIA.
Estos efectos tienen la siguiente secuencia
(ver fig. próxima diapositiva) de hechos en cascada:
1.- El glucagón se une a los receptores de membrana e induce el aumento en la
síntesis de AMPc.
2.- El AMPc activa a la PKA (proteincinasa A).
3.- La PKA, a su vez, activa a la fosforilasa b cinasa, que se transforma a su forma
activa, fosforilasa a cinasa.
4.- La fosforilasa a cinasa inicia la descomposición del glucógeno en glucosa-1-
fosfato.
5.- La glucosa-1-fosfato es desfosforilada entonces a glucosa libre que difunde fuera
del hepatocito a la sangre.
Esta secuencia de acontecimientos se
desarrolla en forma amplificada donde
una pequeña cantidad de hormona
glucagón es capaz de provocar una
enorme respuesta hiperglicemiante y
constituye a suvez, uno de los
mecanismos de transducción de
señales moleculares mejor conocidos
donde el AMPc demuestra su rol como
sustancia “segundo mensajero”.
EL GLUCAGÓN AUMENTA LA
GLUCONEOGÉNESIS
El glucagón aumenta la velocidad de
absorción de los aminoácidos por los
hepatocitos y la conversión de muchos
de ellos en glucosa mediante la
gluconeogénesis.
Todo esto depende de la activación de muchas enzimas de gluconeogénsis, sobre todo del
sistema transformador del ácido pirúvico en fosfo-enol-pirúvico, etapa limitadora de la
gluconeogénesis.
Los demás efectos del glucagón se manifiestan sólo cuando su
concentración aumenta muy por encima del máximo que
comunmente alcanza en sangre.
El efecto más importante es la activación de la enzima lipasa de
las células adiposas ( HSL, la misma que la insulina mantenía
inhibida), que permite que aumente la disponibilidad de ácidos
grasos libres, a partir de los triglicéridos acumulados en los
adipocitos.
Además inhibe el depósito de triglicéridos en el hígado evitando
que los hepatocitos capten los ácidos grasos de la sangre y exista
mayor disponibilidad de los mismos para las demás células del
organismo.
OTROS EFECTOS DEL GLUCAGÓN
La hiperglicemia es el efecto más importante que controla la producción
de glucagón.
El descenso de la glicemia en ayuno hasta cifras de 50 mg/100ml o
menos aumenta varias veces la concentración de glucagón sanguínea,
mientras que el ascenso de la concentración de glucosa en la sangre
hasta valores hiperglicémicos, reduce el glucagón del plasma.
Los aminoácidos elevados en sangre, después de una comida abundante
en proteínas también aumenta la producción de glucagón.
El ejercicio también se ha comprobado que incrementa la producción de
glucagón.
REGULACIÓN DE LA SECRECIÓN DE GLUCAGÓN
Casi todos los factores relacionados con la ingestión de alimentos estimulan la secreción de somatostatina:
1) aumento de la glucemia;2) aumento de los aminoácidos; 3) aumento de los ácidos grasos,y 4) aumento
de la concentración de varias hormonas gastrointestinales
Liberadas desde la parte superior del aparato digestivo tras la ingestión de alimentos.
A su vez, la somatostatina ejerce numerosos efectos inhibidores:
1. La somatostatina actúa localmente sobre los propios islotes
de Langerhans y reduce la secreción de insulina y de glucagón.
2. La somatostatina reduce la motilidad del estómago, el duodeno y la vesícula biliar.
3. La somatostatina disminuye tanto la secreción como la
absorción por el tubo digestivo.
La somatostatina inhibe la secreción de glucagón e insulina
Efectos de la insulina sobre el organismo
La insulina es una 
hormona asociada a 
la abundancia
energética
Cuando ocurre un aflujo de energía, 
se segrega insulina para que el 
cuerpo pueda aprovechar la energía 
y propicie el almacenamiento para 
cuando disminuya.
La insulina posee
acciones rápidas, 
intermedias y diferidas
Rápidas: Incremento de
la captación celular de 
glucosa, aminoácidos y K
Intermedias: estimulación de la
síntesis de proteínas, inhibición de la 
descomposición de proteínas, 
activación-inactivación de enzimas
Diferidas: Aumento de
la transcripción
Casi todas las acciones
de la insulina se deben 
a la autofosforilación 
de los receptores
La insulina no media 
segundo mensajero, sino 
que transmite sus
señales por 
autofosforilación 
intracelular del
receptor.
El receptor de la 
insulina es un
tetrámero
2 subunidades
α 
extracelulares
2 subunidades
ß 
intracelulares
Efecto de la insulina sobre el metabolismo
de los glúcidos
La insulina 
fomenta la 
captación y el 
metabolismo de 
la glucosa en el 
músculo
Un efecto directo es la facilidad de la difusión de 
la glucosa al músculo, ↑ los transportadores de 
glucosa. Allí, la glucosa se oxida y almacena 
como glucógeno.
Esta captación se reduce al momento 
posprandial y durante el ejercicio
La insulina 
fomenta la 
captación y el 
almacenamiento 
de la glucosa en 
el hígado e 
inhibe su 
producción, 
además
Aumenta el flujo de glucosa a las
células
Aumenta la síntesis de glucógeno, por 
glucógeno sintasa
Disminución de la producción hepática de 
glucosa, al inhibir la gluconeogenia
Estimula la síntesis de Á. grasos por dos
caminos:
Conversión de glucosa a Acetil-CoA
Conversion de acetil-Coa a malonil-Coa y éste a lípidos
La insulina facilita la entrada de glucosa a 
los adipocitos
Los mecanismos son similares, pero la glucosa se utiliza para convertirlaa
glicerol y esterificar los Á. grasos
La insulina posee poco efecto sobre la captación 
de la glucosa y uso por el cerebro
La insulina no afecta la captación de glucosa encefálica, pero 
puede afectar los niveles de glucosa plasmática, y reducirla 
excesivamente puede originar shock hipoglucémico
Efectos de la insulina sobre el 
metabolismo de las grasas
La insulina potencia el 
almacenamiento de los Á. 
grasos en el tejido adiposos 
e inhibe su movilización
La insulina inhibe la lipasa sensible a las hormonas
La insulina aumenta el transporte de glucosa
La insulina induce la lipoproteína lipasa
La insulina fomenta la 
síntesis de los Á. grasos e 
impide su oxidación 
hepática
La insulina fomenta la síntesis de ácidos grasos a partir de glucosa y se esterifica para formar triglicéridos
La malonil-CoA inhibe la carnitina aciltransferasa, que lleva los Á. grasos a las mitocondrias para su ß-oxidación, 
la insulina es antiacetógena
Efectos de la insulina en el 
metabolismo proteico
La insulina es una hormona, que aumenta la captación de aminoácidos a la célula, además de aumento la 
síntesis proteica
Además inhibe el catabolismo proteico y la liberación de aminoácidos, por lo que resulta fundamental para el
crecimiento
Regulación de la secreción de insulina
La glucosa es el regulador más 
importante de la secreción de 
insulina
Existen varios factores, pero el 
fundamental es la glucemia
Cuando la glucosa pasa el 
metabolismo basal, se activa 
por RTA negativaDiversos estímulos tambien 
aumentan la secreción de 
insulina
Aumento de aminoácidos, Arg, 
Lis, Leu, Ala.
Hormonas gastrointestinales, 
como polipeptido inhibidor 
gástrico y polipéptido afín al 
glucagón 1, que se liberan 
después de la comida
Hormonas como el cortisol y 
GH, por antagonismo y 
hiperglucemia
Sistema nervioso autónomo, 
ambas divisiones, la 
estimulacion ß aumenta la 
secreción y la α la inhibe. La 
estimulacion parasimpática 
estimula el páncreas
El glucagón y sus funciones
Casi todas las acciones del glucagón se obtienen por activación de la adenilatociclasa
•Los efectos principales se oponen a los de la insulina, con mediador el AMPc que activa la proteína cinasa A
El glucagón fomenta la hiperglucemia
•Estimula la glucogenólisis, por la glucógeno fosforilasa
•Inhibe la glucólisis, por inhibición de la fosfofructocinasa y piruvatocinasa
•El glucagón estimula la gluconeogenia
El glucagón es una sustancia cetógena
•Inhibe la acetil-CoA carboxilasa
Regulación de la secreción de glucagón
•La glucosa es el regulador principal de la secreción, con antagonismo con la glucosa.
•Los aminoácidos también estimulan el glucagón, para evitar la hipoglucemia
•El ayuno y el ejercicio estimulan la secreción de glucagón e insulina, para evitar descensos importante de la glucemia, y 
con la estimulación simpática
La somatostatina inhibe la 
secreción de glucagón e insulina
La somatostatina se sintetiza en las C. 
delta del páncreas, en el intestino y 
el hipotálamo, donde actúa como 
hormona hipofisótropa
En el páncreas, su secreción se 
estimula ante la elevación de glucosa, 
aminoácidos y Á. grasos y otras 
hormonas digestivas
La somatostatina inhibe la motilidad, 
la secreción y absorción 
gastrointestinales, y potente inhibidor 
de la secreción de insulina y glucagón
Retrasa la asimilación de nutrientes y 
su utilización por el hígado y tejidos 
periféricos
Diabetes Mellitus
Diabetes mellitus I
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ß
•Se puede deber a destrucción inmune 
o infecciones virales
•Se detecta en la infancia
•Los rasgos fisiopatológicas son:
•Hiperglucemia
•Disminución de las proteínas
•Disminución de los depósitos de
grasa
•Quedan secuelas como
•Glucosuria, hipovolemia e
hipotension
•Hiperosmolaridad
•Hiperfagia con adelgazamiento
•Acidosis con evolución hacia el 
coma diabético
•Hipercolesterolemia y
ateroesclerosis
Diabetes mellitus II
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D
M
II
•Es el 90% de los casos y se relacion con la
obesidad
•Este tipo se caracteriza por la incapacidad 
o menor capacidad a los tejidos de 
responder a la insulina, por lo tanto las 
células ß están sanas
•Suele aparecer en el adulto
•La hiperglucemia es el mayor efecto, los 
efectos sobre la grasa y proteínas son 
reducidos
•La restricción calórica y el adelgazamiento 
mejoran los cuadros, pero en las etapas 
finales se precisa tratamiento insulínico