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METABOLISMO DE LA GLUCOSA NIVELES DE GLUCOSA PLASMÁTICOS (GLICEMIA) Normal: 60-110 mg/dL Hiperglicemia: sobre 110 mg/dL (se puede deber a algún alimento que se consumió en ese momento o a una hiperglicemia prolongada por una diabetes asociada u otras fuentes). Hipoglicemia: 60-30 mg/dL. Coma hipoglicémico: Bajo 30 mg/dL (se puede deber a un ayuno prolongado o puede ser indicio de que estamos frente a una resistencia a la insulina o diabetes). Concentración de glucosa (mg/dL) Hiperglicemia Hipoglicemia Coma hipoglicémico Normal (en ayunas) Diagnóstico de nivel de ayuno para la diabetes Umbral renal (nivel aproximado al que aparece la glucosa en la orina) MONITORES DE GLICEMIA Existen diferentes sitios de punción, pero por lo general se punciona el lado lateral del dedo. En caso de tener las manos frías se debe hacer una masaje o frotarlas para mejorar la circulación sanguínea porque si se punciona el dedo frío se genera una vasoconstricción y saldrá muy poca sangre y el glucómetro no la detecte. CURVA DE TOLERANCIA A LA GLUCOSA Se consume una solución de 75 gramos de glucosa. Se toman muestras de sangre a los 30 min, 1 hrs, 2 hrs, etc. El examen dura 4 a 6 horas. La glicemia va aumentando de acuerdo al alimento ingerido o se mantiene más constante si el alimento es bajo en glucosa. ¿Cómo cambiará esta curva al consumir alimentos? Ejemplo: Consumo de 4 galletas morocha y una caja de jugo de manzana. Ayuno de 11 horas. La glicemia aumenta notoriamente a las 30 minutos de consumir algo de alto poder glicémico. Posteriormente, se observa la capacidad compensatoria de la persona y vuelve a los niveles basales a los 90 minutos. METABOLISMO DE LA GLUCOSA Existen dos vías: Dieta. Gluconeogénesis. La glucosa es rápidamente transformada por las hexocinasa a glucosa 6-fosfato que se dirige en varias vías, la principal es la glicolisis para formar el ATP. Por otro lado, se tiene la vía de las pentosas que produce NADPH que forma parte de las vías energéticas de las células, y también cuando hay un exceso se forma glicógeno (reservorio de glucosa). Por otro lado, en el caso de la glucosa 6-fosfato se exporta a través de la sangre, y es lo que se mide mediante los exámenes sanguíneos. Dieta Gluconeogénesis Glucosa Glucosa 6-fosfato Glucosa exportada por la sangre (Rápida) Hexocinasas (Exceso) Glicógeno Glucosa 1-fosfatoGlicolisis Glucosa 6-fosfato Ribosa 5-fosfato Vía de las pentosas fosfato NADPH ATP Piruvato REGULACIÓN SISTÉMICA DE LOS NIVELES DE GLUCOSA La homeostasis de los niveles de glucosa se deben principalmente a los reservorios en el hígado y a las células de los islotes pancréaticos. Cuando los niveles de glucosa en sangre están altos, por ejemplo después de comer una comida rica en carbohidratos, se produce la estimulación de las células β-pancreáticas para que liberen insulina en la sangre, cuando se libera la insulina el hígado capta la glucosa y la almacena como glucógeno y también las células del cuerpo absorben más glucosa, el nivel de glucosa en sangre comienza a disminuir hasta alcanzar un punto fijo y disminuye el estímulo para la liberación de insulina. Cuando los niveles de glucosa en sangre están bajos, por ejemplo después de saltarse una comida, se produce estimulación de las células α-pancreáticas para liberar glucagón a la sangre, el hígado degrada el glucógeno y libera glucosa a la sangre, lo que genera que el nivel de glucosa en sangre aumente hasta cierto punto y disminuye el estímulo para la liberación de glucoagón. Insulina Alto Bajo Estimulación de las células beta pancreáticas para que liberen insulina en la sangre Las células del cuerpo absorben más glucosa El hígado capta la glucosa y la almacena como glucógeno Homeostasis: Nivel de glucosa en sangre El nivel de glucosa en sangre desciende hasta un punto fijo; disminuye el estímulo para la liberación de insulina Estímulo: Nivel de glucosa en sangre en reposo (por ejemplo después de comer una comida rica en carbohidratos) Estímulo: Eliminación del exceso de glucosa de la sangre Nivel bajo de glucosa en sangre (después de saltarse una comida) El nivel de glucosa en sangre aumenta hasta un punto determinado; disminuye el estímulo para la liberación de glucagón El hígado degrada el glucógeno y libera glucosa a la sangre Glucagón Células alfa pancreáticas estimuladas para liberar glucagón a la sangre https://www.emojimore.com/es/letra-minuscula-griega-alfa/ Células δ (10%) Somatostatina Células α (20%) Glucagón Células β (65%) Insulina ISLOTES PANCREÁTICOS Los islotes de Langerhans están formados principalmente por las células beta (65%), células alfa (20%) y células delta (10%). Marcador para insulina (rojo): Los islotes están altamente formados por las células beta. https://www.emojimore.com/es/letra-minuscula-griega-alfa/ SÍNTESIS Y SECRECIÓN DE INSULINA Hay una alta participación del Aparato de Golgi donde se forma la forma tridimensional de la insulina y sale a través de las vesículas secretoras por una señal de liberación al espacio extracelular. La insulina entra a la célula porque tiene receptores, y estos receptores son los que permiten la entrada de glucosa. Siempre la insulina y la glucosa son como hermanas, si una aumenta la otra probablemente también, y si una disminuye la otra igual. La hormona se mueve en la circulación y se transporta hasta la célula blanco. Se observa un perfil de secreción de insulina (24 hrs). La insulina no es constante, durante el día genera picks, y al final del día genera disminuciones. Receptor de insulina Para iniciar sus efectos sobre las células diana, la insulina primero se une y activa una proteína receptora de membrana. Es el receptor activado, no la insulina, el que provoca los efectos posteriores. El receptor de insulina es una combinación de cuatro subunidades unidas por enlaces disulfuro: dos subunidades alfa que se encuentran completamente fuera de la membrana celular y dos subunidades beta que penetran a través de la membrana y sobresalen en el citoplasma celular. La insulina se une a la subunidad alfa de su receptor, lo que provoca la autofosforilación del receptor de la subunidad beta, que a su vez induce la actividad de la tirosina quinasa. La actividad de la tirosina quinasa del receptor inicia una cascada de fosforilación celular que aumenta o disminuye la actividad de las enzimas, incluidos los sustratos del receptor de insulina, que median los efectos de la glucosa en el metabolismo de la glucosa, las grasa y las proteínas. Por ejemplo, los transportadores de glucosa se trasladan a la membrana celular para facilitar la entrada de glucosa en la célula. La glucosa estimula la secreción de insulina en la célula beta del páncreas Aquí se observa la entrada de la glucosa a través de los GLUT2, se recepciona la glucosa y se tienen los reservorios de insulina. La liberación de insulina es a través de un proceso bifásico. Se libera tras la absorción de glucosa. La cantidad inicial liberada depende de la cantidad disponible en el almacenamiento. La segunda fase de liberación de insulina se inicia cuando se agota la insulina almacenada. Dado que la insulina tiene que ser sintetizada, procesada y secretada durante el período en que los niveles de glucosa en sangre son altos, por lo tanto, la segunda liberación se prolonga. También las células beta tienen que regenerar las reservas de insulina inicialmente agotadas en la fase de respuesta rápida. Regulación de los niveles de insulina plasmáticos (insulinemia) Cuando la glucosa es alta en sangre hay estimulación de las células beta pancreáticas, aumenta la secreción de insulina y por lo tanto aumento de la entrada de glucosa, esto disminuye la glucosa en sangre, hace un feedback negativo. La glucosa que entró a la célula se puede transformar en glucógeno ya sea en el músculo esquelético o en el hígado, o transformarse en triglicéridos e irse al tejido adiposo. Cuando tenemos hambre lo primero que vamos a dividir para generarnueva energía es glucógeno y lo último es la grasa. GLUCAGÓN Aumenta la glucosa en sangre. Saca la glucosa de la célula y aumenta la glucosa sanguínea en caso de una hipoglicemia. Acción del glucagón El glucagón llega al hígado y se une a receptores acoplados a proteína G. La proteína G reemplazará la molécula de GDP que lleva por una de GTP, lo que provoca una modificación de la proteína liberando su subunidad alfa que desencadena una cascada de reacciones que acabarán con la formación de glucosa. La subunidad alfa activa la adenilato ciclasa a partir de ATP, que lo convertirá en AMPc. El AMPc se une a la enzima cinasa A (PKA), la que está involucrada en el metabolismo de lípidos, además del metabolismo de glucógeno y glucosa. PKA al unir AMPc se disocia en dos subunidades la R (reguladora que mantiene la enzima no funcional) y la C (catalítica). Una vez la subunidad C es liberada fosforilará para activar a la fosforilasaquinasa. A su vez, esta fosforilará a la fosforilasa b del glucógeno. La fosforilación activará el enzima (denominada fosforilasa a) la cual ya degrada el polímero de glucógeno liberando moléculas individuales de glucosa (glucosa-1-fosfato) que podrán entrar en la glucolisis para la obtención de energía. RELACIÓN INVERSA ENTRE SECRECIÓN DE INSULINA Y GLUCAGÓN Es inversamente directa, la secreción de glucagón al aumentar disminuye proporcionalmente la secreción de insulina de acuerdo a la concentración de glucosa en sangre. EJE HIPOTÁLAMO-HIPÓFISIS-TIROIDES HIPOTÁLAMO En el hipotálamo se encuentran todas las hormonas liberadoras. Inervaciones neuronales asociadas al hipotálamo En la eminencia media hay un entrecruzamiento, donde hay un almacenamiento y liberación de las hormonas "liberadoras de". RH: hormona liberadora de... IH: hormona inhibidora de... NEUROHIPÓFISIS La neurohipófisis está irrigada por la arteria hipofisiaria inferior cuyo plexo capilar rodea los botones terminales de los axones de las neuronas provenientes de las áreas supraóptica y paraventricular del hipotálamo. Estas terminaciones constituyen la fuente inmediata de las neurohormonas peptídicas: Hormona antidiurética (ADH). Oxitocina (OCT). También libera neurotransmisores como la dopamina. ADENOHIPÓFISIS La eminencia media está irrigada por la arteria hipofisiaria superior. Su plexo capilar rodea los botones terminales de los axones de diversas neuronas hipotalámicas. El plexo capilar de la eminencia media forma una sistema porta que desciende hacia la adenohipófisis. Este sistema da nuevamente origen a un segundo plexo capilar fenestrado. Las hormonas liberadoras e inhibidoras transportadas desde la eminencia media salen del segundo plexo y regulan la secreción de un selecto grupo de células endocrinas. TIROIDES Y PARATIROIDES La glándula tiroides se sitúa en la zona cervical y pesa alrededor de 20 g. Las cuatro glándulas paratiroides se sitúan detrás de la tiroides y su peso total es de 130 mg. Está relacionada con el control del calcio. Hormonas tiroideas: Tiroxina (T4, tetraiodotironina). Triiodotironina (T3). Calcitonina. T3 y T4 contienen yodo. Folículo tiroideo La unidad funcional de la tiroides es el folículo tiroideo el cual está formado por células epiteliales endocrinas dispuestas en esfera que rodea un núcleo no celular de material proteínico llamado coloide, el cual ocupa el 30% de la masa tiroidea. Su función es almacenar las hormonas tiroideas. Regulación hipotalámico La síntesis y liberación de hormonas tiroideas están reguladas por retroalimentación negativa del eje hipotálamo-hipófisis-tiroides. TRH actúa sobre los tirotrofos de la adenohipófisis estimulando la liberación de TSH desde la hipófisis. La estimulación del receptor de TSH estimulará todos los procesos relacionados con la síntesis de las hormonas tiroideas. Al aumentar la concentración de TRH hay un incremento exponencial de la liberación de la hormona estimuladora de la tiroides. Tienen un tiempo de activación más lento. Factores que estimulan la síntesis y secreción de TRH: Disminución de T4, T3 e intraneuronal de T3.1. Secreción pulsátil y ritmo circadiano. 2. Frío.3. Estimulación α adrenérgica.4. Factores que inhiben la síntesis y secreción de TRH: Incremento de la conversión intraneuronal de T4 a T3.1. Bloqueadores α adrenérgicos.2. Durante la noche se genera la mayor cantidad de TSH. Factores que estimulan la síntesis y secreción de TSH: TRH.1. Disminución de T4 y T3 y de T3 en tirotropo.2. Disminución de deiodinasa tipo 2.3. Estrógenos (unión de receptor de TRH).4. Factores que inhiben la síntesis y secreción de TSH: Incremento de conversión de T4 a T3 en tirotropo.1. Incremento de deiodinasa tipo 2.2. Somatostatina.3. Dopamina.4. Glucocorticoides.5. Enfermedad crónica o aguda.6. Hipotálamo libera TRH. Hipófisis anterior libera TSH. Tiroides va tener dos efectos, el crecimiento de la tiroides (hiperplasia e hipertrofia) y control del feedback negativo sobre la hipófisis anterior. Biosíntesis de hormonas tiroideas Las hormonas tiroideas poseen Iodo. La síntesis es intra y extracelular. La hormona se almacena en el coloide. T4, principal producto de secreción, no es la hormona más activa (la hormona activa es la T3). Los tejidos efectores convierten T4 en T3. ¿Cuántos tipos de deiodinasa hay? Deiodinasa tipo 1: está en el coloide y en las células blanco de las hormonas tiroideas. Deiodinasa tipo 2: está a nivel neuronal. Deiodinasa tipo 3: es poco conocida, forma la T3 invertida. La concentración de ioduro es alta en el folículo, esto se logra utilizando un mecanismo de transporte activo de simporte con sodio (NIS). Por cada un yodo que entra, entran a favor de gradiente dos sodios. TPO (peroxidasa tiroidea) Síntesis en RER. Oxidación del yodo. Incorporación de yodo a los residuos de tiroglobulina. Acoplamiento de DIT (diyodotirsoina) y MIT (monoyotirosina) No tiene función clara. Síntesis de hormonas tiroideas Entra el yodo junto con dos sodios a través del NIS por la zona apical. Entra y cruza a través de la célula y pasa al coloide a través de la pendrina. El yodo se oxida de 1 a 1° para que se una a la cadena de la tiroglobulina para formar el DIT (2 yodos) y el MIT (1 yodo). La cadena de la tiroglobulina soporta o permite el anclaje del DIT y el MIT. La unión de dos DIT forma la T4 y la unión de un DIT y un MIT forman la T3. Entonces, la T4 y la T3 se forman como anclaje asociado a la cadena principal de la tiroglobulina, es una proteína principalmente de soporte, pero que permite la formación de las hormonas tiroideas. Las hormonas deben salir del coloide, y salen a través de vesículas. La TSH sigue haciendo su trabajo, estimula la endocitosis de la tiroglobulina yodada hacia la célula folicular desde el coloide. Dentro de la vesícula hay lisoendosomas que tienen activad catalítica, generan proteólisis. La TSH estimula la proteólisis a través de los lisoendosomas de la tiroglobulina yodada para liberar la T4 y la T3 en el lumen del lisoendosoma. La TSH estimula la secreción de T4 y T3 hacia la circulación. Factores que estimulan la síntesis y secreción de hormonas tiroideas Estimulatorios: TSH.1. Anticuerpos estimuladores del receptor de TSH.2. Inhibitorios: Anticuerpos bloqueadores del receptor de TSH.1. Exceso de yodo.2. Litio.3. Producción y almacenamiento de hormonas tiroideas Entra el yodo a través del NIS al plasma. La peroxidasa permite la oxidación del yodo ocupando peróxido de hidrógeno. El yodo se une a la tiroglobulina y forma el MIT y el DIT. Unión de 1 MIT y 1 DIT forman la T3. Unión de 2 DIT forman la T4. T3 y T4 siguen unidas dentro del coloide a la tiroglobulina. Todo este complejo se endocita y finalmente hace lisis con el lisoendosoma y se libera la T3 y T4 al plasma. Mecanismo de acción de T3 La T3 tiene receptores intranucleares por lo tanto tienen una acción directa sobre el DNA, transcripción y genes de respuesta. La T3 y T4 no necesitan ningún componente para pasar a través de la membrana plasmáticay membrana nuclear, pasan y se unen a sus receptores. Activan la transcripción génica de: El crecimiento. Desarrollo del sistema nervioso central. A nivel cardiovascular (aumento del gasto cardíaco, aumento del volumen sanguíneo tisular, aumento de la frecuencia cardíaca, aumento de la respiración). Metabolismo (aumento de la absorción de la glucosa, aumento de la lipolisis, etc.) PROCESO HIPOTIROIDISMO HIPERTIROIDISMO Velocidad de metabolismo Disminuida Elevada Producción de calor Intolerancia al frío Intolerancia al calor Metabolismo de carbohidratos y grasas Ganancia de peso Pérdida de peso Desarrollo óseo Desarrollo anormal delencéfalo y esqueleto Osteoporosis prematura Crecimiento Piel y cabello seco Exoftalmos Sistema cardiovascular Pulso lento Pulso acelerado ypalpitaciones Sistema nervioso y endocrino Disminuye sudoración, letargo, somnolencia, oligomenorrea Aumento de sudoración, irritabilidad, insomnio, menorragia Hipotiroidismo e Hipertiroidismo Efectos fisiológicos de las hormonas tiroideas Mielinización del SNC.1. Desarrollo fetal.2. Consumo de 02.3. Producción de calor.4. Contracción diastólica del corazón.5. Mantiene control hipóxico e hipercápnico del centro respiratorio.6. Incrementa TMB.7. Incrementa síntesis de enzimas metabólicas.8. Estimula el crecimiento esquelético y reabsorción ósea.9. Estimula catabolismo proteico en músculo esquelético.10. Aumenta la contracción muscular esquelética.11. Estimula la gluconeogénesis y glucogenólisis hepática. 12. Aumenta los receptores LDL hepáticos.13. Incrementa la lipolisis.14. Incrementa la tasa de recambio hormonal y de drogas.15. Favorece la secreción de las hormonas de la pituitaria anterior. 16.
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