CAP 79- fisio- Insulina, glucagón y diabetes mellitus

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Insulina, glucagón y diabetes mellitus 
Gabriela Rossi Campos 1 
 
FISIOLOGIA 2- Cap 79 
ANATOMIA FISIOLOGICA DEL PANCREAS 
 
Compone 2 grandes tejidos: 
Ácinos: secretan jugos digestivos en duodeno 
Islotes de Langerhans: secretan insulina y 
glucagón en sangre 
Páncreas: 
• 1 a 2 millones de islotes de 
Langerhans; 
• 0,3 mm de diámetro; 
• Organizan en torno a pequeños 
capilares, vierten sus hormonas; 
3 tipos fundamentales de células que 
diferencia por características 
morfológicas y tinción: 
• Alfa: 25% secretan glucagón; 
• Beta: 60% da totalidad, se encuentran 
todo en el centro de cada uno y 
secretan insulina y amilina; 
• Delta: 10% secretran somatostatina; 
Células PP: produce polipéptido 
pancreático. 
INSULINA Y SUS EFECTOS METABOLICOS 
Banting y Best aislaron por primera vez la 
insulina del páncreas en 1922; 
Históricamente, la insulina se ha asociado 
al azúcar de la sangre y esta hormona ejerce 
efectos profundos sobre el metabolismo de los 
hidratos de carbono. 
Causas de muerte de los enfermos diabéticos 
se deben a alteraciones del metabolismo 
lipídico. 
La insulina influye en el metabolismo de los 
lípidos y de las proteínas casi tanto como 
en el de los glúcidos. 
INSULINA ES HORMONA ASOCIADA A 
ABUNDANCIA DE ENERGIA 
Secreción de insulina se asocia a la 
abundancia energética. 
Si se consumen hidratos de carbono en exceso, 
estos se depositarán principalmente como 
glucógeno en el hígado y en los músculos. 
Exceso de carbohidratos que no puede 
almacenarse como glucógeno se convierte en 
grasa. 
La insulina ejerce un efecto directo para 
absorban más aminoácidos y los transformen 
en proteínas. 
Hormona inhibe la degradación de las 
proteínas intracelulares. 
QUIMICA Y SINTESIS DE INSULINA 
Insulina es una proteína pequeña; 
Peso molecular de 5.808; 
Compone: 2 cadenas de aa, unidas por enlaces 
disulfuro. Cuando se separan 2 cadenas, 
desaparece la actividad insulina. Primero, 
los ribosomas acoplados al retículo 
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endoplásmico traducen el ARN de la insulina 
y forman una preproinsulina. 
Preproinsulina: 
• Peso molecular 11.500; 
• Desdobla en el retículo endoplásmico e 
forma proinsulina; 
Proinsulina 
• Peso molecular 9.000 
• 3 cadenas de péptidos, A, B y C. 
• La mayor sigue escindiéndose en el 
aparato de Golgi para formar insulina, 
compuesta por la cadena A y B, cadena 
C, y péptidos, denominados péptidos de 
conexión. 
Aproximadamente el 5-10% del producto final 
secretado persiste en forma de proinsulina. 
Insulina liberada sangre circula de forma no 
ligada; su semivida es 6 min por término 
medio y desaparece de la circulación en unos 
10 a 15 min. 
Con excepción de la parte de insulina que se 
une a los receptores, el resto se degrada por 
efecto de la enzima insulinasa, en el hígado, 
riñones y en los músculos 
 
ACTIVACION DE RECEPTORES DE CELULAS 
EFECTORAS POR INSULINA Y EFECTOS 
CELULARES RESULTANTES 
El receptor de insulina es una combinación 
de cuatro subunidades, puentes disulfuro: 
• 2 subunidades alfa, totalmente fuera 
da MC; 
• 2 subunidades beta, atraviesan MC y 
sobresalen en el interior del 
citoplasma. 
El receptor de insulina es, receptor unido a 
enzima. 
La autofosforilación de las subunidades beta 
del receptor activa a una tirosina cinasa 
local, fosforila a otras muchas, sustratos 
del receptor de insulina (IRS, insulin-
receptor substrates). 
En los distintos tejidos se expresan tipos 
diferentes de IRS (p. ej., IRS-1, IRS-2, IRS-
3). 
Los efectos finales de la estimulación 
insulínica son los siguientes: 
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1. incremente de la captación de glucosa 
por MC de 80%, células musculares y 
adiposas, pero no las neuronas 
encefálicas. La glucosa, se fosforila 
de inmediato y sirve de sustrato los 
hidratos de carbono. 
2. MC + permeable para muchos 
aminoácidos, potasio y fosfato. 
3. 10 a 15 min efectos más lentos cambian 
la actividad enzimas metabólicas 
intracelulares. 
4. Efectos que duran horas o días, más 
lentos, cambios velocidad de 
traducción ARNm los ribosomas e 
transcripción del ADN del núcleo 
celular. 
 
HIGADO LIBERA GLUCOSA ENTRE COMIDAS 
1. El descenso de la glucemia hace que el 
páncreas reduzca la secreción de 
insulina; 
2. La falta de insulina anula todos los 
efectos depósito de glucógeno; 
3. La falta de insulina activa a la enzima 
fosforilasa, que produce la 
degradación de glucógeno a glucosa 
fosfato; 
4. La falta de insulina activa la enzima 
fosforilasa que descompone el 
glucógeno en glucosa fosfato para que 
pueda difundirse nuevamente en la 
sangre; 
FALTA EFECTO DE INSULINA SOBRE 
CAPTACION Y UTILIZACIÓN GLUCOSA POR 
ENCEFALO 
Encéfalo la insulina ejerce escaso 
efecto sobre su captación o 
utilización de la glucosa. Por el 
contrario las células encefálicas 
son permeables a la glucosa y 
aprovecharla sin intermediación de 
la insulina. 
Células encefálicas para conseguir 
energía sólo consumen glucosa. 
Resulta esencial mantener la 
glucemia por encima de determinados 
valores críticos siendo las 
funciones principales del sistema 
regulador de la glucemia. 
Glucemia desciende en exceso, hasta 
límites de 20 a 50 mg/100 ml, shock 
hipoglucémico. 
EFECTO INSULINA SOBRE METABOLISMO 
DE HIDRATOS CARBONO 
Favorece el transporte de glucosa y su 
utilización células del organismo. 
EFECTO INSULINA SOBRE METABOLISMO 
DE GRASAS 
Efecto a largo plazo de la falta de insulina, 
produce una aterosclerosis marcada con 
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infartos de miocardio, ictus cerebrales y 
otros accidentes vasculares. 
FACTORES QUE INCREMENTAN SINTESIS 
DE ÁCIDOS GRASOS EN EL HIGADO 
1. La insulina acelera el transporte de 
glucosa a los hepatocitos. Glucógeno 
alcanza el 5 al 6%, inhibe la nueva 
síntesis de glucógeno. Glucosa se 
degrada por la vía glucolítica; 
Piruvato convierte después en acetil 
coenzima. 
2. Con el ciclo del ácido cítrico se 
forma un exceso de iones citrato 
isocitrato, cuando se utilizan 
cantidades exageradas de glucosa con 
fines energéticos. 
3. Casi todos los ácidos grasos se 
sintetizan en el hígado y se emplean 
para formar triglicéridos. 
DEFICIENCIA DE INSULINA AUMENTA EL 
USO DE GRASA CON FINES ENERGETICOS 
El déficit de insulina provoca la lipólisis 
de la grasa almacenada, con liberación de los 
ácidos grasos libres. 
El déficit de insulina aumenta las 
concentraciones plasmáticas de colesterol y 
de fosfolípidos. 
El consumo exagerado de grasas durante la 
falta de insulina provoca cetosis y acidosis. 
 
EFECTO INSULINA SOBRE METABOLISMO 
DE PROTEINAS Y CRECIMIENTO 
La insulina facilita la síntesis y el 
depósito de proteínas. 
1. La insulina estimula el transporte de 
aa al interior de las células. 
2. La insulina aumenta la traducción del 
ARNm. 
3. Durante un período más largo, insulina 
acelera, transcripción de determinadas 
secuencias genéticas del ADN de los 
núcleos celulares. 
4. La insulina inhibe el catabolismo de 
las proteínas, amortigua la velocidad 
de liberación de los aa de células. 
5. Dentro del hígado, la insulina deprime 
el ritmo de la gluconeogenia. 
La insulina y la hormona del crecimiento 
actúan de manera sinérgica para promover el 
crecimiento. 
 
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MECANISMOS DE SECRECIÓN DE INSULINA 
 
CONTROL DE SECRECION DE INSULINA 
 
 
 
• Aumento de glucemia estimula de 
secreción de insulina. 
• Glucemia en ayunas es normal, 80 a 90 
mg/100 ml. 
• Secreción de insulina es minimo 25 
ng/min/kg de peso corporal. 
• Glucemia aumenta de forma repentina 
hasta 2 o 3 veces o valor normal. 
Secreción experimentara un gran ascenso en 
2 etapas: 
1. Concentración plasmática de insulina 
se eleva casi 10 veces en los 3 a 5 
min siguientes al incremento brusco de 
la glucemia. 
2. 15 min después del estímulo, la 
secreción de insulina aumenta por 
segunda vez y alcanza una meseta en 
las 2 a 3 h siguientes. 
HORMONAS GASTROINTESTINAIS 
Gastrina, secretina, colecistocinina y 
péptido insulinotrópico dependiente de 
glucosa, aumentan la secreción de insulina 
de forma moderada. Son liberadas por el tubo 
digestivo cuando la persona ingiere una 
comida. 
GLUCAGÓN Y SUS FUNCIONES 
Hormona secretada por las células alfa de los 
islotes de Langerhans cuando disminuye la 
glucemia y cumple varias funciones 
diametralmente opuestas a las de la insulina. 
Más importante elevar la concentración 
sanguínea de glucosa. 
Glucagón: 
• Polipéptido grande; 
• Peso molecular de 3.485; 
• Compuesto por una cadena de 29 aa; 
• Conoce como hormona hiperglucemiante; 
EFECTOS SOBRE METABOLISMO DE GLUCOSA 
Los principales efectos del glucagón sobre 
la glucosa consisten en: 
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1) Degradación del glucógeno hepático. 
2) Aumento de gluconeogenia hepática. 
Estos dos efectos aumentan mucho la 
disponibilidad de glucosa hacia los demás 
órganos. 
Esta secuencia sigue una cascada compleja 
de acontecimientos: 
1. Glucagón activa a adenilato ciclasa 
de membrana de hepatocitos. 
2. Determina la síntesis del monofosfato 
de adenosina cíclico. 
3. Activa a proteína reguladora de la 
proteína cinasa que ha estimula. 
4. Activa a la fosforilasa b cinasa, 
donde la transforma en fosforilasa a. 
5. Estimula la degradación del glucógeno 
a glucosa- 8-fosfato. 
6. Por último, desfosforila para que 
hepatocito libere glucosa. 
REGULACION DE SECRECION GLUCAGON 
• Hiperglucemia inhibe la secreción de 
glucagón, es factor + importante. 
• Lo efecto de concentración sanguínea 
de glucosa sobre secreción es 
exactamente opuesto de la insulina. 
• Ejercicio estimula la secreción de 
glucagón. 
• Ejercicio agotador cuadruplica o 
quintuplica a concentración sanguínea 
de glucagón y evita la caída de 
glucemia. 
• Factores podrían inducir glucagón 
durante ejercio es incremento de aa 
circulantes, extimulan b-andrenérgica 
de islotes de Langerhans. 
SOMATOSTATINA INHIBE SECRECION DE 
GLUCAGON E INSULINA 
Células delta de los islotes de Langerhans 
secretan la hormona somatostatina. 
• Polipéptido de 14 aa. 
• Semivida corta, de 3 min, en sangre. 
Factores relacionado con ingestión de 
alimentos estimulan la secreción: 
1. aumento de glucemia; 
2. aumento de aa; 
3. aumento de los ácidos grasos; 
4. aumento de la concentración de varias 
hormonas gastrointestinales tras la 
ingestión de alimentos; 
Somatostatina ejerce numerosos efectos 
inhibidores: 
1. actúa islotes de Langerhans y reduce 
la secreción de insulina y de 
glucagón. 
2. reduce la motilidad del estómago, el 
duodeno y la vesícula biliar. 
3. disminuye tanto la secreción como la 
absorción por el tubo digestivo. 
PQ LA GLUCEMIA NO SE ELEVA EN EXCESO 
1. Glucosa puede ejercer una presión 
osmótica LEC y si aumentara hasta 
valores exagerados, provocaría una 
importante deshidratación celular; 
2. Glucosa es excesiva, se produce una 
pérdida de aquella por la orina; 
3. Pérdida provoca una diuresis osmótica 
renal que hace descender los líquidos 
y electrólitos orgánicos; 
4. Ascenso da glucemia causa daños en 
muchos tejidos, sobre todo en los 
vasos sanguíneos; 
Lesiones vasculares, junto con una 
diabetes mellitus no controlada: ataques 
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al corazón, ictus, insuficiencia renal 
terminal y ceguera. 
DIABETES MELLITUS - DM 
Síndrome caracterizado por la alteración del 
metabolismo de hidratos de carbono, grasas, 
proteínas y por falta de insulina. 
DM TIPO 1 
Diabetes mellitus insulinodependiente (DMID) 
Deficiencia de producción de insulina por 
células beta del páncreas. 
Infecciones víricas y los trastornos 
autoinmunitarios contribuir a la destrucción 
de las células beta en enfermos con DM1. 
Algunos casos podría existir una tendencia 
hereditaria a la degeneración de las células 
beta. 
Mayormente aparecen en adolescentes y 
jóvenes. 
Pude iniciar de forma brusca en días o 
semanas, pose 3 manifestaciones 
fundamental: 
1. Hiperglucemia; 
2. Aumento de utilización de grasas con 
fines energéticos y para la síntesis 
de colesterol en el hígado; 
3. pérdida de las proteínas orgánicas; 
5-10% de las personas con DM tipo I de la 
enfermedad. 
Concentración sanguínea de glucosa aumenta 
muchísimo DM. 
Reducción de la eficacia de la utilización 
de glucosa periférica, aumentando la 
concentración de 300 a 1200 mg / 100 ml. 
El aumento de glucosa en sangre produce una 
rápida pérdida de glucosa en la orina. 
Umbral: cuando la glucosa en sangre aumenta 
por encima de 180 mg / 100 ml y aparece en 
la orina. 
Los aumentos de 300-500 mg / 100 ml son 
valores habituales para las personas con 
diabetes no tratada. Pierden 100 mg de 
glucosa / día en la orina. 
El aumento de glucosa en sangre causa 
deshidratación. 
La diabetes mellitus aumenta la utilización 
de grasas y produce acidosis metabólica. 
DM TIPO 2 
NO insulinodependente (DMNID); 
Resistência a los efectos metabólicos de la 
insulina; 
Mucho más frecuente que la de tipo I; 
90% de todos los casos de DM; 
Manifiesta después de los 30 años, sobre todo 
entre los 50 y 60 años; pero hay uno aumento 
progresivo del número de pacientes más 
jóvenes, algunos menores de 20 años; 
Desarrolla de manera gradual; 
Factor de riesgo obesidad tanto en los niños 
como en los adultos; 
Síndrome metabólico: resistencia a la 
insulina y alteración del metabolismo de la 
glucosa. 
Caracterizado por: 
• Obesidad, sobre todo con acumulación 
de grasa abdominal 
• Resistencia a la insulina; 
• Hiperglucemia en ayunas 
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• Anomalías lipídicas (aumento de 
triglicéridos y colesterol junto con 
lipoproteínas de alta densidade 
• Hipertensión 
 
FISIOLOGIA DEL DX DE DM 
Glucosa en ayunas: las primeras horas de la 
mañana oscila entre 80-90 mg / 100 ml. El 
límite superior de normalidad es 110 mg / 100 
ml. 
Glucosa en sangre en ayunas = o> 126 mg / 
dl indica diabetes / resistencia a la 
insulina. 
La insulina plasmática en la diabetes tipo I 
es muy baja / indetectable incluso después 
del desayuno. En la diabetes tipo II está 
elevado. 
Prueba de tolerancia a la glucosa: ingesta 
de 1 g de glucosa por kg en ayunas, la glucosa 
en sangre aumenta de 90 mg / 100 ml a 120-
140 mg / 100 ml y vuelve a la normalidad en 
2 horas.