Insulina y pancreas

8/19/2019 Insulina y pancreas

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INTRODUCCIÓN

El páncreas produce:

• Una secreción exocrina (jugo pancreático de las células asinares)• Secreciones endócrinas (Glucagón e insulina de los islote pancreáticos) que pasan a la

sangre.

Los islotes pancreáticos desempe an el principal papel en el meta!olismo de los "idratos decar!ono# el $%& de las células de los islotes son células ' que producen glucagón# el &corresponde a células * productoras de insulina + el , & está -ormado por células li!eradorasde somatostatina. Entre estas "ormonas existe una interacción parácrina que in-lu+e so!re suproducción + su secreción.

Las -unciones de las "ormonas pancreáticas son:

,. 'lmacenar los alimentos ingeridos en -orma de glucógeno + grasas (insulina)$. /ol0er a mo0ili1ar las reser0as energéticas durante la -ase de "am!re o durante el tra!ajo#en situaciones de estrés. (Glucagón# adrenalina).

2. 3antener la glucemia relati0amente constante durante estos procesos.

La insulina "umana tiene un peso molecular de %.4 5 + está compuesta por dos cadenaspolipept6dicas unidas por dos puentes disul-uro. La cadena '# más corta# está constituida por $,

aminoácidos + la cadena *# más larga# está compuesta por 2 aminoácidos. En las células !eta lainsulina es sinteti1ada a partir de un precursor de una cadena 7nica larga designada comoproinsulina# la 0ida media es corta (entre die1 minutos + tres "oras# se li!era del páncreas# 0a a la0ena porta# llega al "6gado donde un % & se retiene + en su ma+or6a se degrada all6. 89ncrementala acti0idad + estimula la s6ntesis de la glucosinasa# -a0oreciendo la utili1ación de la glucosa.

'lgunas de sus -unciones son:

• 'umenta la 06a de las pentosas que aportan ' ;< al estimula a la glucosa= =-os-ato

des"idrogenasa.• 'umenta la glucólisis por estimulación de la glucocinasa# -os-o-ructocinasa 9 + de la

piru0atocinasa.• >a0orece la s6ntesis del glucógeno# estimulando la acti0idad de la glucógeno sintasa (GS).• ?educe la gluconeogénesis# al disminuir principalmente la s6ntesis de la -os-o=enol=piru0ato=

car!oxi=cinasa (;E;@A).

Capítulo 1: Fundamentos anatómicos macroscópicos del páncreas


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El páncreas es una glándula digesti0a accesoria alargada que se sit7a retroperitonealmente#cu!riendo + cru1ando trans0ersalmente los cuerpos de las 0érte!ras L, + L$ en la pared posterior del a!domen. Se trata de un órgano aplanado que mide unos ,$.% a ,% cm de largo. Se "a+aposterior al estómago# entre el duodeno a la derec"a + el 0aso a la i1quierda. El mesocólontrans0erso se inserta a lo largo de su !orde anterior. El páncreas produce:

= Una secreción exocrina (jugo pancreático de las células asinares) que excreta en el duodenoa tra0és de los conductos pancreáticos principal + accesorio.

= Secreciones endócrinas (Glucagón e insulina de los islote pancreáticos) que pasan a lasangre.

' e-ectos descripti0os el páncreas se di0ide en cuatro porciones: ca!e1a# cuello# cuerpo + cola.(>igura ,)

La ca!e1a del páncreas# la porción ensanc"ada de la glándula# está a!ra1ada por la cur0a en-orma @ del duodeno# a la derec"a de los 0asos mesentéricos superiores# justo in-erior al planotranspilórico. Se une -irmemente a la cara medial de las porciones descendente + "ori1ontal delduodeno. El proceso unci-orme# una pro+ección de la parte in-erior de la ca!e1a del páncreas# seextiende medialmente "acia la i1quierda# posterior a la '3S. L ca!e1a del páncreas descansaposteriormente so!re la /@9# la arteria + la 0ena renales derec"as# + l 0ena renal i1quierda.

El cuello del páncreas es corto (de ,.% a $cm) + oculta los 0asos mesentéricos superiores# que-orman un surco en su cara posterior. La cara anterior del cuello cu!ierta por peritoneo# es

ad+acente al p6loro del estómago. La /3S se une a la 0ena esplénica posteriormente l cuello# para-ormar la 0ena porta "epática.

El cuerpo del páncreas se contin7a desde el cuello + se contin7a "acia la i1quierda de la '3S +la /3S# pasando so!re la aorta + la 0érte!ra L$# continuando justo por encima del planotranspilórico# posterior a la !olsa omental. La cara anterior del cuerpo del páncreas está cu!iertapor peritoneo + se sit7a en el suelo de la !olsa omental# -ormando parte del lec"o del estómago. Lacara posterior del cuerpo carece de peritoneo + se encuentra en contacto con la aorta# la '3S# laglándula suprarrenal i1quierda# el ri ón i1quierdo + los 0asos renales.

La cola del páncreas se sit7a anterior al ri ón i1quierdo# donde se relaciona estrec"amente conel "ilio del !a1o# + la -lexura cólica i1quierda. La cola es relati0amente mó0il + pasa entre las "ojasdel ligamento esplenorrenal junto con los 0asos esplénicos.

El conducto pancreático principal empie1a en la cola del páncreas + discurre a lo largo delparénquima de las glándulas "asta la ca!e1a# donde gira in-eriormente + se relaciona


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estrec"amente con el conducto colédoco. Los conductos pancreáticos + colédoco normalmente seunen para -ormar la ampolla "epatopancreática# corta + dilatada# que desem!oca en la porcióndescendente del duodeno en el 0értice de la papila duodenal ma+or.

El es-6nter del conducto pancreático# el es-6nter del conducto colédoco + el es-6nter de la

ampolla son es-6nteres de m7sculo liso que controlan el -lujo de la !ilis + el jugo pancreático "aciala ampolla e impiden el re-lujo del contenido del duodeno "acia la ampolla.

La irrigación arterial del páncreas deri0a principalmente de las ramas de la arteria esplénica.Existen numerosas arterias pancreáticas que -orman 0arias arcadas con ramas pancreáticas de lasarterias gastroduodenal + mesentérica superior. Las arterias pancreatoduodenales superiores#anterior + posterior# ramas de la arteria gastroduodenal# + las arterias pancreatoduodenalesin-eriores# anterior + posterior# ramas de la '3S# -orman arcadas locali1adas anteriores +posteriormente que irrigan la ca!e1a del páncreas.

Capítulo 2: Fisiolo ía del páncreas

Figura 1: Anatomía del Páncreashttps://www.pancan.org/section_en_espanol/learn_about_pan_cancer/what_is_the_pancreas.php


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La porción exocrina del páncreas produce diariamente de uno a dos litros de jugo pancreáticoque -lu+e "acia el duodeno. @ontiene so!re todo


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producción + su secreción. Las células de los islotes de la ca!e1a del páncreas -ormanadicionalmente el polipéptido pancreático. Estas "ormonas llegan en altas concentraciones al"6gado a tra0és de la sangre portal.

Las -unciones de las "ormonas pancreáticas son:

,. 'lmacenar los alimentos ingeridos en -orma de glucógeno + grasas (insulina)$. /ol0er a mo0ili1ar las reser0as energéticas durante la -ase de "am!re o durante el tra!ajo#

en situaciones de estrés. (glucagón# adrenalina).2. 3antener la glucemia relati0amente constante durante estos procesos.I. Estimular el crecimiento.

Capítulo !: "io#uímica del páncreas$

El tejido pancreático consta de $ & de células al-a# 5 & de células !eta# , & células delta#péptido 0aso intestinal (/9;) + poli péptido pancreático (;;).

Los citoplasmas de las células pancreáticas son aptos para sinteti1ar prote6nas como:


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• La insulina tiene terminales tanto simpática como parasimpática #es sinteti1ada +

almacenada en las células !eta# a partir de ' que en06a su código genético a tra0ésde ácido ri!onucleico

• El luca ón tiene la -unción de producción "epática de glucosa para proporcionarla a

tejidos que dependen de ella# la regulación es mediante las 06as de glucogenólisis#gluconeogénesis + cata!olismo proteicos. La glucogenólisis# as6 como tam!ién en eltejido adiposo mediante la lipolisis a tra0és de adenilciclasa.

Los est6mulos principales para su secreción son "ipoglucemia# aminoácidos# los ni0eles!ajos de ácidos grasos li!res# estado de a+uno# dietas !ajas en car!o"idratos# ejercicioextremo# estrés# in-ecciones# c"oque traumático# "emorrágico + cardiogenico (a tra0és deestimulación adrenérgica + estimulación con cortisol de células al-a). Las "ormonas

gastrointestinales tam!ién lo in"i!e (secretina) o estimula (colecistocinina)Su secreción es in"i!ida por insulina# "iperglucemia# el glucagón es degradado en "6gado+ ri ón por acción de la glucagonasa.La relación entre células al-a + !eta -uncionan como unidad !i celular + !i "ormonal#-ormando una unidad -uncional (glucagón= insulina) que mantiene la "omeostasismeta!ólica# -undamentalmente en car!o"idratos + prote6nas

• La somatostatina es "ormona pancreática su precursor es la prosomatostatina se

producen en las células delta# su acti0idad es endocrina + no endocrina # las endocrinasproducen la in"i!ición de "ormonas de crecimiento como el glucagón (con igual potenciaque la insulina)# tirotropina# '@H< #gastrina # pancreocimina# secretina# la somatostatina sedegrada en el "6gado + ri ón .Su mecanismo no es !ien conocido implica la disminución de

'3;c que act7a como segundo mensajero #inter-iere con el mecanismo de calcio enreceptores.

Capítulo %: Insulina

&'u( es la insulina)

Entre las "ormonas que inter0ienen en el meta!olismo de los "idratos de car!ono# -iguran las"ormonas pept6dicas como la insulina.

La insulina es una "ormona sinteti1ada + secretada por las células !eta de los islotespancreáticos# + almacenada en gránulos intracelulares. La insulina es una "ormona con e-ectospleiotrópicos en el organismo que# junto a su papel -undamental en la regulación del meta!olismo


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corporal de los nutrientes# tam!ién está implicada en el control de la -unción simpática# eltransporte iónico a tra0és de mem!ranas + la proli-eración + di-erenciación celular.

@asi toda la insulina usada para -ines medicinales es insulina "umana preparada por tecnolog6adel ' recom!inante o por modi-icación en1imática de insulina aislada de páncreas porcinos.

La insulina se usa para controlar los ni0eles de glucemia en personas con dia!etes mellitus# lacual es el resultado de la secreción insu-iciente de insulina por el páncreas + sus preparaciones sedi0iden en tres clases: de acción rápida# intermedia + prolongada.

*ropiedades +isico#uímicas de la insulina$

La insulina "umana tiene un peso molecular de %.4 5 + está compuesta por dos cadenaspolipept6dicas unidas por dos puentes disul-uro. La cadena '# más corta# está constituida por $,aminoácidos + la cadena *# más larga# está compuesta por 2 aminoácidos. En las células !eta lainsulina es sinteti1ada a partir de un precursor de una cadena 7nica larga designada comoproinsulina. ;or proteólisis se eliminan 2% aminoácidos (cadena conectora) de la pre=insulina# loque da origen a la molécula de insulina de do!le cadena.

En la cadena ' "a+ un anillo disul-7rico que rodea a seis aminoácidos en la misma -orma queocurre en los polipéptidos 0asopresina + oxitocina por lo que se cree que este anillo es necesariopara la -ijación al receptor. Los puentes disul-6dicos tam!ién son indispensa!les para la acti0idad!iológica de la insulina.

La insulina circula como un pol6mero compuesto por tres monómeros de alton de pesocada uno# la 0ida media es corta (entre die1 minutos + tres "orasJ# se li!era del páncreas# 0a a la0ena porta# llega al "6gado donde un % & se retiene + en su ma+or6a se degrada all6.

La insulina tiene un p< óptimo de 5.%.

"iosíntesis de la insulina

La insulina "ormona producida por las células K de los islotes del páncreas# estimula lacaptación# utili1ación + almacenamiento de glucosa# aminoácidos + prote6nas e impide ladegradación de glucógeno# grasa + prote6na. Las células K sinteti1an la insulina a partir de unacadena de ,, aminoácidos llamados proinsulina a partir de una cadena de ,, aminoácidosllamadas preproinsulina# que ingresa a la lu1 del ret6culo endoplásmico rugoso. ' partir de esta


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cadena se -orma otra denominada proinsulina# compuesta por insulina + el péptido @# que setransportan al aparato de Golgi# donde se almacena.

Las endopeptidasas ;@$ + ;@2 eliminan de la molécula aminoácidos 2,# 2$# I + % + seseparan los péptidos @ de la insulina. sta 7ltima queda -ormada por una cadena ' de péptidos

con $, aminoácidos# una cadena * con 2 aminoácidos# un enlace disul-uro e la cadena a + dosenlaces disul-uro entre las dos cadenas. El 1inc -acilita la -ormación de cristales + la con0ersión deproinsulina a insulina. La proinsulina llega al aparato de Golgi + a"6 es empaquetada en 0es6culas(conocidas como gránulos K) en la que tras el rompimiento del péptido @ se -orma la insulinamadura# que se almacenan en -orma de "exámeros que contienen cinc "asta su li!eración. (>igura$). ste no tiene -unción alguna# pero constitu+e un 6ndice de secreción de insulina. Ham!ién seli!eran peque as cantidades de proinsulina de 0ida más larga que la insulina + que aportan , &de la reacti0idad inmunológica de la insulina.

,ecanismo de acción de la insulina

El receptor de la insulina está locali1ado en la mem!rana # pertenece a la -amilia de receptorespara -actores de crecimiento con acti0idad intr6nseca de cinasas de H+r (?HAMs)# es un complejo

>igura $: *ios6ntesis de la insulinaAoolman# ?. ($ ,$). *ioqu6mica


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>igurao I.

'cti0ación de la 06a de las 3';A por acción de la insulina"ttp: computo.sid.unam.mx *ioquimica ; > $ 4 , -N'rticulo$.pd-

c- .ía de se/ali0ación de la *I!3 meta4olismo de la lucosa 5 de 6ípidos .

Se inicia cuando el receptor acti0o 9? + auto -os-orilado# interacciona con 9?S.@on0irtiéndose en sitios de unión + acti0ación de prote6nas que contienen dominios S


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-os-o-ructocinasa $ (;>A$)# a la prote6na de unión al elemento de respuesta al '3; c6clico (-actor de transcripción @?E*)# a la molécula !lanco de la rapamicina en mam6-eros (mHB?)# a lacaspasa P + a la prote6na antia poptótica antagonista de *cl$ (*' ) . Entre estos destaca la-os-orilación e inacti0ación de la en1ima GSA2 (2# 5)# una cinasa que en condiciones de noest6mulo in"i!e a la glucógeno sintasaD la in"i!ición de GSA2 por 'Ot -a0orece la acti0ación de la

glucógeno sintasa. (>igura %)

>igura %. 'cti0ación dela 06a de la ;92A 'Ot por la insulina"ttp: computo.sid.unam.mx *ioquimica ; > $ 4 , -N'rticulo$.pd- .

La insulina promue0e la translocación del transportador de glucosa GLUHI de compartimentosintracelulares a la mem!rana plasmática# por una 06a que depende de la acti0ación de ;92A + de lacinasa 'Ot.(>igura )

>igura . ?egulación del transporte

de glucosa por la insulina"ttp: computo.sid.unam.mx *ioqumica ; > $ 4 , -N'rticulo$.pd

http://computo.sid.unam.mx/Bioquimica/PDF/2008/01/f_Articulo2.pdfhttp://computo.sid.unam.mx/Bioquimica/PDF/2008/01/f_Articulo2.pdf


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Re ulación de la insulina$

La principal sustancia que estimula la secreción de la insulina es la glucosa.

La glucosa# translocada al interior de la célula K por medio del transportador GLUH=$ + suposterior meta!olismo a glucosa= =-os-ato por la glucocinasa# es el principal est6mulo que li!erainsulina. En e-ecto# la li!eración de la "ormona depende del !loqueo de los canales de potasiodependientes de 'H;. Este !loqueo# pro0ocado por el aumento del '?; intracelular resultante delmeta!olismo de la glucosa# despolari1a la mem!rana + pro0oca la apertura de canales de calciodependientes de 0oltaje# + la entrada de @a$C que# junto con diacilglicerol ( G')# ácidoaraquidónico + ácido ,$S="idroxieicosatetranoico (,$S=


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Fisiolo ía de la insulina

En el "6gado:

• 9ncrementa la acti0idad + estimula la s6ntesis de la glucosinasa# -a0oreciendo la utili1aciónde la glucosa.

• 'umenta la 06a de las pentosas que aportan ' ;< al estimula a la glucosa= =-os-ato

des"idrogenasa.• 'umenta la glucólisis por estimulación de la glucocinasa# -os-o-ructocinasa 9 + de la

piru0atocinasa.• >a0orece la s6ntesis del glucógeno# estimulando la acti0idad de la glucógeno sintasa (GS).• ?educe la gluconeogénesis# al disminuir principalmente la s6ntesis de la -os-o=enol=piru0ato=

car!oxi=cinasa (;E;@A).•

Estimula la s6ntesis de prote6nas.• 'umenta la s6ntesis de l6pidos# al estimular la acti0idad de la 'H; citrato liasa# acetil=@o'=

car!oxilasa# Qen1ima málicaR + de la "idroxi=metil=glutaril=@oa reductasa.• 9n"i!e la -ormación de cuerpos cetónicos.

En el tejido muscular:

• Estimula la entrada de glucosa (por translocación de los GLUH I "acia la mem!rana).

Figura #'alacara. (. )1%%1*. Fundamentos de endocrinología. '+,ico-

F: al0at 'e,icana.


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• 'umenta la glucólisis por estimulación de la -os-o-ructocinasa 9 + de la piru0atocinasa.• Estimula la s6ntesis de glucógeno al estimular la acti0idad de la GS.• >a0orece la entrada de aminoácidos a la célula + su incorporación a las prote6nas# estimula

la s6ntesis e in"i!e el cata!olismo de prote6nas.• Estimula la captación + utili1ación de los cuerpos cetónicos.• La insulina estimula la !om!a a C AC# lo que -a0orece La entrada de ACa las células.

En el tejido adiposo:

• Estimula la captación (GLUH I) + utili1ación de glucosa por el adipocito.• 'umenta la 06a de las pentosas que aporta ' ;< al estimular a la glucosa= =-os-ato

des"idrogenasa.• >a0orece la captación de ácidos grasos al estimular a la en1ima lipoprote6na lipasa ,#

que degrada los triglicéridos contenidos en las lipoprote6nas.• Estimula la s6ntesis de triglicéridos (al promo0er la glucólisis + la 06a de las pentosas) e

in"i!e los procesos de lipólisis# por lo que se -a0orece la acumulación de éstosadipocitos.

'. @ontrol del meta!olismo de los "idratos de car!ono.

En los animales superiores el meta!olismo de los car!o"idratos está sujeto a mecanismode regulación complejos en los que participan las "ormonas# los meta!olitos + lascoen1imas.

Entre las capacidades importantes del "6gado -igura la de poder almacenar el exceso deglucosa en -orma de glucógeno para luego li!erarla seg7n necesidad. Si las reser0as deglucógeno se agotan el "6gado puede o!tener glucosa sinteti1ándola de no0o.


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ado que el ciclo del citrato no pude a!sor!er grandes cantidades# el excedente -orma cuerposcetónicos en el "6gado. e!ido que durante este proceso se li!eran iones de


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O4=eti9o eneral$

;ro0ocar "iperinsulimenia a un lote de ratas istar administrándoles dosis de insulina

(no0o rapid) para estudiar la in-luencia de un exceso de insulina en su meta!olismomediante prue!as !ioqu6micas en sangre.

O4=eti9os particulares

'prender a reali1ar análisis cl6nicos como: colesterol# triacilgliceridos. @omprender la !ioqu6mica del páncreas. 'nali1ar la importancia de la insulina en la regulación de la glucosa en la sangre.

Capítulo >: ?ipótesis$

Un exceso de insulina en la sangre pro0oca "iperinsulimemia# la cual causará una reducciónde los ni0eles de glucosa en sangre ("ipoglucemia)# 0iéndose a-ectada la glucogenogénesis +glucólisis pues no "a!rá su-iciente glucosa en el cuerpo.

Capítulo @: *ropuesta metodoló ica

3odelo experimental: E-ectos meta!ólicos pro0ocadospor una "iperinsulinemia


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1$

Animal de aboratorio:ata wistar

Formaci n de lotes:distribuci n 4aponesa

'arca4e de

5olocar 1& ml deácido pícrico en

un 0aso de

Pesar las ratas 6enlistar los pesos

de maneracreciente 6

umergir un isopo de

madera en la soluci n 5olocar los pesos de

i78uierda a derecha-ba4ar un rengl n 6

seguir colocando dederecha a i78uierda-

continuar hasta

u4etar a la rata por la basede la cola- 6 marcar la 7ona

corporal de la rata

5alcular los promediospor lote sin 8ue la

;rocedimiento general experimental con ratas Tista


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1%

"i4lio ra+ía$

Aoolman# ?. ($ ,$). *ioqu6mica


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Si!ernagl# . ($ ,,). >isiolog6a. 3adrid# Espa a: ;anamericana.

Aas"garian# H. (,P55). Glándulas Endocrinas. *arcelona: 3ar6n.

3oore# L. ($ ,2). 'natom6a con orientación cl6nica. 3adrid# Espa a: olters AluTer.

Ha+lor# *. ($ , ). *ases -isiológicas de la práctica médica. Espa a: ;anamericana.

*arrett# A. ($ ,$). >isiolog6a 3édica. @"ina: 3c GraT : Bx-ord

3alacara. . (,PP,). >undamentos de endocrinolog6a. 3éxico# >: Sal0at 3exicana.

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