PANCREAS ENDOCRINO

PANCREAS ENDOCRINO

PANCREAS ENDOCRINO:HORMONAS DEL PANCREAS

Es una glndula mixta: exocrina y endocrina .

Es, a la vez, una glndula endocrina (produce insulina, glucagn y somatostatina), como tambin exocrina (segrega jugo pancretico que contiene enzimas digestivas que pasan al intestino delgado).

Tiene forma cnica.

Su longitud oscila entre 15 y 20 cm, tiene una anchura de unos 3,8 cm y un grosor de 1,3 a 2,5 centmetros; con un peso 70g.

La cabeza se localiza en la concavidad del duodeno o asa duodenal formada por la segunda porcin del duodeno.

El tejido endocrino, que est formado por los islotes de Langerhans, secreta hormonas en el torrente sanguneo.

Embriologa, anatoma e histologa rgano retroperitoneal Pncreas Dorsal Cuerpo y la cola Pncreas Ventral Cabeza

Pncreas adulto Longitud de 15 cmPeso: 60 100 g

PANCREAS EXOCRINO Componente Exocrino 80-85% Unidad glandular exocrina: Acino, compuesto por: - Clulas acinares: cilndricas o piramidales, citoplasma basfilo, con grnulos secretorios. - Clulas centroacinares: cuboides o planas, plidas, dan origen a los conductos pancreticos.

ESTRUCTURALa unidad antomo funcional del pncreas endocrino son los islotes de Langerhans, son unos acmulos de clulas cuya masa corresponde a 1% del peso total del rgano.

PANCREASHISTOLOGICAMENTE

PANCREAS ENDOCRINOUnidad glandular endocrina: Islote de Langerhans.Numero aprox. de Islotes 1.000.000, cada uno de 0,3 mm de dimetro, compuesto por 3000 clulas. 4 tipos celulares principales: , , y PP Clulas y representan el 85%

Miden unos 0.3mmSe organizan en torno de pequeos capilaresEl pncreas consta de 1 a 2 millones de islotes Contienen principalmente clulas , ,. Islotes de Langerhans

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Se compone de dos grandes tejidos los cinos y los islotes de Langerhans.

ESTRUCTURA

3 Tejidos especializados:Sistema ductalPncreas exocrino Acinos Pncreas endocrino Islotes de LangerhansEn el feto humano Islotes 9 y 11 semana de gestacin.Clulas eosinfilas Nidos Islotes Capilares

1000000Apartir Proliferacion Despues Para ser invadidos por Capilares.Diferenciamos por su morfologia, y el tipo de peptido u hormona que secetan11

CELULAS DEL PANCREAS ENDOCRINO

Banting y Best aislaron por primera vez la insulina del pancreas en 1922.

Este descubrimiento cambi por completo el pronstico para los pacientes con diabetes grave

Premio nobel de medicina Banting y Macleod

Qumica y sntesis de la insulina

La insulina se sintetiza en as clulas Beta siguiendo e procedimiento habitual para la sntesis de protenas:ribosomasARNPreprohormona insulnicaRetculo endoplsmcoproinsulinaAparato de GolgiInsulinaGrnulos secretores

LA INSULINAProtena de 6000 DAFormada por 2 cadenas de aminocidos unidas por un puente disulfuroLa proinsulina no tiene actividad insulnica importante. La mayor parte de la insulina secretada circula libre. Vida plasmtica: 3-5 minutos. La insulina que no se une a receptores, es degradada por la enzima insulinasa, principalmente en el hgado, y tambin en rin y msculo.

Casi una sexta parte del producto final secretado persiste en forma de proinsulinaLa mayor parte de la insulina circula en su forma no ligadaSu semivida plasmtica es de unos 6 minutosDesaparece de la circulacin en unos 10 o 15 min.La insulina se degrada por efecto de la insulinasaExcepto la insulina que se une a los receptores de las clulas efectoras

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INSULINATiene la misin de facilitar que la glucosa que circula en la sangre penetre en las clulas y sea aprovechada como energa.

Para que la insulina sea efectiva deben cumplirse dos condiciones:1.que el pncreas segregue insulina en cantidad suficiente2.que las clulas la identifiquen y permitan su accin.

Sntesis:Ribosomas acoplados al ret. endoplsmico traducen el ARN de la insulina y forman preprohormona insulnica.

Esta se desdobla en el ret. endoplsmico para formar la proinsulina.

Casi toda se escinde en aparato de Golgi en INSULINA y fragmentos peptdicos antes de empaquetarse en grnulos secretores.

Molcula de proinsulina humana

Activacin de los receptores de las clulas efectoras por la insulina

Los receptores para Insulina y su mecanismo de accinComo los receptores de otras hormonas proteicas, los receptores para insulina estn en la membrana plasmtica.

El receptor para insulina es una glucoproteina de cuatro subunidades.Tiene dos subunidades alfa y dos subunidades beta unidas por uniones disulfuro.

Las cadenas alfa son enteramente extracelulares mientras que las beta son extracelulares, transcelulares (membrana) e intracelulares.

La insulina se une a la porcin N-terminal de la subunidad alfa y al hacerlo ocasiona un cambio conformacional de la subunidad beta, cambio que estimula la actividad la actividad kinasa del receptor.

El receptor es una tirosinquinasa. En otras palabras, funciona como una enzima que transfiere grupos fosfato desde el ATP (adenosin trifosfato) hacia los residuos tirosina en las proteinas target intracelulares.

La unin de la insulina a las subinidades causa que las subunidades beta se fosforilicen a si mismas (autofosforilacin en 6 residuos de tirosina), activando de ste modo la actividad cataltica del receptor. El receptor activado, luego fosforila un numero de proteinas intracelulares las que alteran a su turno la actividad, generando respuesta biolgica.

INSULINA: EFECTOS METABOLICOSFavorece la captacin, almacenamiento y el uso de la glucosa por los tejidos (mayor efecto en msculo, hgado y tejido adiposo). DISMINUYE LA GLICEMIA. PROMUEVE LA GLUCOGENOGNESIS Favorece la sntesis y el depsito de lpidos (triglicridos). Facilita la sntesis y el depsito de protenas.

EFECTOS CELULARES RESULTANTESIncremento en la captacin de glucosa de casi 80% la glucosa que se transporta sirve de sustrato para todas las funciones metablicas habituales.La membrana celular se hace permeable para muchos aminocidos y para iones K y PO.En los siguientes 15 minutos cambia la actividad muchas enzimas metablicas intracelulares.Algunas horas e incluso das ms tarde tienen lugar otros efectos que se deben a cambios en la velocidad de la traduccin del ARNm.

EFECTOS QUE REGULAN LA PRODUCCIN DE INSULINA

Son amplios y complejos y sus acciones se dividen en:

. Efecto de la insulina sobre el metabolismo de los carbohidratos. Despus de ingerir la comida hay una absorcin de glucosa hacia la sangre induce secrecin de insulina captacin de la glucosa (aprovechamiento /almacenamiento).La insulina favorece la captacin y el metabolismo musculares de la glucosa.Durante el da, la energa utilizada por el tejido muscular depende de los Ac. Grasos La membrana muscular es poco permeable a la glucosa a menos que tenga estimulo de la insulina, y esta es escasa entre comidas.

Efectos de la insulina sobre el metabolismo de los carbohidratosLa insulina favorece la captacin y metabolismo de la glucosa por el msculo: *Durante el ejercicio moderado o intenso, pero no se necesita de grandes cantidades de insulina(las fibras musculares que se ejercitan se hacen permeables a la G por la contraccin, aun en ausencia de insulina). *En las horas despus de la comida el msculo consume mucha glucosa.

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Depsito de glucgeno en el msculo: solo se emplea como sustrato un 2 o 3 % de su concentracin.

Efecto facilitador de la insulina en el transporte de la glucosa por la membrana de la clula muscular.

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Efecto facilitador cuantitativo de la insulina en el transporte de glucosa por la membrana de la clula muscular

La insulina facilita la captacin, el almacenamiento y la utilizacin de glucosa por el hgado: 1.-aumenta la captacin de glucosa sangunea por hepatocito. Enzima glucocinasa.

2.- fosforilasa heptica: enzima encargada de degradar el glucgeno heptico a glucosa

3.-Glucgeno sintetasa: responsable de la de polimerizacin de monosacridos a glucgeno.

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Insulina y Glucosa en el Hgado

Insulina

Despus de la comidaEn ayuno disminuye

Deposito casi inmediato del glucgeno en el hgado a partir de la glucosa absorbida

Glucgeno heptico se transforma en glucosa, que se libera a la sangre

Mecanismo de captacin de GlucosaEl glucgeno puede aumentar hasta un 5% o 6% de la masa heptica

Hgado libera glucosaAl descender la glicemia a cifras bajas.

El pncreas reduce la secrecin de insulina.Se interrumpe la sntesis de glucgeno en el hgado y la captacin de nuevas molculas de glucosa.Se activa la fosforilasa, que degrada el glucgeno a glucosa fosfatoLa enzima glucosa fosfatasa se activa y separa la glucosa y el radical fosfato.La glucosa puede salir a la sangre.

InsulinaInhibe la gluconeogenia heptica

Reduce la cantidad y actividad de las enzimas necesarias

Reduce la liberacin de aminocidos del msculo y otras clulasFavorece la conversin del exceso de glucosa en cidos grasosLos cidos grasos se empaquetan en triglicridos y se transportan al tejido adiposo por las lipoprotenas de muy baja densidad

El hgado libera glucosa entre las comidas: 1.- La hipoglucemia hace que el pncreas reduzca la secrecin de insulina.

2.- La falta de insulina anula todos los efectos descritos antes.

3.- La falta de insulina junto al incremento de glucagn activa a la enzima fosforilasa.

4.- La glucosa fosfatasa se activa.

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Falta de efecto de la insulina sobre la captacin y utilizacin de glucosa por el encfaloLas clulas enceflicas son permeables a la glucosa.Para conseguir energa las clulas enceflicas solo consumen glucosa.Cundo la glucemia desciende en exceso (20 a 50 mg/dl) se presentan sntomas de shock hipoglucmico (lipotimia, convulsiones e incluso coma).

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EFECTO DE LA INSULINA SOBRE EL METABOLISMO DE LAS GRASASLa insulina favorece la sntesis y el depsito de lpidos (ahorra lpidos).

La insulina tambin fomenta la sntesis de cidos grasos

Gran parte de esta sntesis tiene lugar en los hepatocitos.

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FACTORES QUE INCREMENTAN LA SNTESIS DECIDOS GRASOS EN EL HGADO

La insulina acelera el trasporte de glucosa a los hepatocitos.Cuando la concentracin de glucgeno alcanza el 5 al 6%, esta misma concentracin inhibe la nueva sntesis de glucgeno.gluclisisAcetil CoA carboxilasaSe sintetizan en el hgado

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ALMACENAMIENTO DE GRASA EN LAS CLULAS ADIPOSAS

La insulina inhibe la accin de la lipasa sensible a la insulina

La insulina fomenta el transporte de glucosa a las clulas adiposas a travs de la membrana celular.

Se forman grandes cantidades de -glicerol fosfato. Este suministra glicerol, que se une a los cidos grasos libres para formar triglicridos.

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Almacenamiento de grasas Se forman grandes cantidades de glicerol fosfato, que suministra glicerol, el cual se une a los cidos grasos y forma triglicridosInsulinaInhibe la accin de la lipasa sensible a esta hormona que hidroliza a los triglicridosFomenta el transporte de glucosa a las clulas adiposas a travs de la membrana celularParte de la glucosa forma cidos grasos

LA DEFICIENCIA DE INSULINA AUMENTA ELUSO DE GRASA CON FINES ENERGTICOS

La lipasa sensible a la insulina experimenta gran activacin.

Aumentan las concentraciones plasmticas de colesterol y de fosfolpidos

El consumo exagerado de grasas durante la falta de insulina provoca cetosis y acidosis

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Deficiencia de insulina aumenta el uso de cidos grasos como energaLo que acelera el desarrollo de aterosclerosis en los enfermos con diabetes gravesDurante el ayuno, entre comidasEn diabetes mellitusLiplisis de las grasas almacenadas InsulinaLa enzima lipasa sensible a la insulina se activa e hidroliza los triglicridos almacenados, liberando cidos grasos y glicerol a la sangreAumenta las concentraciones plasmticas de colesterol y fosfolpidos

Insulina

Ac. grasos

Mecanismo de la carnitina

Ac. grasos oxidacin

Acetil CoA

Ac. Acetoacticoen sangre

Acidosis orgnica

Coma y muerte

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Efecto de la insulina sobre el metabolismo de las protenasLA INSULINA FACILITA LA SNTESIS Y DEPSITO DE PROTEINAS La insulina estimula el trasporte de muchos aminocidos al interior de la clula, caracterstica que comparte con la hormona del crecimiento.Aumenta la traduccin del RNAm. Cuando falta insulina los ribosomas dejan de trabajar.Acelera la transcripcin de determinadas secuencias genticas del ADN.Inhibe el catabolismo de las protenas.Dentro del hgado deprime el ritmo de la gluconeogenia.

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LA CARENCIA DE INSULINA PROVOCA EL DESCENSO DE LAS PROTEINAS E INCREMENTO DE LOS AMINOACIDOS EN EL PLASMA

El depsito de protenas se interrumpe casi por completo.

El catabolismo de las protenas aumenta.

La sntesis de protenas cesa.

Se vierten cantidades enormes de aminocidos al plasma.

Esta degradacin provoca en ltima instancia, una eliminacin mayor de urea por la orina.

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Carencia de Insulina

la insulina y la hormona del crecimiento actan de manera sinrgica para promover el crecimiento

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MECANISMOS DE LA SECRECIN DE INSULINALa glucemia es el principal factor de control de secrecin de la insulina.

Las clulas beta poseen un gran nmero de transportadores GLUT-2.

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Mecanismos de la secrecin de insulina

factores y estados que aumentan o disminuyen la secrecin de insulina

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OTROS FACTORES QUE ESTIMULAN LA SECRECIN DE INSULINA

Aminocidos Algunos aminocidos ejercen un efecto anlogo. Los mas potentes son la arginina y la lisina.

Hormonas gastrointestinalesAlgunas hormonas gastrointestinales importantes como la gastrina, la secretina, la colecistocinina y el pptido gstrico.

Otras hormonas y el sistema nervioso autnomoSon el glucagn, la hormona del crecimiento, el cortisol y, en menor medida, la progesterona y los estrgenos.En determinadas circunstancias, la estimulacin de los nervios parasimpticos pancreticos aumenta la secrecin de insulina.

Funciones de la insulina ( y otras hormonas) en el cambio entre el metabolismo de los hidratos de carbono y los lpidos.

Se deduce que la insulina fomenta la utilizacin de hidratos de carbono con fines energticos y reduce el uso de los lpidos. Al contrario, la falta de insulina favorece la utilizacin de los lpidos y exclusin de la glucosa.

El glucagnEs seccretada por las celulas alfa de los islotes de LangerhansEfecto contrario a la insulinaPolipeptido grande, peso molecular de 3485, compuesto por 29 aminocidosHormona hiperglucemiante

Estructura Pptido de 29 aminocidos

GLUCAGNPolipptido de 3500 Da. Una cadena de 29 aminocidos, que resulta de la proteolisis de una prohormona.REGULADOR DEL NIVEL DE GLUCOSASu secrecin se inhibe con la hiperglicemia y se incrementa con el ejercicio y el aumento de aminocidos en sangre. Principal efecto metablico: AUMENTA LA GLUCEMIA. Interviene por 2 mecanismos: -PROMUEVE LA GLUCOGENLISIS HEPTICA -PROMUEVE LA GLUCONEOGNESIS HEPTICA

Secrecin y regulacin Los grnulos pancreticos que poseen glucagn se denominan .Estos grnulos son la unidad funcional, morfolgica, de almacenaje y secrecin de glucagn.Contenido en el pncreas 2 a 5 g/g.El estudio y medicin de glucagn suelen ser difciles por su rpida inactivacin en periferia.

Glucosa Existe una relacin inversa entre la concentracin extracelular de glucosa y la secrecin pancretica de glucagn.Una glucemia 50 mg/dL Secrecin.Los limites de glucemia en los que se estimula la liberacin de glucagn son de 50 a 150 mg/dL.Efecto Prevenir un evento de hipoglucemia.

Efecto de las hormonasLa insulina ejerce un efecto negativo en la secrecin de glucagn.Retroalimentacin negativa entre clulas y .Algunas hormonas GI afectan su secrecin:Colecistocina Secrecin glucagn GLP-1 Secrecin de glucagnSecretina, insulina y somatostatina Secrecin de glucagn.

Circulacin, distribucin y metabolismo El glucagn circula en forma libre en el plasma.Como con la insulina hay mayor concentracin portal que perifrica.De 10 a 15 minutos el glucagn es secretado y distribuido por todo el cuerpo.VM: alrededor de 5 min.Degradado por varios tejidos, en especial por hgado y rin.

GLUCAGON

Se produce en las clulas del pncreas; controlalos niveles de glicemia en sangre, al estar bajos los niveles de glucosa en la sangre, las clulas secretan el glucagn que se encargar de elevar los niveles de glucosa.

Si los niveles de glucemia estuvieran altos, sucede lo contrario el glucagn es inhibido para que la insulina pueda disminuir estos niveles de glucosa en sangre; de esta forma el glucagn logra sintetizar glucosa heptica y movilizarla.

Sustancias que influyen sobre la secrecin de glucagonEstimulantesInhibidores

NutrientesHipoglucemiaAminocidosHiperglucemiacidos grasos

Hormonas y pptidosGIP, CCK, gastrina, GH, adrenalina, opioides InsulinaSomatostatinaGLP-1SecretinaNeurotransmisoresAch, VIP (polipptido intestinal vasoactivo)

El glucagn provoca glucogenlisis y aumenta la glicemiaEfecto mas espectacular consiste en estimular la glucogenlisis heptica, que aumenta la glucemia en unos minutos.

Esta secuencia sigue una cascada compleja:

EFECTOS METABOLICOS DEL GLUCAGN

Efectos de la insulina y el glucagn Ejercen mltiples efectos metablicos Insulina GlucagnInsulina AnablicoGlucagn Catablico

A incrementa las reservas de energiaC moviliza y utilitiliza esas reservas 83

Tipo de EfectoInsulina Glucagn Transporte intracelular de Glucosa.en tejido adiposo y musculo.en hgado.Transporte intracelular de aminocidos.en tejido adiposo y musculo.NASntesis de glucgeno.en hgado y musculo estriado.en hgado.Glucogenlisis.en hgado.en hgado y miocardio.Gluconeognesis.en hgado.en hgado.Cetognesis.en hgado.en hgado.Lipognesis.en tejido adiposo e hgado.en hgado.Lipolisis.en tejido adiposo e hgado.en tejido adiposo e hgado.Sntesis de protenas.en tejido adiposo, hgado y musculo.NAProtelisis.en tejido adiposo, hgado y musculo.en hgado.NA: no aplica.

SOMATOSTATINAPolipptido de 1600 Da. Una cadena de 14 aminocidos. Su secrecin se incrementa tras la ingestin de alimentos, por el incremento de glicemia, aminocidos, cidos grasos y hormonas gastrointestinales. Principales efectos metablicos: -REDUCE SECRECIN DE INSULINA Y GLUCAGON -REDUCE MOTILIDAD GASTRICA, DUODENAL Y BILIAR -REDUCE SECRECION Y ABSORCION DIGESTIVA

POLIPEPTIDO PANCREATICO SOMATOSTATINA

POLIPEPTIDO PANCREATICO Polipptido de 4200 Da Una cadena de 36 aminocidosAuto regula la funcinsecretora(endocrina y exocrina) y tiene efecto sobre los niveles deglucgeno heptico y secreciones gastrointestinales.Su secrecin en humanos se incrementa despus de la ingesta de alimentos ricos en protenas, ayuno, ejercicio ehipoglicemia; y se disminuye a causa de lasomatostatinayglucosaintravenosa.

Resumen de la regulacin de la glucemia.El hgado funciona como un importante amortiguador de la glucemia.La insulina y el glucagn actan como sistemas de retroalimentacin esenciales para mantener la glucemia dentro de sus limites normales.

El descenso de glucemia sobre el hipotlamo estimula el sistema nervioso simptico.El cortisol y la hormona del crecimiento se liberan en respuesta a la hipoglucemia prolongada.