diabetes

Hormonas e mensageiros
secundários
Interrelação entre os tecidos
Comunicação entre os principais tecidos
tecido adiposo
Fígado
• hormonas
• sistema nervoso
• substratos em
circulação
músculo
cérebro
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Um exemplo de transmissão de mensagem hormonal:
1. Estí
Estímulo
(flutuação metabólica,
situação de perigo, etc)
2. Libertação de hormona
(glucagina, adrenalina)
transporte na
corrente sanguínea
3. Aumento do nível de
AMPc no interior da célula
4. AMPc activa uma
proteína cinase
5. A proteína cinase fosforila
proteínas específicas
6. mudanças em actividades
enzimáticas ⇒ respostas
metabólicas
A ligação da adrenalina ou da glicagina ao receptor desencadeia a síntese do
mensageiro secundário (AMP cíclico, AMPc) no interior da célula
Hormona
Proteína G
inactiva
Proteína G
activa
Adenilato
ciclase
activada
Proteína cinase
dependente de AMPc
(inactiva)
Desencadeia-se uma
cascata de activação
AMPc
Proteína cinase
dependente de AMPc
(activa)
Fosforilase
cinase
(inactiva)
Fosforilase
cinase
(activa)
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⇒“cascata” de activação:
ATP
“mensagem”: necessária energia (ATP)
degradação
aeróbia
adrenalina
glicogénio fosforilase
cinase
(inactiva)
AMPc
glucose 1-P
+
glicogénio (+ curto)
glicogénio fosforilase
cinase cinase
(glicogénio fosforilase
cinase fosfatase)
(glucose)n-1 + Pi
glicogénio fosforilase
cinase-P
(activa)
glicogénio fosforilase
(inactiva)
E
E + E
E
glicogénio fosforilase
fosfatase
glicogénio fosforilase-P
(activa)
P
P
P
E
E
E
E
P
glicogénio
(glucose)n + Pi
Insulina e glucagina
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Hormonas pancreáticas
Pâncreas: células exócrinas- enzimas digestivos (zimogénios)
tecido endócrino –ilhéus de Langerhans (células α/A, β/B, δ/D)
(glucagina)
(insulina)
Insulina: hormona com efeitos essencialmente
anabólicos
(síntese
de
glicogénio,
de
triacilgliceróis, de aminoácidos).
Glucagina (glicagina, glucagon): efeito antagónico
a muitos dos processos da insulina; mantém níveis
de
glucose
activando
glicogenólise
e
gluconeogénese hepáticas
Adrenalina: mobilização rápida de reservas
energéticas (catabolismo), como glucose do fígado
e ácidos gordos.
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Acção da Insulina
Transporte de glucose:
- cérebro, fígado e eritrócitos – transporte por difusão
facilitada, não dependente de insulina
No fígado:
1) entrada de glucose (por gradiente de
concentração)
2) glucose + ATP → glucose-6-P + ATP
(hexocinase e glucocinase, com Km muito
mais elevado que hexocinase ⇒ só
funciona em taxa elevada quando o nível
de glucose no sangue for muito elevado)
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- outros tecidos, como músculo, tecido adiposo transporte por difusão facilitada, dependente de insulina
Adipócitos
Músculo
Insulina
Insulina
receptor de insulina
adipócito
vesículas com unidades
transportadoras de glucose
+ insulina
transportador de
glucose funcional
Glucose
transportador de glucose
quase funcional
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Papel contraditório da insulina e da glucagina
pâncreas
glucagina
insulina
glicémia
baixa
glicémia
elevada
eleva a glicémia
baixa a glicémia
fígado
tecido adiposo
músculo
A Glicogenólise é activada durante o jejum:
↓ [glucose]sangue
Libertação de adrenalina
(células da glândula adrenal)
Libertação de glucagina
(células-α
pancreáticas)
Interacção com
receptores membranares
(fígado e músculo)
Interacção com
receptores membranares
(fígado e tecido adiposo)
Glucogénio fosforilase a activa
Glucogénio sintetase b inactiva
Estimulação da degradação do
glucogénio
Inibição da síntese do glucogénio
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A Glicogénese é activada quando há glucose
abundante:
No fígado:
No músculo:
Insulina
⇓
Estimula a síntese do glucogénio
Insulina
⇓
Estimula captação da glucose
Estimula a síntese do glucogénio
Estimula a utilização de glucose
A Gluconeogénese também é activada pela glucagina (mas não
pela adrenalina):
Gluconeogénese
Síntese “de novo” de glucose
PIRUVATO
Através da gluconeogénese, a glucose pode
ser sintetizada a partir de precursores que
não são glicídicos:
Lactato ---- músculo esquelético
GLUCOSE
Glicerol ---- hidrólise de triacilgliceróis
Aminoácidos -- proteínas da dieta
-- proteínas do músculo (jejum)
Via gluconeogénica
A gluconeogénese é essencial no jejum
(4-18 horas após a refeição)
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outros tecidos
1. Depois duma refeição:
cérebro
fígado
pâncreas
músculo
tecido adiposo
refeição
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2. Algumas horas depois da
absorção dos nutrientes
o influxo de nutrientes do intestino decresce/termina
os níveis de glucose e de insulina do sangue descem
e voltam ao normal
2. Algumas horas depois da
absorção dos nutrientes
libertação de glucagina ⇒ impede a hipoglicémia
promovendo a glicogenólise e a gluconeogénese no
fígado
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3. Jejum de curta duração (ex., durante a noite):
as reservas de glicogénio são gastas ao fim de poucas
horas
mobilização dos ácidos gordos do tecido adiposo ⇒ o
músculo passa a utilizar ácidos gordos como fonte
energética (poupança de glucose)
a glucagina estimula um aumento da gluconeogénese
usando aminoácidos do músculo
4. Jejum prolongado (vários dias):
Conc. no
plasma
(mM)
corpos cetónicos
glucose
ácidos gordos
Dias de jejum
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Fígado:
inicialmente degradação do glicogénio, depois
gluconeogénese, para manter os níveis de glucose
no sangue.
aumento da oxidação de ácidos gordos,
originados de triacilgliceróis do tecido adiposo
ao fim de algum tempo, síntese de cetonas se o
nível de
acetil CoA exceder grandemente as
capacidades do ciclo de Krebs.
Tecido adiposo:
aumento da degradação de triacilgliceróis,
estimulada por lipases sensíveis a acção hormonal
aumento da libertação de ácidos gordos
gluconeogénese a partir de aminoácidos do músculo
(para o cérebro, eritrócitos e outras células dependentes
de glucose) ⇒ diminuição da massa muscular
os outros tecidos utilizam como fonte energética
ácidos gordos e corpos cetónicos
ao fim de várias semanas, diminui a degradação do
músculo porque o cérebro passa a utilizar corpos
cetónicos.
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Músculo esquelético:
o baixo nível de insulina em circulação leva a uma
diminuição do transporte da glucose para as células
do músculo, e portanto do seu metabolismo
uso de ácidos gordos do tecido adiposo e cetonas
do fígado como combustível
degradação proteica, libertando aminoácidos que
são usados no fígado para neoglucogénese
Cérebro:
nos primeiros dias, uso exclusivo de glucose
como combustível
jejum prolongado (mais de 2-3 semanas):
cetonas do plasma começam a ser usadas como
combustível.
DIABETES MELLITUS
Interrelação do metabolismo dos
lípidos e dos hidratos de carbono
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Diabetes Mellitus
Mais comum doença endócrina encontrada na clínica
* Caracterizada por hiperglicémia por falta e/ou resistência à insulina
* A diabetes pode ser:
- Insulino-dependente (15% dos diabéticos) – Tipo I
jovens < 30 anos
início rápido
Insulina ↓
Destruição auto-imune das células ilhéus pancreáticos
Factores ambientais (infecção viral; toxinas)
- Não insulino-dependente (85% dos diabéticos) – Tipo II
> 40 anos / qq idade
início lento
Insulina presente
Resistência à insulina?
Alteração da secreção de insulina?
Obesidade
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tecidos não absorvem a glucose
fígado, tecido adiposo e músculo reagem como se o
organismo estivesse em jejum
aceleração da gluconeogénese no fígado, a partir de
aminoácidos mobilizados do músculo
aumento da síntese de enzimas da gluconeogénese no
fígado
aumento da glicogenólise liberta mais glucose
Diabetes dependente de insulina:
O tecido adiposo liberta grandes quantidades de ácidos
gordos para o sangue
Elevado nível de β-oxidação dos ácidos gordos no
fígado ⇒ excesso de acetil-CoA e baixo nível de
oxaloacetato (foi usado para a gluconeogénese)
⇒formação de corpos cetónicos ⇒cetose
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Diabetes dependente de insulina
Deficiência na secreção de insulina
Incremento
gluconeogénese
hepática
Redução
utilização
glucose
Incremento
cetogénese
hepática
Redução
utilização
cetonas
Incremento
glicogenólise
hepática
Incremento
lipólise
Hiperglicémia
Diurese osmótica
(perda excessiva de
H2O, K+, Na+, Cl–)
Hipercetonémia
Cetoacidose
Desidratação
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Diabetes não dependente de insulina:
Nível de insulina normal, mas há um mau funcionamento
os receptores ⇒ a glucose também não entra nas células
Em presença de níveis elevados de glucose, a insulina
inibe a libertação de glucagina para a circulação sanguínea
Elevado nível de insulina, baixo nível de glucagina
Diabetes não dependente de insulina
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