Regulación hormonal deglos metabolismos.

Metabolismo glucidicoMetabolismo glucidico

Regulacion del CrecimientoRegulacion del Crecimiento

Metabolismo glucidicoMetabolismo glucidico

I li GlInsulina Glucosa

GlGlucagon

Adrenalina

La glucosa es la principal fuente de energía para el metabolismo celular Seenergía para el metabolismo celular. Se obtiene fundamentalmente a través de la alimentación, y se almacena , yprincipalmente en el hígado, el cual tiene un papel primordial en el

i i d l i l dmantenimiento de los niveles de glucosa en sangre (glucemia).

SANGRE

GLUCAGON INSULINA

InsulinaLa insulina (Latín insula, "isla") es una hormona polipeptídica formada por 51 aminoácidos. Es segregada por las células ßde los islotes de Langerhans del páncreas, en forma dede los islotes de Langerhans del páncreas, en forma de precursor inactivo (proinsulina), el cual pasa al aparato de Golgi, donde se modifica, eliminando una parte y uniendo los dos fragmentos restantes mediante puentes disulfuro. Frederick Grant Banting, Charles Best, su asistente, de la Universidad de Toronto, (Canadá) descubrieron la insulina en 1922. Banting y MacLeod recibieron el Premio Nobel de Fisiología y Medicina por descubrir esta hormona

The first successful test on a human patient with diabetes occured on January 23, 1922. The death sentence for diabetes sufferers around the world had finally been liftedlifted.

J.J.R Mac Leod

Offered Banting space in his Toronto laboratory and provided advice on methods

F.G. Banting

laboratory and provided advice on methods for extracting insulin

C.H. BestAssisted Banting during the summer of 1921 in preparing pancreatic extracts that prolonged the lives of diabetic dogs

J.B. Collip

prolonged the lives of diabetic dogs

Conceived thePurified the crude insulin extract for use in humans - first successfully tested in January 1922

Conceived the idea of extracting insulin from the pancreas -L d O t iLondon, Ontario, October 31, 1920

Premio Nobel compartido entre Banting yPremio Nobel compartido entre Banting y Mac Leod en 1923

Oveja Ballena CerdoCaballo

PANCREAS: sitio de síntesis y liberación d l i li lde la insulina y glucagon

Islote de LangerhansIslote de Langerhans

Pa l LangerhansPaul Langerhans(1847-1888)

Cell type Secretory product % of endocrine cells

α (A) Glucagon 20 %

β (B) Insulin 70 %

δ (D) Somatostatin 5-10 %

pp (F) Pancreatic polypeptide 1-2 %

Islet of Langerhans isolated from rat pancreas. Laser

scanning confocal microscopescanning confocal microscope image. 63x, oil imm. objective.

Colors explanation:Nuclei stained blue with DAPI I li (b t ll ) t i dInsuline (beta-cells) stained green with anti-insuline dye

conjugated Abs Glucagon (alpha-cells) stained

red with anti-glucagon dye g g yconjugated Abs

INSULINA

Rev Méd Chile 2004; 132: 995-1000

M Isabel Hernández C, M Isabel Hodgson B,Andreina Cattani O.

Mecanismos de regulación de la célula ß pancreática. La glucosa circulante es regulada primariamenteMecanismos de regulación de la célula ß pancreática. La glucosa circulante es regulada primariamente por la insulina secretada por la célula ß pancreática. En condiciones de reposo la membrana de la célula ß se mantiene hiperpolarizada debido a la bomba Na+-K+ ATPasa de los canales de potasio (K+) ATP sensibles. Estos canales están formados por dos subunidades SUR-1 y KIR 6.2. Cuando los niveles de glucosa aumentan, ésta ingresa a la célula a través del transportador específico GLUT-2, la glucosa es fosforilada por la enzima glucokinasa, aumentando los niveles de ATP. Los niveles de ATP pueden verse incrementados por el metabolismo de otros sustratos, como los aminoácidos entre ellos el glutamato, vía glutamato deshidrogenasa (GDH). El aumento de ATP causa el cierre en los canales K-atp, lo que produce depolarización de la membrana celular y apertura de canales de calcio dependientes de voltaje y por tanto un aumento en la concentración de calcio intracelular, lo que estimula la secreción de insulina4. Adaptado de: Glaser B, Thornton P, Otonkoski T, Junien C. Genetics of neonatal hyperinsulinism. Arch Dis Child Fetal Neonatal 2000; 82: F79 F86Dis Child Fetal Neonatal 2000; 82: F79-F86.

GLUCAGON

Schematic model for glucose-dependent regulation of glucagon secretion in the mouse -cell. Glucose is incorporated into the α-cell by the transporter SLC2A1 (Glut 1) At low glucose concentrations(Glut 1). At low-glucose concentrations, the moderate activity of KATP channels situates the α-cell membrane potential in a range that allows the opening of voltage-dependent T- and N-type Ca2+

channels and voltage-dependent Na+ channels. Their activation triggers ggaction potentials, Ca2+ influx and exocytosis of glucagon granules. The opening of A-type K+ channels is necessary for action potential repolarization. However, high-glucose concentrations elevate the intracellular ATP/ADP ti bl ki K h lATP/ADP ratio, blocking KATP channels and depolarizing the membrane potential to a range where the inactivation of voltage-dependent channels takes place. This results in the inhibition of electrical activity, Ca2+ influx and glucagon secretion The function of L-type

Mecanismos de regulación de la célula αpancreática para liberar glucagon

secretion. The function of L type channels predominates when cAMP levels are elevated.

Journal of Endocrinology (2008) 199, 5-19DOI: 10.1677/JOE-08-0290

Mamíferos

Acciones de la insulina Y

d l ldel glucagon

re

InsulinSignalingPathway

Los transportadores de glucosaLos transportadores de glucosa

Glut y SGLT

Figura 3. La absorción de la glucosa en el epitelio intestinal implica el co-transporte de Na+ por el SGLT-1 y el mantenimiento del gradiente de Na+ gracias a la bomba de Na+/K+. De forma secundaria la salida de Na+ al espacio basolateral genera la suficiente fuerza osmótica para arrastrar y absorber agua haciade Na+ al espacio basolateral genera la suficiente fuerza osmótica para arrastrar y absorber agua hacia los capilares. La fructosa se absorbe mediante otro tipo de transportador, el Glut-5, una proteína que atraviesa la membrana 12 veces. Finalmente, el paso de la glucosa y la fructosa hacia la sangre se lleva a cabo a través del Glut-2, un transportador de baja afinidad y alta capacidad de transporte.

SGLT 1

Figura 2. Mecanismo postulado para el transporte de Na+ y Glucosa por el SGLT-1. Este proceso aparentemente ocurre en 4 fases muy bien definidas: a) unión de dos iones Na+ al co-transportador (1 y 2) b) Esto produce cambios en la conformación del SGLT-1 que permite la unión de una molécula de glucosa (3). c) Luego ocurre una re-organización estructural que lleva el Na+ y la Glucosa hacia la cara citosólica del transportador (4) para finalmente d) liberar la molécula de glucosa y luego los iones Na+ hacia el citosol.

GLUT 1: Un Glut de alta afinidadGLUT 1: Un Glut de alta afinidad presente en tejidos que utilizan a la glucosa como combustible principalglucosa como combustible principal

El Glut-1 parece ser el transportador de glucosa más ampliamente distribuido en el ser humano. Este se expresa en numerosos t jid f t l d lt l it ittejidos fetales y adultos como los eritrocitos, células endoteliales, células nerviosas, placenta glóbulos blancos células de laplacenta, glóbulos blancos, células de la retina, riñón (mesangio), tejido adiposo, etc

GLUT2 : Un Glut con función glucosensora

El Glut-2 es un transportador de glucosa de baja afinidad (Km = 15–20 mM) que se expresa en elafinidad (Km 15 20 mM) que se expresa en el hígado humano adulto, riñón, células beta de los islotes de Langerhans y en la membrana basolateral de las células epiteliales del intestino delgado.

GLUT 3: El Glut de más alta afinidad por la glucosa

El Glut-3 es un transportador de glucosa de alta afinidad (Km = 1-2 mM) que fue caracterizado primariamente en cerebrocaracterizado primariamente en cerebro. Bajos niveles de Glut-3 se han detectado en miocardio fetal y adulto, placenta,en miocardio fetal y adulto, placenta, hígado y músculo

Figura 6. Los Glut-1 y 3 son los transportadores con mayor afinidad por la glucosa, por este motivo se encuentran en aquellos tejidos o células que d d l i t d l i i t E éti t ldependen exclusivamente de glucosa para sus requerimientos Energéticos tales como los eritrocitos, tejido nervioso, células embrionarias y placenta.

GLUT 4: Un Glut con gran movilidad

Se expresa fundamentalmente en tejido l t i d t jid lmuscular estriado, tejido muscular

cardíaco y adipocito. La regulación de su l li ió l it l llocalización en el citosol o en la membrana es bajo control de la insulina

INSULINA INSULINA

Micrografías por fluorescencia con anticuerpos contra Glut-4 de un adipocito antes (A) y después (B) de la estimulación con Insulina. En este tipo de tinción los anticuerpos

GLUT 4: Un Glut con gran movilidad

después (B) de la estimulación con Insulina. En este tipo de tinción los anticuerpos fluorescentes se unen al Glut-4 pudiéndose notar el cambio en la distribución de los transportadores sin insulina y con la estimulación de la hormona. Puede observarse claramente como en ausencia de insulina los Glut-4 se encuentran dispersos en el citosol(A). La estimulación con insulina produce una migración de los Glut-4 hacia la membrana(A). La estimulación con insulina produce una migración de los Glut 4 hacia la membrana plasmática y por lo tanto un incremento en el transporte de glucosa al interior celular.

GLUT 5: Un GlutGLUT 5: Un Glut específico para la Fructosa

Se expresa fundamentalmente en la células del ribete en pcepillo del intestino delgado donde media el paso de la fructosa desde el lumen a la célula epitelial intestinal.

Bajos niveles de este transportador también se encuentran en eritrocitos, riñón, espermatozoides, músculo esqueléticoy tejido adiposo de humanos y ratas

Los GLUTsLos GLUTs

La somatostatina

SRIF

Se conocen 5 tipos de receptores para la somatostatina, SS1, SS2, SS3, SS4 y SS5. Todossomatostatina, SS1, SS2, SS3, SS4 y SS5. Todos parecen funcionar acoplados con complejos proteicos G.

Somatostatina o Somatotropin release-inhibitor factor (SRIF) es presente tanto en el sistemafactor (SRIF) es presente tanto en el sistema nervioso central y periferico como en el tracto gastrointestinal g

La somatostatina inhibe la secreción de compuestos en distintas células, como en el caso de la inhibición de la secreción de saliva, la secreción de hormonas gastrointestinales como: gastrina, secretina, insulina,gastrointestinales como: gastrina, secretina, insulina, glucagón, enzimas pancreáticas (pepsina)

Somatostatina 14

NH2-Ala-Gly-Cys-Lys-Asn-Phe-Phe-Try-Lys-Thr-Phe-Thr-Ser-Cys-OH

S i 28Somatostatina 28

NH2-Ser-Ala-Asn-Ser-Asn-Pro-Ala-Met-Ala-Pro-Arg-Glu-Arg-Lys-Ala-Gly-Cys-Lys-Asn-Phe-Phe-Tryp- Lys-Thr-Phe-Thr-Ser-Cys-OH

Regulacion del CrecimientoRegulacion del Crecimiento

HipotalamoSueno, ejercicio, otros estimulos p

GHRH Somatostatina Ghréline

+ - +

Antehipofisisp

GH CRECIMIENTO

Higado / Otros tejidos

CRECIMIENTO

IGF I / IGF IIGhreline: Cuando es liberada por el

it li t l t bi ti l IGF I / IGF IIepitelio estomacal, tambien estimulael apetito (Modelos animales)

Receptor

Fig. 1. Schematic representation of GH-GHR interaction and biological effects. Reviews in Endocrine & Metabolicand biological effects. Reviews in Endocrine & Metabolic Disorders 2005;6:5–13

Efectos metabolicos de la GH

Higado+ Sintesis proteica

Gl iHigado + Gluconeogenesis

Musculo - Glucogenogenesis

Tejido adiposo + Lipolisis

The IGF axis consists of IGF-I and IGF-II polypeptides (red), six IGFBPs (various colours), a family of IGFBP proteases (yellow) and cell surface IGFBP receptor IGF IR and IGF IIR (lightfamily of IGFBP proteases (yellow) and cell-surface IGFBP receptor, IGF-IR and IGF-IIR (light grey) Cell membrane receptors for IGFBP-1 and IGFBP-3 have been partially defined .