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Liceo N° 1 Javiera Carrera Depto. BIOLOGIA C.G.B.T./c.g.b.t. Documento de apoyo para 4° Diferenciado Regulación de la Glucosa La regulación de esta molécula también es un problema fundamental para los organismos, pues esta proporciona prácticamente toda la energía para los procesos metabólicos. De tal manera que una disminución del nivel normal de glucosa sanguínea afecta en primer término al cerebro, porque las neuronas son incapaces de utilizar otra fuente de energía. LA GLICEMIA: cantidad de glucosa (C6H12O6) en la sangre en el hombre es de 1 mg/ml. Esta concentración se mantiene a pesar de una comida rica en carbohidratos, raramente excede los 1,5 gramos por litro. En la regulación participan Glándulas y Hormonas. I PÁNCREAS: glándula alargada ubicada en la cavidad abdominal entre estómago y duodeno. Formada por dos tipos de tejidos: a) Acinos Pancreáticos: producen jugo pancreático. b) Islotes de Langerhans: sintetizan hormonas. Estos se caracterizan por: *ser más o menos unos 2 millones. * medir aproximadamente 0,3 mm cada uno * ubicarse alrededor de capilares pequeños, en ellos secretan sus hormonas. * están formados por tres tipos de células: ALFA, BETA y DELTA. Alfa: corresponde al 25% del páncreas endocrino. Son grandes y periféricas. Sintetizan Glucagón Beta: corresponde al 60% del páncreas endocrino. Son pequeñas, centrales y están alrededor de los capilares. Secretan Insulina Delta: 10% del páncreas endocrino Secretan Somatostatina Células PP: grupo pequeño de células. Secretan hormona Polipéptido Pancreático Hormonas: INSULINA: aislada por primera vez en 1992 por Barting – Best sintetizada por células Beta. Proteína pequeña de 51 aminoácidos (organizada en dos cadenas unidas por enlaces disulfuro). Si se separan las cadenas se pierde la funcionalidad. FUNCIONES DE LA HORMONA INSULINA: 1.- FACILITA la difusión de glucosa a través de la membrana al interior de la célula, de tal manera que incrementa el metabolismo energético. Por lo tanto es una hormona HIPOGLICEMIANTE. 2.- FACILITA la conversión de glucosa en glucógeno ( glucogénesis) en el tejido hepático , en menor medida en el tejido muscular 3.- PERMITE la conversión de glucosa en ácidos grasos (lipogénesis) cuando la cantidad de glucosa hepática es superior a la que el hígado puede almacenar como glucógeno. 4.- ESTIMULAR el desdoblamiento de la glucosa para formar glicerol (lipogénesis), el que se une a los ácidos grasos y forma triglicéridos que son los que se almacenan en los adipositos. 5- INDUCIR el transporte activo de muchos aminoácidos al interior de las células para realizar síntesis proteica como la valina , leucina, tirosina y fenilalanina. La insulina se secreta por: 12- El exceso de glucosa y algunos aminoácidos como la arginina y lisina en la sangre. Llegada de mucho alimento al estómago. GLUCAGÓN: - Hormona proteica. Secretada por células alfa. - Pequeña; formada por 29 aminoácidos. - HIPERGLICEMIANTE: aumenta la glucosa en la sangre. FUNCIONES DEL GLUCAGÓN: 1.- PARTICIPA en la GLUCOGENÓLISIS: degradación del glucógeno hepático en glucosa, aumenta la glucosa en pocos minutos. 2.- FACILITAR la GLUCONEOGÉNESIS: síntesis de glucosa a partir de aminoácidos y por inversión de vías metabólicas. 3.- ACTIVAR la enzima LIPASA en los adipocitos, lo que permite que grandes cantidades de ácidos grasos se utilicen como energía. La secreción de glucagón se estimula por: - Disminución de la glicemia. - Disminución de los ácidos grasos. - Aumento de aminoácidos. - Ayuno. - Ejercicio físico. La insulina y el glucagón tienen funciones inversas, la relación entre ellas determina el sentido final del metabolismo. Estimula ingreso de C6H12O6 a las células Ingestión de carbohidratos Aumento de la Glicemia Células BETA INSULINA Estimula la conversión de Glucosa en glucógeno (músculos e hígado) Situación Estresante Estimula almacenamiento de aá y grasas Aumenta la Glicemia Moviliza aá y grasas Estimula la gluconeogénesis Estimula la glucogenólisis Descenso de la Glicemia Glucagón Células ALFA Descenso de la Glicemia Situación Estresante SOMATOSTATINA: - Muy pequeña; 14 aminoácidos. Secretada por células DELTA, y por el hipotálamo La función principal de esta hormona es AUMENTAR el tiempo durante el cual los nutrientes son susceptibles de ser ASIMILADOS en la sangre. II Glándulas Suprarrenales: Son dos órganos endocrinos ubicados en la región superior del riñón. Formadas por dos porciones: a) INTERNA: Médula b) EXTERNA: Corteza Suprarrenal secreta Adrenalina y Noradrenalina secreta Gluco corticoides Estas hormonas intervienen en la regulación de la glicemia. ADRENALINA: Compuesto sintetizado en la médula. Se origina por la transformación química de la noradrenalina, frente a la alta concentración de glucocorticoides, esto implica una relación estrecha entre médula y corteza suprarrenal. Funciones de la Adrenalina: Es capaz de provocar glucogenólisis (rápida), es decir transforma el glucógeno en glucosa a nivel hepático. La secreción de adrenalina depende del S.N. Simpático. Actúa cuando se necesita glucosa para realizar actividad intensa. Investigaciones demuestran que en situaciones de estrés, hay aumento de esta hormona, lo que incrementa la ruptura de glucógeno o glucogenólisis, lo que determina un aumento en la glicemia, por esto los médicos recomiendan a los diabéticos evitar enojos o incomodidades para evitar la alteración de la homeostasis de la glucosa. Esto provoca: Actividad Intensa S.N. Simpático Médula Suprarrenal Adrenalina Hígado Músculo Desdobla Glucógeno ( GLUCOGENOLISIS) GLUCOSA Aumento de GLICEMIA GLUCOCORTICOIDES: conjunto de hormonas producidas por la corteza suprarrenal. El Cortisol es la hormona que regula la concentración de glucosa. Células con déficit de Glucosa (Estímulo) Adenohipófisis ACTH (hormona estimulante de la corteza suprarrenal) Corteza suprarrenal Sintetiza Cortisol Muchos Moviliza aminoácidos ( aá) Sustratos Gluconeogénesis (proceso formación de Glucosa) HIPÓFISIS: glándula ubicada en la base del cerebro, por debajo del hipotálamo. Se distinguen tres lóbulos: anterior, posterior e intermedio. La adenohipófisis (anterior) secreta por lo menos 9 hormonas que influyen en la actividad de otras glándulas endocrinas y en variados procesos fisiológicos. Una de estas hormonas es la Somatotrofina u Hormona del Crecimiento SOMATOTROFINA( hormona del crecimiento): Hormona hipofisiaria que tiene efectos sobre el metabolismo de los hidratos de carbono: 1.- estimula la utilización de ácidos grasos como fuente energética 2.- disminuye la utilización de glucosa a nivel celular, por lo que aumenta la concentración sanguínea de este monosacárido (efecto diabetógeno). HÍGADO Y GLUCÓGENO El hígado es un órgano voluminoso que se ubica en el abdomen en el costado superior derecho. Cumple muchas funciones, entre las que destaca ser glucorregulador. En la función glucorreguladora del hígado participan dos mecanismos: a) GLUCOGÉNESIS: proceso metabólico a través del cual la glucosa, es transformada y transportada al hígado por vía porta para ser almacenada como glucógeno. Cuando el organismo necesita glucosa, el glucógeno almacenado se desdobla en glucosa. b) GLUCOGENÓLISIS: es un proceso metabólico a través del cual el glucógeno se desdobla y origina unidades de glucosa. El control hepático de la glicemia queda de manifiesto en períodos de ayuno,como ocurre cuando estamos durmiendo. En ese momento, el cerebro debe seguir recibiendo glucosa, la que obtiene principalmente de la dieta o de la glucosa almacenada en el hígado como glucógeno. DIABETES MELLITUS Cuando el organismo es incapaz de controlar la glicemia y esta sube por encima de valores normales, se presenta una enfermedad llamada diabetes. La diabetes es una enfermedad crónica, hereditaria y frecuente, caracterizada por la hiperglicemia, poliuria, glucosuria, deshidratación, polidipsia, menor resistencia de los tejidos para las infecciones, visión borrosa y muchos otros problemas, debida a una disminución o ausencia de insulina. Este cuadro ocasiona una alteración en el metabolismo de los carbohidratos, proteínas y lípidos, que se manifiesta en alteraciones fisiológicas y anatómicas . Poliuria: aumento de volumen de orina diario Glucosuria: presencia de glucosa en la orina La glucosa aparece en la orina, porque solamente una porción de la contiene el filtrado glomerular es reabsorbida por el túbulo proximal. La sed excesiva que padece el diabético se debe a que excreta más agua que lo usual, en un esfuerzo por diluir la gran cantidad de azúcar presente en el filtrado. Como la falta o escasez de insulina dificulta la entrada de glucosa a las células, el enfermo de diabetes mellitus es incapaz de metabolizar adecuadamente los carbohidratos que ingiere con sus alimentos; esto hace que el apetito del sujeto aumente y, sin embargo, pierde peso rápidamente, pues el cuerpo comienza a metabolizar sus proteínas y lípidos para obtener energía. Desgraciadamente, el aumento en la utilización de los depósitos de lípidos lleva a la formación de cuerpos cetónicos (acetona y otros productos del metabolismo de los ácidos grasos), que se acumulan en la sangre generando una condición conocida como cetosis. El pH sanguíneo puede bajar hasta causar acidosis; si ésta se hace más intensa, sobreviene un estado de coma, con pérdida de conciencia y muerte. La insulina, siempre bajo control médico, es imprescindible para casi todos los diabéticos. Su aplicación es necesariamente inyectable, puesto que por su naturaleza proteica se destruye si se da por vía oral. Una dosis excesiva de insulina (shock insulínico) es sumamente peligrosa por la hipoglucemia que produce. Como el cerebro requiere un constante abastecimiento de glucosa, al disminuir la cantidad de azúcar que circula en la sangre, la escasez de su principal fuente de energía afecta a las células cerebrales, apareciendo signos de hiperexcitabilidad nerviosa, con temblor, sudoración y desmayo con pérdida de consciencia, que pueden llevar a la muerte del sujeto. En tales casos, la inmediata administración de glucosa, en la forma de un cubo de azúcar o jugo de fruta, puede contrarrestar rápidamente el shock insulínico. Tipos de diabetes: hay clases de diabetes según el origen y el tratamiento de la enfermedad: a) Diabetes tipo I o insulino dependiente: también se le conoce como diabetes juvenil, ya que se manifiesta a temprana edad. Se caracteriza porque los pacientes deben ser tratados con insulina. Se origina en individuos con respuestas autoinmunes en donde aparecen anticuerpos que destruyen la porción endocrina del páncreas. b) Diabetes tipo II o de “la buena mesa” o no insulino dependiente: esta tiene un alto componente hereditario y suele manifestarse frecuentemente después de los 40 años. Para su tratamiento no se requiere el suministro exógeno de insulina ya que los islotes pancreáticos secretan suficiente insulina, pero los receptores de la célula están dañados y no pueden unirse a ella (resistencia a la insulina) impidiendo la entrada normal de lña glucosa a la célula. Se ha visto que el factor desencadenante, entre un 60 y 90% de los casos, es la obesidad.