Secreción de
INSULINA Y GLUCAGON
Páncreas
• Función Exócrina
  – Iones y Enzimas de la digestión


• Función Endócrina (Islotes de Langerhans)
  – Células beta o B => Insulina (70%)
  – Células alfa o A=> Glucagon (25%)
  – Células delta o D=> Somatostatina (<5%)
  – Células F o PP=>Polipéptido Pancreático

                             (trazas)
INSULINA
• Anabolizante proteica
• Lipogénica: - inhibe la lipoproteinlipasa
  para que lípidos ingresen a células
              - estimula sintesis de TAG
              - inhibe lipasa hormonosens.
                       inhibe lipólisis
• Hipoglucemiante: estimula todas las vías
  que disminuyen glucosa en sangre
Destino de la glucosa: Fase absortiva
     Fuentes de Glucosa                          Utilización de la Glucosa




                                                     33%     SNC + otros
                          Células β


          Insulina                    Insulina

                                                      34%




                                                       33%

Inhibición de
                                                                   Muscle
 glucogenólisis y gluconeogénesis                                  + fat
GLUCAGON


• Catabolizante proteico
• Lipolítica
• Hiperglucemiante
Movilización de la Glucosa

   Movilizació n de la Glucosa           Utilizació n de la Glucosa




                             Células α          64%   SNC + otros


                    Glucagon
                                                8%

                   90%
                                               18%


                                                                    Musculo
Glucogenólisis Y     10%                                            + Tej. adiposo

Gluconeogénesis      Riñón

                                                10%
                                                                Riñón
Secreción de insulina

• Insulina de liberación rápida: es insulina
  preformada. Aparece pico rápidamente.
              Vida media: 5 a 10 min
• Luego aumenta la secreción de insulina que se
  prolonga en el tiempo según la cantidad de
  glúcidos consumidos.

• Glucemia post-ingesta normal no es >200mg%
  ya que la secreción de insulina es inmediata y
  glucemia disminuye en la medida que exista
  respuesta.
Síntesis de insulina
• Insulina: estructura proteica
            51 aa (21 + 30)
            con puentes S-S: 2 intercatenarios
                                1 intracatenario
• Gen responsable: en el brazo corto del
  cromosoma 11.

• Medición de insulina endógena 
  midiendo péptido C
• Para diferenciar de insulina exógena en
  diabéticos insulinodependientes.
Secreción de insulina
                                                                                         NH2


1) Preproinsulina (PM 11.500)
   En Ribosomas
                                        HOOC



                                                                                Péptido B

                                                                                        NH2

2) Proinsulina (PM 9.000) “inactiva”                                  S         S

   Se establecen puentes S-S                                          S         S    Péptido A
   En Retículo endoplásmico                                HOOC

                                  Péptido C                       S       S




3) Insulina (PM 5.734) “activa”                                           NH2
                                                                                    Péptido B
    PC1 endopeptidasa                              S          S

    PC2 endopeptidasa eliminan péptido C           S          S
    Carboxipeptidasa H               HOOC                                  Péptido A
        En Vesículas                           S       S
0 min        Traducción de la Preproinsulina
             Clivaje del peptido señal NH2 terminal

20 min       La Proinsulina pasa al Golgi y se
             empaca en vesículas
50-140 min   La Prohormona convertasa rompe
             el péptido C
80-180 min   La Insulina forma hexámeros con
             gránulos de Zn
             Secreción de gránulos -β
             (mec. Ca2+/ ATP dependiente)
                                          ESR11-12
Estimulación de la secreción de insulina
  • [ Glucosa ] Aumentada
  • [ aa libres ] Aumentada                   Dieta
  • [ Hormonas GI] Aumentadas                 Mixta
     (gastrina, secretina, CCK, GIP)
  • [ Glucagon ] Aumentada
  • Noradrenalina
           (baja [ ]; receptores α-adrenérgicos)
  • Acetilcolina
      “Incretinas” (≠ secretagogos)
Estimulación de las células β

                  Sulfonilurea      Ca2+
Glucosa              Canal        Canal de
     GLUT-2         sensible     Ca2+ voltaje
                     ATP-K+      dependiente
Glucosa
    Glucoquinasa                    Ca2+
                       -
 G-6-P
           NAD+       ATP
                                         Gránulos β
           NADH       ADP + Pi           maduros
Piruvato
Factores Reguladores
•   [glucosa] ppal regulador VN 70-110 mg% sang.

• Factores hormonales:
   • Adrenalina Θ;
   • STH; cortisol, estrógenos, progetinas +

• Fármacos:
   • Sulfonilureas Θ;
   • tolbutamida +
La insulina recombinante
        (21 + 30 aa)

HOOC                          NH2   β - chain
           S       S

           S       S

HOOC                   NH2   α - chain
       S       S
Dos productos genéticos diferentes unidos
•   Genes sintéticos A y B se insertaron por separado en el gen bacteriano responsable
    de la b-galactosidasa presente en un plásmido.
•   Plásmidos recombinantes se introdujeron en E. coli donde se multiplicaron,
    fabricando una proteína quimérica, en la que una parte de la secuencia de la b-
    galactosidasa estaba unida por una metionina a las cadenas de la insulina.
•   Ninguna de las cadenas de insulina contiene metionina,
•   Se separaron las cadenas de la insulina del resto de proteína quimérica rompiéndola
    con bromuro de cianógeno que destruye la metionina.
•   Se purificaron las cadenas y se unieron mediante una reacción que forma puentes
    disulfuro
EFECTOS METABOLICOS DE LA INSULINA
POR FOSFORILACION – DESFOSFORILACION
METABOLISMO GLUCIDICO             METABOLISMO LIPIDICO
GLUCOGENO SINTETASA               LIPOPROTEINLIPASA 1 ACTIVADA POR
ACT. POR DESFOSFORILACION        DESFOSFORILACIONAUMENTO DE
AUMENTO DE GLUCOGENOGENESIS       CAPTACION DE VLDL
PIRUVATODESHIDROGENASA QUINASA    HIDROXIMETILGLUTARILCoA SINTETASA
ACT. POR DESFOSFORILACION        ACTIVADAS POR
AUMENTO DE KREBS                  DESFOSFORILACIONAUMENTO DE
                                  BIOSINTESIS DE COLESTEROL
PFK2 ACT. POR DESFOSFORILACION   CITRATO LIASA Y ACETIL CoA
AUMENTO DE GLUCOLISIS Y           CARBOXILASA
DISMUNUCION DE GLUCONEOGENESIS    ACTIVADAS POR FOSFORILACION-
                                  AUMENTO DE LA LIPOGENESIS
GLUCOSA 6PDESHIDROGENASA
ACT. DESFOSFORILACIONAUMENTO
DE VIA DE PENTOSAS
GLUCOGENOFOSFORILASA QUINASA
DESACT. POR DESFOSFDISMINUCION
DE GLUCOGENOLISIS
Estimulación de la secreción de glucagon

• Disminución [ glucosa ] + [ insulina ] aumentada
• Aumento [ aa libres ]*
• Adrenalina


    Inhibición de la secreción de glucagon


  • Aumento [ glucosa ]
Glucagon

• Siempre en sangre.
• Aparece en ayunas.
• Su concentración disminuye un poco
  cuando se secreta insulina.

• Señal de secreción: ingreso de glucosa
  (difusión facilitada) a las células alfa
  (insulinodependientes) disminuye
  secreción de glucagon.
Tejidos insulinodependientes
      “Tejidos que requieren insulina
        para poder captar glucosa”



• Músculo esquelético (en reposo)
• Tejido adiposo
• Células alfa pancreáticas
Tejidos insulinodependientes
 Cuando aumenta el nivel de insulina en la
 membrana de las células de estos tejidos


Aparece el receptor de membrana de glucosa
                   GLUT-4


       Entra glucosa a estas células

Insulina y glucagon

  • 1.
  • 2.
    Páncreas • Función Exócrina – Iones y Enzimas de la digestión • Función Endócrina (Islotes de Langerhans) – Células beta o B => Insulina (70%) – Células alfa o A=> Glucagon (25%) – Células delta o D=> Somatostatina (<5%) – Células F o PP=>Polipéptido Pancreático (trazas)
  • 3.
    INSULINA • Anabolizante proteica •Lipogénica: - inhibe la lipoproteinlipasa para que lípidos ingresen a células - estimula sintesis de TAG - inhibe lipasa hormonosens.  inhibe lipólisis • Hipoglucemiante: estimula todas las vías que disminuyen glucosa en sangre
  • 4.
    Destino de laglucosa: Fase absortiva Fuentes de Glucosa Utilización de la Glucosa 33% SNC + otros Células β Insulina Insulina 34% 33% Inhibición de Muscle glucogenólisis y gluconeogénesis + fat
  • 5.
    GLUCAGON • Catabolizante proteico •Lipolítica • Hiperglucemiante
  • 6.
    Movilización de laGlucosa Movilizació n de la Glucosa Utilizació n de la Glucosa Células α 64% SNC + otros Glucagon 8% 90% 18% Musculo Glucogenólisis Y 10% + Tej. adiposo Gluconeogénesis Riñón 10% Riñón
  • 7.
    Secreción de insulina •Insulina de liberación rápida: es insulina preformada. Aparece pico rápidamente. Vida media: 5 a 10 min • Luego aumenta la secreción de insulina que se prolonga en el tiempo según la cantidad de glúcidos consumidos. • Glucemia post-ingesta normal no es >200mg% ya que la secreción de insulina es inmediata y glucemia disminuye en la medida que exista respuesta.
  • 8.
    Síntesis de insulina •Insulina: estructura proteica 51 aa (21 + 30) con puentes S-S: 2 intercatenarios 1 intracatenario • Gen responsable: en el brazo corto del cromosoma 11. • Medición de insulina endógena  midiendo péptido C • Para diferenciar de insulina exógena en diabéticos insulinodependientes.
  • 9.
    Secreción de insulina NH2 1) Preproinsulina (PM 11.500) En Ribosomas HOOC Péptido B NH2 2) Proinsulina (PM 9.000) “inactiva” S S Se establecen puentes S-S S S Péptido A En Retículo endoplásmico HOOC Péptido C S S 3) Insulina (PM 5.734) “activa” NH2 Péptido B PC1 endopeptidasa S S PC2 endopeptidasa eliminan péptido C S S Carboxipeptidasa H HOOC Péptido A En Vesículas S S
  • 11.
    0 min Traducción de la Preproinsulina Clivaje del peptido señal NH2 terminal 20 min La Proinsulina pasa al Golgi y se empaca en vesículas 50-140 min La Prohormona convertasa rompe el péptido C 80-180 min La Insulina forma hexámeros con gránulos de Zn Secreción de gránulos -β (mec. Ca2+/ ATP dependiente) ESR11-12
  • 12.
    Estimulación de lasecreción de insulina • [ Glucosa ] Aumentada • [ aa libres ] Aumentada Dieta • [ Hormonas GI] Aumentadas Mixta (gastrina, secretina, CCK, GIP) • [ Glucagon ] Aumentada • Noradrenalina (baja [ ]; receptores α-adrenérgicos) • Acetilcolina “Incretinas” (≠ secretagogos)
  • 13.
    Estimulación de lascélulas β Sulfonilurea Ca2+ Glucosa Canal Canal de GLUT-2 sensible Ca2+ voltaje ATP-K+ dependiente Glucosa Glucoquinasa Ca2+ - G-6-P NAD+ ATP Gránulos β NADH ADP + Pi maduros Piruvato
  • 15.
    Factores Reguladores • [glucosa] ppal regulador VN 70-110 mg% sang. • Factores hormonales: • Adrenalina Θ; • STH; cortisol, estrógenos, progetinas + • Fármacos: • Sulfonilureas Θ; • tolbutamida +
  • 18.
    La insulina recombinante (21 + 30 aa) HOOC NH2 β - chain S S S S HOOC NH2 α - chain S S
  • 19.
    Dos productos genéticosdiferentes unidos • Genes sintéticos A y B se insertaron por separado en el gen bacteriano responsable de la b-galactosidasa presente en un plásmido. • Plásmidos recombinantes se introdujeron en E. coli donde se multiplicaron, fabricando una proteína quimérica, en la que una parte de la secuencia de la b- galactosidasa estaba unida por una metionina a las cadenas de la insulina. • Ninguna de las cadenas de insulina contiene metionina, • Se separaron las cadenas de la insulina del resto de proteína quimérica rompiéndola con bromuro de cianógeno que destruye la metionina. • Se purificaron las cadenas y se unieron mediante una reacción que forma puentes disulfuro
  • 22.
    EFECTOS METABOLICOS DELA INSULINA POR FOSFORILACION – DESFOSFORILACION METABOLISMO GLUCIDICO METABOLISMO LIPIDICO GLUCOGENO SINTETASA LIPOPROTEINLIPASA 1 ACTIVADA POR ACT. POR DESFOSFORILACION DESFOSFORILACIONAUMENTO DE AUMENTO DE GLUCOGENOGENESIS CAPTACION DE VLDL PIRUVATODESHIDROGENASA QUINASA HIDROXIMETILGLUTARILCoA SINTETASA ACT. POR DESFOSFORILACION ACTIVADAS POR AUMENTO DE KREBS DESFOSFORILACIONAUMENTO DE BIOSINTESIS DE COLESTEROL PFK2 ACT. POR DESFOSFORILACION CITRATO LIASA Y ACETIL CoA AUMENTO DE GLUCOLISIS Y CARBOXILASA DISMUNUCION DE GLUCONEOGENESIS ACTIVADAS POR FOSFORILACION- AUMENTO DE LA LIPOGENESIS GLUCOSA 6PDESHIDROGENASA ACT. DESFOSFORILACIONAUMENTO DE VIA DE PENTOSAS GLUCOGENOFOSFORILASA QUINASA DESACT. POR DESFOSFDISMINUCION DE GLUCOGENOLISIS
  • 24.
    Estimulación de lasecreción de glucagon • Disminución [ glucosa ] + [ insulina ] aumentada • Aumento [ aa libres ]* • Adrenalina Inhibición de la secreción de glucagon • Aumento [ glucosa ]
  • 26.
    Glucagon • Siempre ensangre. • Aparece en ayunas. • Su concentración disminuye un poco cuando se secreta insulina. • Señal de secreción: ingreso de glucosa (difusión facilitada) a las células alfa (insulinodependientes) disminuye secreción de glucagon.
  • 27.
    Tejidos insulinodependientes “Tejidos que requieren insulina para poder captar glucosa” • Músculo esquelético (en reposo) • Tejido adiposo • Células alfa pancreáticas
  • 28.
    Tejidos insulinodependientes Cuandoaumenta el nivel de insulina en la membrana de las células de estos tejidos Aparece el receptor de membrana de glucosa GLUT-4 Entra glucosa a estas células