Função endócrina do pâncreas

O pâncreas está localizado na parede posterior da cavidade abdominal, atrás do estômago, no nível de L1-L2 e se estende do duodeno ao hilo do baço. Seu comprimento é de cerca de 15 cm e seu peso é de cerca de 100 g. O pâncreas possui uma cabeça localizada no arco do duodeno, um corpo e uma cauda que alcançam o hilo do baço e se situam retroperitonealmente. O suprimento sanguíneo para o pâncreas é realizado pelas artérias esplênica e mesentérica superior. O sangue venoso entra pelas veias esplênica e mesentérica superior. O pâncreas é inervado por nervos simpáticos e parassimpáticos, cujas fibras terminais entram em contato com a membrana celular das células das ilhotas.

O pâncreas tem funções exócrinas e endócrinas. Esta última é realizada pelas ilhotas de Langerhans, que constituem cerca de 1 a 3% da massa da glândula (de 1 a 1,5 milhão). O diâmetro de cada uma é de cerca de 150 µm. Uma ilhota contém de 80 a 200 células. Existem vários tipos delas, dependendo de sua capacidade de secretar hormônios polipeptídicos. As células A produzem glucagon, as células B produzem insulina e as células D produzem somatostatina. Várias células das ilhotas também foram descobertas, as quais supostamente produzem polipeptídeo intersticial vasoativo (VIP), peptídeo gastrointestinal (GIP) e polipeptídeo pancreático. As células B estão localizadas no centro da ilhota e as demais estão localizadas em sua periferia. A maior parte da massa - 60% das células - são células B, 25% - células A, 10% - células D e o restante - 5% da massa.

A insulina é formada nas células B a partir de seu precursor, a pró-insulina, que é sintetizada nos ribossomos do retículo endoplasmático rugoso. A pró-insulina consiste em 3 cadeias peptídicas (A, B e C). As cadeias A e B são conectadas por pontes dissulfeto, e o peptídeo C liga as cadeias A e B. O peso molecular da pró-insulina é de 9.000 dáltons. A pró-insulina sintetizada entra no complexo de Golgi, onde é decomposta por enzimas proteolíticas em uma molécula de peptídeo C com peso molecular de 3.000 dáltons e uma molécula de insulina com peso molecular de 6.000 dáltons. A cadeia A da insulina consiste em 21 resíduos de aminoácidos, a cadeia B em 30 e o peptídeo C em 27-33. O precursor da pró-insulina em sua biossíntese é a pré-pró-insulina, que se diferencia da anterior pela presença de outra cadeia peptídica, composta por 23 aminoácidos e ligada à extremidade livre da cadeia B. O peso molecular da pré-pró-insulina é de 11.500 dáltons. Ela se transforma rapidamente em pró-insulina nos polissomos. Do complexo de Golgi (complexo lamelar), a insulina, o peptídeo C e, em parte, a pró-insulina entram nas vesículas, onde a primeira se liga ao zinco e se deposita em estado cristalino. Sob a influência de vários estímulos, as vesículas se movem para a membrana citoplasmática e liberam insulina dissolvida no espaço pré-capilar por emiocitose.

O estimulador mais potente de sua secreção é a glicose, que interage com receptores da membrana citoplasmática. A resposta da insulina ao seu efeito é bifásica: a primeira fase - rápida - corresponde à liberação das reservas de insulina sintetizada (1º pool), a segunda - lenta - caracteriza a velocidade de sua síntese (2º pool). O sinal da enzima citoplasmática - adenilato ciclase - é transmitido ao sistema AMPc, mobilizando o cálcio da mitocôndria, que participa da liberação de insulina. Além da glicose, aminoácidos (arginina, leucina), glucagon, gastrina, secretina, pancreozimina, polipeptídeo inibitório gástrico, neurotensina, bombesina, sulfanilamidas, estimulantes beta-adrenérgicos, glicocorticoides, STH, ACTH têm efeito estimulante na liberação e secreção de insulina. Hipoglicemia, somatostatina, ácido nicotínico, diazóxido, estimulação alfa-adrenérgica, fenitoína e fenotiazinas suprimem a secreção e a liberação de insulina.

A insulina no sangue é livre (insulina imunorreativa, IRI) e ligada às proteínas plasmáticas. A degradação da insulina ocorre no fígado (até 80%), rins e tecido adiposo sob a influência da glutationa transferase e glutationa redutase (no fígado), insulinase (nos rins) e enzimas proteolíticas (no tecido adiposo). A pró-insulina e o peptídeo C também sofrem degradação no fígado, mas de forma muito mais lenta.

A insulina tem múltiplos efeitos nos tecidos dependentes de insulina (fígado, músculos, tecido adiposo). Não tem efeito direto nos tecidos renal e nervoso, no cristalino e nos eritrócitos. A insulina é um hormônio anabólico que aumenta a síntese de carboidratos, proteínas, ácidos nucleicos e gordura. Seu efeito no metabolismo de carboidratos é expresso no aumento do transporte de glicose para as células dos tecidos dependentes de insulina, estimulação da síntese de glicogênio no fígado e supressão da gliconeogênese e glicogenólise, o que causa uma diminuição nos níveis de açúcar no sangue. O efeito da insulina no metabolismo de proteínas é expresso na estimulação do transporte de aminoácidos através da membrana citoplasmática das células, síntese de proteínas e inibição de sua degradação. Sua participação no metabolismo de gorduras é caracterizada pela inclusão de ácidos graxos nos triglicerídeos do tecido adiposo, estimulação da síntese de lipídios e supressão da lipólise.

O efeito biológico da insulina se deve à sua capacidade de se ligar a receptores específicos da membrana citoplasmática celular. Após a ligação a eles, o sinal é transmitido por meio de uma enzima presente na membrana celular – a adenilato ciclase – ao sistema AMPc, que, com a participação de cálcio e magnésio, regula a síntese proteica e a utilização da glicose.

A concentração basal de insulina, determinada radioimunologicamente, é de 15 a 20 μU/ml em indivíduos saudáveis. Após uma dose oral de glicose (100 g), seu nível aumenta de 5 a 10 vezes em comparação com o nível inicial após 1 hora. A taxa de secreção de insulina em estômago vazio é de 0,5 a 1 U/h, e após uma refeição aumenta para 2,5 a 5 U/h. A secreção de insulina aumenta pela estimulação parassimpática e diminui pela estimulação simpática.

O glucagon é um polipeptídeo de cadeia única com peso molecular de 3.485 daltons. Consiste em 29 resíduos de aminoácidos. É decomposto no corpo por enzimas proteolíticas. A secreção de glucagon é regulada por glicose, aminoácidos, hormônios gastrointestinais e sistema nervoso simpático. É potencializada por hipoglicemia, arginina, hormônios gastrointestinais, especialmente pancreozimina, fatores que estimulam o sistema nervoso simpático (atividade física, etc.) e pela diminuição dos níveis sanguíneos de ácidos graxos livres.

A produção de glucagon é inibida pela somatostatina, hiperglicemia e níveis elevados de ácidos graxos livres no sangue. O conteúdo de glucagon no sangue aumenta com diabetes mellitus descompensado e glucagonoma. A meia-vida do glucagon é de 10 minutos. Ele é inativado principalmente no fígado e nos rins, dividindo-se em fragmentos inativos sob a influência das enzimas carboxipeptidase, tripsina, quimotripsina, etc.

O principal mecanismo de ação do glucagon é caracterizado pelo aumento da produção de glicose pelo fígado, estimulando sua degradação e ativando a gliconeogênese. O glucagon se liga aos receptores da membrana dos hepatócitos e ativa a enzima adenilato ciclase, que estimula a formação de AMPc. Isso leva ao acúmulo da forma ativa da fosforilase, que participa do processo de gliconeogênese. Além disso, a formação de enzimas glicolíticas essenciais é suprimida e a liberação de enzimas envolvidas no processo de gliconeogênese é estimulada. Outro tecido dependente de glucagon é o tecido adiposo. Ao se ligar aos receptores dos adipócitos, o glucagon promove a hidrólise dos triglicerídeos com a formação de glicerol e ácidos graxos livres. Esse efeito é alcançado estimulando o AMPc e ativando a lipase sensível a hormônios. O aumento da lipólise é acompanhado por um aumento dos ácidos graxos livres no sangue, sua inclusão no fígado e a formação de cetoácidos. O glucagon estimula a glicogenólise no músculo cardíaco, o que aumenta o débito cardíaco, dilata as arteríolas e reduz a resistência periférica total, reduz a agregação plaquetária, a secreção de gastrina, pancreozimina e enzimas pancreáticas. A formação de insulina, hormônio somatotrópico, calcitonina, catecolaminas e a excreção de fluidos e eletrólitos na urina aumentam sob a influência do glucagon. Seu nível basal no plasma sanguíneo é de 50 a 70 pg/ml. Após a ingestão de alimentos proteicos, durante o jejum, em casos de doença hepática crônica, insuficiência renal crônica e glucagonoma, o conteúdo de glucagon aumenta.

A somatostatina é um tetradecapeptídeo com peso molecular de 1600 daltons, composto por 13 resíduos de aminoácidos com uma ponte dissulfeto. A somatostatina foi descoberta inicialmente no hipotálamo anterior e, posteriormente, nas terminações nervosas, vesículas sinápticas, pâncreas, trato gastrointestinal, glândula tireoide e retina. A maior quantidade do hormônio é formada no hipotálamo anterior e nas células D do pâncreas. O papel biológico da somatostatina é suprimir a secreção do hormônio somatotrópico, ACTH, TSH, gastrina, glucagon, insulina, renina, secretina, peptídeo gástrico vasoativo (VGP), suco gástrico, enzimas pancreáticas e eletrólitos. Ela reduz a absorção de xilose, a contratilidade da vesícula biliar, o fluxo sanguíneo nos órgãos internos (em 30-40%), o peristaltismo intestinal e também reduz a liberação de acetilcolina pelas terminações nervosas e a excitabilidade elétrica dos nervos. A meia-vida da somatostatina administrada por via parenteral é de 1 a 2 minutos, o que nos permite considerá-la um hormônio e neurotransmissor. Muitos efeitos da somatostatina são mediados por sua influência nos órgãos e tecidos mencionados. O mecanismo de sua ação em nível celular ainda não está claro. O conteúdo de somatostatina no plasma sanguíneo de indivíduos saudáveis é de 10 a 25 pg/l e aumenta em pacientes com diabetes mellitus tipo 1, acromegalia e tumor de células D do pâncreas (somatostatinoma).

O papel da insulina, glucagon e somatostatina na homeostase. A insulina e o glucagon desempenham o papel principal no equilíbrio energético do corpo, mantendo-o em um determinado nível em vários estados do corpo. Durante o jejum, o nível de insulina no sangue diminui e o glucagon aumenta, especialmente do 3º ao 5º dia de jejum (aproximadamente 3 a 5 vezes). O aumento da secreção de glucagon causa aumento da degradação de proteínas nos músculos e acelera o processo de gliconeogênese, que ajuda a repor as reservas de glicogênio no fígado. Assim, um nível constante de glicose no sangue, necessário para o funcionamento do cérebro, dos eritrócitos e da medula renal, é mantido pelo aumento da gliconeogênese, da glicogenólise, da supressão da utilização de glicose por outros tecidos sob a influência do aumento da secreção de glucagon e da redução do consumo de glicose pelos tecidos dependentes de insulina como resultado da diminuição da produção de insulina. Durante o dia, o tecido cerebral absorve de 100 a 150 g de glicose. A hiperprodução de glucagon estimula a lipólise, que aumenta o nível de ácidos graxos livres no sangue, que são utilizados pelo coração e outros músculos, fígado e rins como fonte de energia. Durante o jejum prolongado, os cetoácidos formados no fígado também se tornam uma fonte de energia. Durante o jejum natural (noturno) ou durante longos intervalos na ingestão de alimentos (6 a 12 horas), as necessidades energéticas dos tecidos dependentes de insulina do corpo são mantidas pelos ácidos graxos formados durante a lipólise.

Após a ingestão de carboidratos, observa-se um rápido aumento nos níveis de insulina e uma diminuição nos níveis de glucagon no sangue. O primeiro causa uma aceleração da síntese de glicogênio e da utilização de glicose pelos tecidos dependentes de insulina. Alimentos proteicos (por exemplo, 200 g de carne) estimulam um aumento acentuado na concentração de glucagon no sangue (de 50 a 100%) e um aumento insignificante na insulina, o que contribui para o aumento da gliconeogênese e da produção de glicose pelo fígado.

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