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Metabolismo da Insulina

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Tema: Insulina

Metabolismo da Insulina


O mecanismo químico na qual a insulina exerce sua função sobre as células não é conhecido. Contudo, sabe-se que a insulina fixa-se a uma grande proteína receptora com peso molecular de cerca de 300.000, no interior ou na superfície da membrana celular. Existe certa evidência de que esta fixação pudesse então ativar o sistema AMP cíclico celular e que isso, por sua vez, agisse como um segundo mensageiro para promover os efeitos da insulina.Uma vez a insulina secretada no sangue, ela é removida quase tão rapidamente e, a seguir, degradada. O fígado é o maio responsável por isso. Por conseguinte a insulina circula durante menos de 10 minutos. Essa rápida destruição é importante porque, às vezes, é tão essencial que as funções do controle da insulina sejam interrompidas rapidamente, quão importante é o rápido acionamento de sua atividade.

Efeito da Insulina no Metabolismo dos Carboidratos: Logo após uma grande refeição com carboidratos, a glicose absorvida no sangue ocasiona rápida secreção de insulina. Essa, por sua vez, ocasiona rápida captação, armazenamento e uso da glicose, por quase todos os tecidos orgânicos, porém especialmente pelo fígado, pelos músculos e pelo tecido adiposo.

Efeito da insulina na promoção da captação hepática, do armazenamento e uso da glicose: Um dos efeitos mais importantes da insulina é fazer com que a maior parte da glicose absorvida após a refeição seja armazenada quase que imediatamente. Então, entre as refeições, quando não existe insulina e a concentração de glicemia começa a cair, o glicogênio hepático é novamente desdobrado em glicose, que é liberada de volta ao sangue, para evitar que a concentração de glicemia cais demasiado. O mecanismo do qual a insulina ocasiona a captação e o armazenamento da glicose no fígado inclue várias fases quase simultâneas:

A insulina inibe a fosforilase, a enzima que faz com que o glicogênio seja desdobrado em glicose.

A insulina determina o aumento da captação de glicose no sangue pelas células hepáticas. Efetua isso aumento a atividade da enzima glicoquinase que é a enzima causadora da fosforilação inicial da glicose, após sua difusão nas células hepáticas. Uma vez fosforilada, a glicose é aprisionada no interior das células hepáticas, portanto a glicose fosforilada não pode difundir-se de volta através da membrana celular. Porém as células hepáticas são altamente permeáveis à glicose livre, de forma que novas quantidades de glicose continuam a difundir-se para o interior.

A insulina aumenta, a atividade das enzimas que promovem a síntese de glicogênio, incluindo a fosfofrutoquinase, que age na segunda fase de fosforilação da glicose, e a sintetase do glicogênio, que é responsável pela polimerização das unidades de monossacarídeos para formar as moléculas de glicogênio.

O efeito final das reações acima é aumentar a quantidade de glicogênio no fígado.

Liberação de glicogênio no fígado entre as refeições: Após o término da refeição e o início da queda de glicemia a baixos níveis, ocorrem, então, vários eventos que fazem com que o fígado libere a glicose de volta à circulação sanguínea:

Outros Efeitos da Insulina no Metabolismo dos Carboidratos no Fígado: A insulina também promove a conversão da glicose hepática em ácidos graxos e esses ácidos graxos são, subseqüentemente, transportados para o tecido adiposo e depositados como gordura. A insulina inibe, também a gliconeogênese. Isso é efetuado principalmente, através da diminuição da quantidade e atividade das enzimas hepáticas necessárias para a gliconeogênese. Contudo, parte do efeito é causada também por uma ação da insulina sobre a diminuição da liberação dos aminoácidos do músculo e de outros tecidos extra hepáticos, diminuindo, assim, a disponibilidade dos precursores necessários para a gliconeogênese.

Efeito da Insulina sobre a Promoção do Metabolismo da Glicose nos Músculos: Durante a maior parte do dia, o tecido muscular depende, para sua energia, não da glicose, porém dos ácidos graxos. A principal razão disso é que a membrana do músculo normal em repouso é quase impermeável à glicose, exceto quando a fibra muscular é estimulada pela insulina. E entre as refeições a quantidade de insulina secretada é muito pequena para promover a entrada de quantidades significativas de insulina no interior das células musculares. Contudo, em duas condições os músculos utilizam grandes quantidades de glicose para energia. Uma delas é durante o período de exercícios intensos. Esse uso de glicose, não requer grandes quantidades de insulina, porque as fibras musculares em exercícios, tornam-se altamente permeáveis à glicose, mesmo na ausência de insulina, devido ao seu próprio processo de contração.

A segunda condição em que o músculo utiliza grandes quantidades de glicose é durante algumas horas após as refeições. Nessa ocasião, a concentração de glicemia está elevada; o pâncreas também está secretando grandes quantidades de insulina e essa quantidade extra

causa o rápido transporte de glicose para o interior das células musculares. Além disso, a insulina aumenta a atividade da fosfofrutoquinase no músculo, que catalisa a fosforilação completa da glicose, tornando-a disponível para uso no sistema energético glicolítico das células musculares. Por conseguinte, o sistema metabólico dos carboidratos na célula muscular, torna-se temporariamente energizado e isso faz com que a célula muscular, durante esse período prefira utilizar os carboidratos aos ácidos graxos.

Mecanismo de Promoção, pela Insulina, do Transporte da Glicose através da Membrana da Célula Muscular: A insulina promove o transporte da glicose para as células musculares de modo diferente da promoção desse transporte nas células hepáticas. O transporte nas células hepáticas resulta, principalmente, de um mecanismo de aprisionamento, causado pela fosforilação da glicose, sob influência da glicoquinase. Mas a insulina também possui um efeito direto sobre a membrana da célula muscular, de forma a facilitar o transporte de glicose. O processo consiste numa combinação da glicose com uma substância transportadora que se difunde para o interior da membrana por difusão facilitada, ou seja a favor do gradiente de concentração, determinando assim, um equilíbrio nas quantidades intra e extracelular. A insulina combina-se com uma proteína receptora na membrana celular e pode ser assim o próprio carreador da glicose ou pode ser a primeira fase de uma cadeia de eventos que leva à ativação de eventos que leva à ativação do sistema transportador.

Efeitos da Insulina no Metabolismo das Gorduras: A insulina possui vário efeitos diferentes que levam ao armazenamento da gordura no tecido adiposo. Um deles é o simples fato de que a insulina aumenta o índice de utilização da glicose por muitos tecidos do organismo, e isso funciona como um "economizador de gordura". Contudo, a insulina promove, também, a síntese de ácidos graxos. A maior parte dessa síntese ocorre nas células hepáticas e os ácidos graxos são transportados, então para as células adiposas, para serem armazenados. Mas pequena parte da síntese ocorre nas células gordurosas.

Armazenamento da Gordura nas Células Adiposas: A insulina possui dois efeitos que são essenciais para o armazenamento de gordura nas células adiposas.

A insulina inibe a ação da lípase hormônio-sensível. Já que essa é a enzima que causa a hidrólise dos triglicerídeos nas células adiposas, a liberação de ácidos graxos no sangue é por conseguinte, inibida.

A insulina promove o transporte de glicose para os lipócitos, da mesma forma que promove o transporte de glicose para as células musculares (já explicado). A glicose é então utilizada para sintetizar os ácidos graxos, mais importante ainda, ela forma outra substância essencial ao armazenamento da gordura. Durante o desdobramento glicolítico da glicose, grandes quantidades de substância a- glicerofosfato são formadas. Essa substância supre o glicerol que fixa com os ácidos graxospara formar triglicerídeos, a forma de armazenamento de gordura nas células adiposas. Assim, quando não se dispõe de insulina para promover a entrada de glicose nas células adiposas, o armazenamento da glicose encontra-se grandemente diminuído ou bloqueado.

Efeito da Insulina sobre o Metabolismo Protéico e o Crescimento:

Efeito da Insulina sobre a Síntese e Armazenamento de Proteínas: Para o armazenamento de proteínas, a insulina causa o transporte ativo de muitos aminoácidos para o interior das células. Assim, a insulina divide com o hormônio de crescimento a capacidade de aumentar a captação de aminoácidos pelas células.

A insulina possui um efeito direto sobre os ribossomas, aumentando a tradução do RNAm , formando assim novas proteínas. A insulina liga a "maquinaria" ribossômica. Na ausência de insulina, os ribossomas param de trabalhar, como se a insulina exercese um mecanismo de "liga-desliga".

Depois de longo período de tempo, a insulina também aumenta o índice de transcrição de DNA nos núcleos celulares, formando, assim, quantidades maiores de RNA. Eventualmente, ele aumenta o índice de formação de novo DNA e mesmo a reprodução de células. Todos esses efeitos promovem a síntese protéica ainda maior.

A insulina também inibe o catabolismo das proteínas, diminuindo, assim, o índice de liberação dos aminoácidos pelas células. Provavelmente, isto resulta de certa capacidade que tem a insulina de diminuir a degradação normal das proteínas pelos lisossomas celulares.

Efeito da Insulina sobre o Crescimento: Já que a insulina é necessária para a síntese de proteínas, ela é igualmente tão importante para o crescimento do animal como o hormônio de crescimento. Sendo que estes dois hormônios (insulina e hormônio de crescimento) atuam juntos, mas independente um do outro, para promover o crescimento.

Glucacon: O glucacon possui várias funções que são opostas à insulina.

Com a ingestão de glucacon purificado, ocorre no animal um profundo efeito hiperglicêmico. Os dois principais efeitos do glucacon sobre o metabolismo da glicose são: (1) o desdobramento do glicogênio hepático (glicogenólise) e (2) aumento da gliconeogênese.

Glicogenólise e Aumento da Glicemia Causados pelo Glucacon: A glicogenólise do fígado se dá através dos seguintes fatores:

Gliconeogênese Causada pelo Glucacon: Mesmo após a total depleção do glicogênio hepático sobre a influência do glucacon, a secreção contínua desse hormônio continua a produzir hiperglicemia. Isso resulta do efeito do glucacon sobre o aumento da velocidade da gliconeogênese nas células hepáticas. Não se conhece o mecanismo desse efeito, acredita-se que o mesmo resulte principalmente da ativação do sistema enzimático para converter o piruvato em fosfoenolpiruvato, uma das fases limitadoras na gliconeogênese.

Outros efeitos do glucacon: A maioria dos outros efeitos do glucacon só ocorre quando a concentração dessa substância eleva-se muito acima do nível normalmente encontrado nos líquidos orgânicos. Alguns deles são o aumento da contração cardíaca, o aumento da secreção biliar, o aumento da calcitonina e a inibição da secreção ácida do estômago.

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