Metabolismo da Glicose

O sistema nervoso e o sistema hormonal (endócrino) constituem uma integração que regula diversas e importantes atividades fisiológicas da vida animal.

Os hormônios (do grego hormon = excitar) são compostos orgânicos produzidos por células isoladas ou por glândulas endócrinas. Liberados no sangue - em pequena quantidade -, eles atuam como mensageiros químicos capazes de estimular ou inibir a atividade de um determinado órgão, denominado órgão-alvo. Esse mecanismo de ação ocorre por feedback.

A produção de hormônios pelo sistema endócrino é uma resposta tanto a estímulos internos como a estímulos externos ao organismo.

Órgão-alvo e seus receptores: estímulo ou inibição hormonal

Cada órgão-alvo é dotado de receptores químicos específicos para um determinado hormônio. Os receptores, ao serem sensibilizados pelo hormônio, desencadeiam os processos que culminarão com o estímulo ou a inibição do desempenho fisiológico do órgão-alvo. Por exemplo, o hormônio enterogastrona, que tem a função de inibir a secreção do suco gástrico, atua apenas na mucosa gástrica, após ser detectado por receptores específicos aí existentes; outros órgãos, destituídos desses receptores, não reagem à presença da enterogastrona.

Glândulas endócrinas e a produção de hormônios

As glândulas endócrinas - produtoras de hormônios - não possuem canais excretores. Por isso, lançam seus hormônios diretamente no sangue. Assim, o sangue atua como veículo de distribuição hormonal ao longo do organismo.

O pâncreas 

O pâncreas é uma glândula anfícrina ou mista, o que significa a presença de dois comportamentos:

• exócrino - ao produzir e lançar o suco pancreático, contendo enzimas digestivas, no intestino delgado (duodeno).
• endócrino - ao produzir hormônios.

A atividade endócrina do pâncreas é exercida por grupos de células denominadas ilhotas de Langerhans. Estas produzem a insulina e o glucagon, hormônios relacionados com a glicemia (taxa de glicose no sangue).

• células  - glucagon hiperglicemia
• células (70% de cada ilhota) - insulina hipoglicemia

Os dois hormônios são polipeptídeos. A insulina age no nível das membranas celulares, tornando-as permeáveis à glicose, que pode ser assim utilizada na respiração celular ou armazenada nos músculos e fígado sob a forma de glicogênio. No fígado, o glucagon estimula a glicogenólise, ou seja, o desdobramento do glicogênio em glicose e a sua liberação na circulação.

O diabete (ou diabetes) é uma doença complexa, exibindo diferentes tipos e graus de patologia. Trata-se de uma doença familiar; a suscetibilidade ao diabetes tem um grande componente genético. Além disso, o exercício físico e a quantidade da dieta têm um profundo efeito sobre sua incidência. O diabete melito - diabetes mellitus - é doença relacionada com o distúrbio hormonal produtor de insulina. Nas pessoas diabéticas há elevada taxa de glicose no sangue, ocorrendo, inclusive a sua eliminação pela urina (glicosúria). Nessas pessoas está insuficiente a produção da enzima glucoquinase, uma das responsáveis pela fosforilação da glicose intracelular.

A baixa produção de insulina implica nas células tornarem-se pouco permeáveis à glicose - sensação de fome e fraqueza muscular -, o que acaba acarretando em degradação de gorduras e proteínas para obter energia. Assim, a pessoa diabética pode emagrecer e torna-se fraca. Um outro sintoma diabético, é a produção de grande volume de urina (poliúria), visto que a presença de muita glicose na urina inicial diminui a reabsorção de água pelos túbulos renais (néfrons). Estes últimos sintomas originaram os nomes diabetes (em grego, sifão) e mellitus (doce).

Diabete, glicose e insulina

Há dois tipos de diabetes mellitus:

1. Tipo I - conhecido como diabete juvenil.

Este tipo desenvolve-se antes dos 30 anos de idade e é resultante da morte de grande quantidade de células  do pâncreas, acarretando na deficiência da produção de insulina. Este tipo apresenta alto risco de comprometimento vascular. Ocorre em 10% dos diabéticos, os quais, para compensar tomam injeções de insulina diariamente.

2. Tipo II - diabete tardio.

Esta forma se desenvolve, geralmente após os trinta anos de idade, sendo que a pessoa apresenta níveis praticamente normais de insulina no sangue, porém apresenta redução do número de receptores de insulina nas células-alvo, de maneira que elas não conseguem se combinar com as quantidades necessárias do hormônio, sendo pouco estimuladas por ele.

A interação entre insulina e glucagon é responsável pela normoglicemia - 80 a 120 mg de glicose por 100 ml de sangue (próximo de 0,9 mg / ml). A absorção de açúcar pelas células intestinais, após uma refeição, aumenta a concentração da glicose sanguínea. O aumento no nível sanguíneo de glicose estimula as células das ilhotas de Langerhans - mecanismo de feedback - a secretarem insulina. Sob a ação desse hormônio, as células passam a absorver mais glicose e a concentração desse açúcar no sangue diminui - mecanismo de feedback negativo -, mantendo a concentração ideal (homeostasia).

O fígado é o principal órgão para o processamento e distribuição de nutrientes. Ele é responsável pela formação da glicose circulante e das lipoproteínas plasmáticas, e pela distribuição de aminoácidos através do sangue. Ele transforma outros monossacarídeos em glicose-6-fosfato, que é convertida a glicogênio, a acetil-CoA e, daí, a ácidos graxos; a glicose-6-fosfato também é usada para gerar NADPH₂ para a síntese redutora de ácidos graxos e colesterol. O fígado também desamina os aminoácidos, realiza a gliconeogênese e é o único local de síntese da ureia. Ele também forma e secreta os sais e os pigmentos biliares no intestino.

O tecido adiposo, ou gorduroso, é outro importante centro de armazenamento e distribuição de combustíveis. Ele pode armazenar enormes quantidades de triacilgliceróis, que são recebidos na forma de quilomícrons intestinais ou são gerados a partir da glicose circulante sob estímulo da insulina. Os triacilgliceróis têm um teor energético maior que o do glicogênio. Os ácidos graxos livres são liberados pelo tecido adiposo quando estimulado pela adrenalina e outros hormônios.

O cérebro utiliza 20% do total de oxigênio consumido pelo corpo, e só pode usar glicose como combustível em condições normais. O coração utiliza como combustível primariamente os ácidos graxos e os corpos cetônicos; mas, quando é imposta uma súbita carga de trabalho, ele pode empregar a conversão glicolítica de glicogênio a lactato como fonte de ATP. O músculo esquelético também utiliza os ácidos graxos livres e os corpos cetônicos como combustíveis, mas depende da conversão do glicogênio a glicose, para enfrentar súbitas necessidades de energia.

No jejum, as reservas corpóreas de triacilgliceróis são a principal fonte de energia, suplementada pelas proteínas que, pela gliconeogênese, a partir de aminoácidos, fornecem glicose circulante para o cérebro. O exaurimento de proteínas é minimizado por uma adaptação metabólica na qual o cérebro adquire a capacidade de usar corpos cetônicos circulantes, oriundos da oxidação dos ácidos graxos livres, como fonte de energia, em vez da glicose. Entretanto, quando os suprimentos de triacilgliceróis estão esgotados, há um consumo intenso de proteínas, principalmente as provenientes dos músculos. O kwashiorkor é uma situação de semi-jejum em crianças, devido a uma dieta deficiente em proteínas.

Quando não controlada por dietas e medicação que baixem a glicemia, ou pela própria injeção de insulina, essa doença (diabetes) pode conduzir a um preocupante quadro clínico: queda de metabolismo, enfraquecimento, problemas vasculares - degeneração da parede dos vasos sanguíneos -, catarata, cegueira, dificuldades de cicatrização de ferimentos e de coagulação do sangue. Há risco de coma e morte, quando altas taxas de ácidos graxos são metabolizadas, os quais produzem cetoacidose, alterando significativamente o pH dos fluidos corporais ou reduzem de maneira importante a capacidade de tamponar ácidos do sangue.

Uma outra aberração importante no metabolismo glicídico no diabetes é a quase completa interrupção da conversão de glicose a ácidos graxos normais. Cerca de um terço dos carboidratos ingeridos pode ser transformado em ácidos graxos e, então, a triacilgliceróis, no fígado e no tecido adiposo.

Todas as aberrações metabólicas podem ser revertidas pela administração de insulina, que aumenta a velocidade de remoção da glicose do sangue em concentrações normais da glicemia, aumenta a quantidade de glucoquinase, inibe a biossíntese de enzimas específicas da gliconeogênese (e, assim diminui a formação de glicose a partir de aminoácidos), restaura o grau normal de conversão de glicose a ácidos graxos e inibe a degradação oxidativa dos ácidos graxos. Em consequência, a glicemia se normaliza, a glicosúria cessa e os corpos cetônicos caem a seus níveis normais no sangue e na urina.

A administração de quantidades excessivas de insulina a animais normais ou a superdose em diabéticos promove uma queda da glicemia a menos de 80 mg por 100 ml. Quantidades muito elevadas de insulina causam choque insulínico, convulsões e coma, que ocorrem quando a glicemia cai abaixo de 20 mg por 100 ml, podendo ser revertido pela administração intravenosa de glicose.

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