C1 ACC4 Flashcards
¿Qué tipos celulares requieren exclusivamente de glucosa para su metabolismo energético?
Neuronas, eritrocitos, células de túbulos renales medulares y espermios
¿Cómo es la extracción de glucosa del torrente sanguíneo?
Persistente, no se detiene nunca
¿Cuáles son los mecanismos de entrada de glucosa a la sangre?
- Absorción intestinal de glucosa
- Producción hepática de glucosa (glucogenolisis o gluconeogénesis)
- Aporte renal de glucosa: fundamentalmente por reabsorción tubular del total de glucosa filtrada, y aparte gluconeogénesis renal (15% de producción endógena)
¿Cuál es la vía de extracción de glucosa más importante?
Extracción celular de glucosa para su destinación oxidativa, para generar energía
¿Qué vías de extracción de glucosa se activan en las primeras horas posteriores a la ingesta?
- Extracción hepática de glucosa: destinación no oxidativa, principalmente para glicogenogénesis, pero otra parte es para síntesis de glicerol-P y lipogénesis
- Extracción muscular de glucosa: destinación no oxidativa (glicogenogénesis). Es la principal vía de extracción en el período postprandial (80%)
- Extracción del tejido adiposo: destinación oxidativa, que luego se usa para síntesis de glicerol-P y lipogénesis
Etapa I de la regulación de la glicemia
Fase absortiva, hasta 3-4 h post ingesta. Aquí el aporte de glucosa al plasma es principalmente por absorción intestinal de glucosa. Hígado cesa su producción de glucosa al plasma y aumenta su exportación de TAG, llamándose “hígado lipogénico”
¿Qué hormona controla la etapa I?
Insulina
Etapa II de la regulación de la glicemia
Fase postabsortiva. Se activa la producción hepática de glucosa, “hígado glucogénico”, habiendo principalmente glicogenolisis hepática. Hígado solo puede almacenar 100 g de glicógeno, lo que aporta por 10 h, pero este mecanismo decae a las 6 h post ingesta
¿Qué hormona controla la etapa II?
Glucagón
Etapa III de la regulación de la glicemia
Fase de ayuno temprano. Aquí la producción hepática es más por gluconeogénesis, usando como combustible oxaloacetato y glicerol. Mantiene la glicemia 8-10 h post ingesta
¿Qué hormona controla la etapa III?
Glucagón, aunque también hay un papel importante de la hormona del crecimiento, principalmente durante el sueño no REM
Etapa IV de la regulación de la glicemia
Fase de ayuno intermedio. Mantención de glicemia post 24 h por gluconeogénesis hepática y renal. Post 12 h de ingesta aumenta la lipólisis y entrega de glicerol a hígado y riñón para esto (comandado por glucagón y catecolaminas)
¿Qué hormona controla la etapa IV?
Glucagón y catecolaminas. Post 24 h de la ingesta comienza a comandar el cortisol, promoviendo lipólisis y proteólisis (para entregar aác como sustratos gluconeogénicos)
¿Qué ocurre si el ayuno se mantiene por más de 3 días?
Se habla de ayuno tardío, que sería una etapa V, manejado por cortisol
Fase anabólica de la regulación de la glicemia
Corresponde a la etapa I, hay un predominio de la insulina por sobre las hormonas contrarregulatorias (razón insulina/HCR alto)
Fase catabólica de la regulación de la glicemia
Corresponde a las etapas II, III y IV, existe un predominio de hormonas contrarregulatorias sobre insulina (razón insulina/HCR bajo), principalmente glucagón. Recordar que gluconeogénesis es un proceso catabólico, porque no genera una molécula de mayor complejidad
Características de la insulina
Regulador hormonal maestro del metabolismo intermediario, tiene la capacidad de activar en bloque la mayoría de los procesos anabólicos. Entre ellos:
- Estimula lipogénesis en hígado y tejido adiposo
- Promueve síntesis y exportación de VLDL, “hígado lipogénico”
- Promueve síntesis de proteínas principalmente en músculo esquelético
¿Qué suprime la insulina?
Procesos catabólicos, con distinta sensibilidad, en orden de mayor a menor sensibilidad:
- Cetogénesis
- Gluconeogénesis
- Lipólisis
¿Cuál es el principal órgano en la respuesta de contrarregulación?
El cerebro, fundamentalmente el hipotálamo, que sensa la caída de la disposición de glucosa mediante glucorreceptores hipotalámicos
HCR: Glucagón
Hormona principal en la activación de la producción hepática de glucosa. Posee efectos menos potentes a nivel renal (gluconeogénesis) y en tejido adiposo (lipólisis)
HCR: Catecolaminas (norepinefrina y epinefrina)
También inducen glicogenolisis y gluconeogénesis. Principales hormonas lipolíticas del plasma, induciendo liberación de AG y glicerol. Los AG además de ser fuente de energía:
- Promueven gluconeogénesis por activación de la piruvato carboxilasa (para síntesis de oxaloacetato)
- Disminuyen sensibilidad periférica a insulina
- Promueven cetogénesis hepática
- Suprimen secreción de insulina (por receptores alfa-2 adrenérgicos)
HCR: Cortisol
Hormona central en ayuno prolongado, promueve gluconeogénesis hepática y dispone sustratos gluconeogénicos al estimular proteólisis (principal hormona proteolítica) y lipólisis. Estimula menor sensibilidad a la insulina a nivel periférico. Posee un efecto anabólico al inducir la síntesis de glicógeno
HCR: Hormona del crecimiento
Potencia los efectos del glucagón en hígado y tejido adiposo. También induce menor sensibilidad a la insulina
Mecanismos neurales de contrarregulación
Son los principales efectos de la respuesta de contrarregulación (nervios comandados por hipotálamo), induciendo aumento de producción hepática de glucosa y efectos en islotes pancreáticos (estimulando secreción de glucagón e inhibiendo producción de insulina). La mediación neural es el mecanismo más importante de regulación en fase catabólica
¿Cómo se regulan células beta y alfa paracrinamente?
Célula alfa es inhibida por insulina de células beta, por lo que la secreción de glucagón está supeditada a cambios en la secreción de insulina. Esto implica que estados insulinopénicos se corresponden con estados hiperglucagonémicos. Este efecto de insulina sobre glucagón es el mecanismo más importante de regulación. Glucagón, al contrario, potencia la secreción de insulina frente a un estímulo glicémico
¿Qué hace la somatostatina?
Se produce por células delta, suprime la secreción de insulina y glucagón, teniendo una función moduladora tónica sobre las otras células
¿Cuáles son los procesos trascendentales que realiza la célula beta?
- Equipara rápidamente la concentración de glucosa intracelular con la glicemia plasmática, gracias a la actividad de los transportadores GLUT-1 y 3
- Deriva de forma vectorial rápidamente la glucosa intracelular hacia la vía glicolítica, gracias a la enzima glucokinasa, esta tiene una Km baja, permitiéndole funcionar con amplios rangos de concentración de glucosa sin saturarse
¿Qué vías sigue la glucosa en la célula beta?
Solo dirige la glucosa a glucólisis, no presenta actividad de otras vías para la glucosa, como la vía de las pentosas (para poder generar poder reductor), esto hace a la célula beta susceptible al daño oxidativo
¿Cómo es el proceso luego de transformar la glucosa en ATP en las células beta?
ATP inhibe los canales de K sensibles a ATP (Kir 6.2/SUR), produciendo despolarización y activando canales de calcio gatillados por voltaje (VDCC), entrando calcio a la célula. El calcio permite la fusión de vesículas preformadas con la MP, secretando su contenido: insulina, péptido C y una proteína “IAPP”. La mantención de la corriente de entrada de calcio activa la liberación de una segunda población de gránulos (gránulos tardíos) y la síntesis de insulina por expresión génica
Intervención farmacológica en canales Kir 6.2/SUR
Sulfonilureas y meglitinidas son ligandos de la subunidad SUR, inhibiendo la apertura del canal. Son insulinotrópicos independientes de glicemia, utilizados en DM2
¿Qué producen mutaciones en glucokinasa y el canal Kir 6.2/SUR?
Formas heredadas de DM por alteración en la secreción de insulina, en particular diabetes MODY2 y diabetes neonatal, respectivamente
Modulación de GSIS
- Acetilcolina: Se une a receptores M2 acoplados a proteína Gq, liberando calcio del retículo con aumento del calcio intracelular
- AGL, glucagón y GLP-1: potencian el aumento de calcio intracelular por la vía canónica de GSIS, por efectos de aumento de cAMP y PKA
- Catecolaminas y somatostatina: actúan en receptores acoplados a proteína Gi, disminuyendo cAMP, regulando negativamente
- Aác catiónicos (arginina y lisina): entran a la célula por transportadores de aác, llevando a cambio de potencial de membrana y entrada de calcio, es un efecto menos potente que el del ATP en sí
Potenciación de insulina: nivel cefálico
Al disponerse a comer hay aumento de secreción de insulina por estimulación vagal, y también un leve aumento de secreción de glucagón (que a su vez estimula la insulina) por efecto de Ach sobre células alfa
Potenciación de insulina: nivel gástrico
Alimentos llegan al estómago y se secreta gastrina, la cual potencia la secreción de insulina, efecto que se prolonga en la fase intestinal con la secreción de secretina y colecistokinina
Potenciación de insulina: nivel intestinal
Aquí hay 2 hormonas con un efecto cuantitativamente superior en la potenciación de insulina por estímulo oral: GIP (por células K del duodeno) y GLP-1 (por células L del íleon). Estas se llaman incretinas
Efectos de GLP-1
Además del efecto incretina, posee otros efectos que resultan en disminución de la glicemia durante la fase anabólica:
- Disminuye el vaciamiento gástrico (menos absorción de glucosa por intestino)
- Suprime secreción de glucagón
Además, GLP-1 protege a la célula beta, dándole resistencia a la apoptosis
Fármacos asociados a incretinas
Se usan para el tto actual de DM2. Hay fármacos análogos de incretinas y otros que aumentan la biodisponibilidad de las incretinas endógenas, al inhibir la dipeptidilpeptidasa 4 (DPP4), enzima que degrada las incretinas
Secretagogos de insulina
El principal y determinante es la glucosa, pero además están:
- Ach, puede estimular directamente su secreción, pero con potencia menor
- Agonistas farmacológicos de Kir 6.2/SUR (sulfonilureas y meglitinidas), producen secreción de insulina independiente de glucosa. La sobredosis de estos fármacos puede inducir hipoglicemia y muerte
Potenciadores de insulina
Aumentan la secreción de insulina frente a un estímulo glicémico, no pueden estimularla por sí solos. Los más importantes son las incretinas GIP y GLP-1. Además:
- Glucagón (de forma paracrina)
- CCK, gastrina y secretina: importantes en la fase gástrica e intestinal
- Neural: efecto beta2-adrenérgico, sin embargo la célula beta tiene muy pocos de estos receptores, no así la célula alfa
- Aác catiónicos
Inhibidores de insulina
El principal es el efecto alfa2-adrenérgico, esencial en respuesta de contrarregulación neural en hipoglicemia, ejercido por SNS. Célula beta tiene predominantemente receptores alfa2-adrenérgicos, mientras la célula alfa tiene predominantemente receptores beta2-adrenérgicos, por lo que al activarse el SNS se suprime la secreción de insulina y se activa la secreción de glucagón
Estimuladores de glucagón
Fundamentalmente es por regulación neural por estimulación beta-adrenérgica en respuesta a disminución de la glicemia. Además:
- Ach, estimula tanto glucagón como insulina
- Hormonas gastrointestinales, estimulan tango glucagón como insulina
- Aác son importantes secretagogos de glucagón
En la respuesta de contrarregulación hay una potenciación entre las HCR, así las catecolaminas y cortisol aumentan la secreción de glucagón
Inhibidores de glucagón
El más potente es la insulina (inhibe tanto expresión génica como secreción). Además:
- Glucosa, pero es menos potente
- GLP-1, potencia el GSIS, y suprime la secreción de glucagón
- AGL y cuerpos cetónicos, suprimen la secreción de glucagón por retroalimentación negativa por sustrato
Proceso de síntesis de insulina
La preproinsulina en RE se procesa a proinsulina al perder el péptido señal y generarse 3 puentes disulfuros. Esta entra a las vesículas de secreción procesándose a insulina madura, que son 2 segmentos separados (cadenas A y B) de la cadena de proinsulina más la liberación del segmento conector, el péptido C. Las cantidades de insulina y péptido C secretadas son equimolares
Vida media de insulina y péptido C
Al secretarse al plasma:
- Insulina: 6-8 minutos
- Péptido C: 4-6 horas
Esto permite que la medición plasmática de péptido C se use para cuantificar la secreción de insulina por la célula beta (además permite diferenciar entre producción de insulina endógena o administración de insulina exógena)
Formas de secreción de insulina
- Secreción de insulina en respuesta a estímulo, fundamentalmente glicémico, denominada secreción fásica
- Secreción basal no estimulada, denominada secreción basal o tónica
Cada forma es un 50% de la secreción total de insulina
Fases de la secreción fásica de insulina
- Primera fase o peak de insulina: por liberación de gránulos rápidos, previamente acoplados a la MP
- Segunda fase: reclutamiento de gránulos tardíos (fundamentalmente) y eventualmente síntesis de nueva insulina
¿Qué ocurre en la primera fase de la secreción fásica de insulina?
- Activa captación muscular y adiposa de glucosa
- Activa vías anabólicas en hígado
- Suprime producción hepática de glucosa
- Limita absorción intestinal de glucosa
Todo esto determina un aumento de insulinemia en los primeros 15 minutos post ingesta, efectos que se mantienen con la segunda fase hasta 2-3 h post ingesta
Importancia de la secreción basal de insulina
Importante papel en la fase catabólica, limitando una exagerada actividad del glucagón, y por tanto modulando la secreción hepática de glucosa
Importancia de la primera fase de la secreción fásica de insulina, además de la fase anabólica
Tiene un importante papel en la regulación de la fase catabólica posterior, ya que la supresión de la secreción de glucagón por el peak de insulina predispone a un aumento posterior de glucagón a partir de un nivel más bajo, limitando un aumento acelerado de la glucagonemia
¿Qué es la DM?
Enfermedad del metabolismo intermediario en sentido amplio, afectando no solo al metabolismo de la glucosa, sino también al de los lípidos y proteínas. Se caracteriza por exacerbación de las reacciones propias del catabolismo, en desmedro del anabolismo. Sea cual sea su causa, siempre implicará una alteración de la homeostasis de insulina
¿A qué enfermedades se asocia la DM?
Se asocia a daño multiorgánico, en gran medida por el desarrollo de angiopatías, afectando varias estructuras como riñón, ojos, nervios y corazón, generando disfunción orgánica. Además, aumenta el riesgo de mortalidad fundamentalmente por causa CV
Clasificación clínica de DM
I. DM1
II. DM2
III. DM secundarias: son enfermedades que desarrollan DM como consecuencia de otro proceso fisiopatológico (formas menos frecuentes de DM, < 2%)
IV. DM gestacional: DM que aparece en el 2do o 3er trimestre de embarazo. Se debe al efecto contrarregulador de insulina que ejercen la prolactina y hormonas producidas por la placenta (gonadotrofina coriónica humana, estrógenos, progesterona y cortisol)
DM secundarias a enfermedades que afectan al páncreas
Como fibrosis quística, hemocromatosis, y otras condiciones asociadas a pancreatitis crónica
DM secundarias a endocrinopatías
Existe un aumento de la respuesta hormonal de contrarregulación, como hipercortisolismo, acromegalia, feocromocitoma o glucagonoma
DM secundarias a drogas
El ejemplo más frecuente es DM corticoidal, secundaria al tto crónico con glucocorticoides
DM secundaria a infecciones
Existe una asociación estadística entre algunas infecciones y el desarrollo de DM, como infección por Rubéola, Coxsackie y VHC
DM genéticas
Su etiopatogenia se describe por alteraciones genéticas conocidas. El mejor ejemplo son las DM MODY, donde hay una alteración monogénica con patrón de herencia autosómico dominante, y que inducen formas de DM de aparición temprana en la vida, inducidas por falla primaria en la secreción de insulina
¿Cuál es el fenómeno fisiopatológico común de las DM?
La incapacidad de la célula beta pancreática para ajustar la secreción de insulina de acuerdo a los requerimientos periféricos. La base patológica de esto se debe a una disfunción betacelular inicial que posteriormente evoluciona a muerte de células beta, esto da el carácter progresivo e irreversible de la DM
DM hipoinsulinémicas
El fenómeno patogénico fundamental es una disminución de la secreción de insulina. El ejemplo modelo es la DM1. Otros ejemplos son:
- Formas MODY
- DM secundarias a compromiso pancreático
- DM neonatal
- DM mitocondrial
DM hiperinsulinémicas
Se compromete la acción de la insulina, llevando a insulinorresistencia. La presencia de RI no implica necesariamente desarrollo de DM, y en la mayoría de los casos hay una homeostasis de glucosa normal. Esto ocurre por compensación de la secreción de insulina por células beta, llevando a hiperinsulinismo. Ejemplos son DM2 (esta tiene ambos mecanismos), mutaciones del receptor de insulina, diabetes lipoatrófica
Alteración de la fase anabólica
La incapacidad de la función betacelular de responder con una secreción de insulina adecuada lleva a hiperglicemia postprandial, denominada intolerancia a la glucosa. Ya que esto se da por un estímulo glicémico puntual, se llama hipoinsulinismo fásico
Alteración de la fase catabólica
Existe una contrarregulación inadecuada y exagerada, con exacerbación de los mecanismos hiperglicemiantes endógenos, con hiperglicemia de ayuno. El mecanismo central es producción exagerada de glucosa por el hígado, efecto dado de forma directa e indirecta por hipoinsulinismo tónico. El efecto indirecto es por hiperglucagonemia
¿Qué genera el defecto del peak de insulina?
Tiene 2 efectos importantes:
- Falla en la supresión de la producción hepática de glucosa
- Falla en la supresión de la producción y secreción pancreática de glucagón
Por esto se mantiene la producción hepática de glucosa en fase anabólica (hiperglicemia postprandial), y la secreción de glucagón en fase catabólica parte de un basal menos suprimido (hiperglucagonemia e hiperglicemia de ayuno)
¿Cómo se determina una intolerancia a la glucosa?
Con una prueba de tolerancia a la glucosa oral (PTGO) o endovenosa (PTGEV). Se observa la curva de insulinemia postprandial, y más importante, se ve la capacidad de mantener la glicemia dentro de los rangos posterior a la carga de glucosa
¿Qué fase suele comprometerse más en DM?
El compromiso de fase anabólica precede y suele ser más severo (por lo menos al inicio) al compromiso de fase catabólica. Esto por una mayor demanda de insulina en esta etapa
Criterios para el dx de DM
- Glicemia al azar > o = 200 mg/dL, en presencia de síntomas clásicos de diabetes (4P)
- Glicemia de ayuno > o = 126 mg/dL (repetida)
- Glicemia postcarga > o = 200 mg/dL (repetida)
- HbA1c > o = 6,5% (repetida)
Criterios de prediabetes (compromiso de homeostasis de glucosa)
- Intolerancia a la glucosa: glicemia postcarga entre 140-199 mg/dL
- Glicemia alterada de ayuno: glicemia de ayuno entre 100-125 mg/dL
- Alto riesgo de diabetes: HbA1c entre 5.7 a 6.4%
¿Qué implica una HbA1c elevada?
La presencia de una hiperglicemia relevante
Características generales de DM1
Defecto principalmente de secreción, por disfunción y muerte de células beta por mecanismos inmunológicos. Aquí hay una respuesta o sensibilidad a insulina normal. En esta enfermedad el defecto de secreción de insulina es severo tempranamente en el desarrollo de la enfermedad, condición denominada insulinopenia
Características generales de DM2
Defecto combinado de disminución de acción de insulina (RI), sumado a un defecto de la secreción de la insulina, normalmente con niveles de producción normales o aumentados (hiperinsulinismo), generando una hiposecreción relativa. La disfunción y muerte de las células beta ocurre como consecuencia del impacto del deterioro metabólico inducido por la misma disfunción betacelular
¿Cuáles son los principales anticuerpos contra células beta en DM1?
Anticuerpos antiislotes (ICA)
¿A qué edades se dx DM1 y DM2?
- DM1 en px < 25 años por lo general
- DM2 en px > 45 años por lo general
¿Cómo es la insulina en DM1?
Hay un precoz y severo compromiso de la secreción de insulina, requiriendo tto con insulina desde el dx y por el resto de la vida. La falta de secreción puede ser severa, con ausencia de péptido C en plasma (insulinopenia), lo que lleva a una intensa hiperglucagonemia por falta de inhibición. Esto induce una gran inestabilidad metabólica con alto riesgo de CAD
Tipos de DM1
- DM1A: características clásicas de DM1, con mecanismos inmunológicos demostrados
- DM1B: px en que no se han podido demostrar hallazgos de autoinmunidad. Muchos de estos px se clasifican como DM proclive a cetosis, que son px que se presentan con cetoacidosis y comparten características de DM1 y DM2
- Diabetes tipo LADA: tienen características comunes y clásicas de DM1, pero con edad de presentación tardía, generalmente > 30 años
Fase de marcadores genéticos en DM1
Hay presencia de genes IDDM, que aportan susceptibilidad a desarrollar la enfermedad, aunque la mayoría de los px con estos marcadores no la desarrollan. En esta etapa no hay compromiso de homeostasis de glucosa
Fase de marcadores inmunológicos en DM1
Ocurre un evento que gatilla la aparición de una enfermedad autoinmune contra las células beta, se tiende a pensar que es por infección viral de células beta. Esta enfermedad autoinmune es por mecanismo de daño tipo IV, con efectores de inmunidad celular (LTCD8+ y macrófagos). Aquí se detectan ICA en plasma
Fase de marcadores metabólicos en DM1
Desarrollo de DM propiamente tal, con marcadores metabólicos como hiperglicemia, insulinopenia e hiperglucagonemia
¿Qué ocurre al inicio de la historia natural de la DM1?
Hay disminución progresiva de BCM, pero se mantiene la homeostasis de la glucosa normal por largo tiempo. Esto es por aumento de la secreción de insulina por células beta, conocido como hiperinsulinismo por célula beta remanente, lo que se logra usando la reserva pancreática de insulina máxima (RPIM), una “reserva de respuesta” de las células beta
¿Qué ocurre luego de un tiempo en la historia natural de DM1?
A mayor disminución de BCM, mayor utilización de RPIM, y menor reserva pancreática. Inicialmente la RPI basta para mantener la FBG (glucosa de ayuno), pero eventualmente la RPI se hace cero y la FBG sube, empezando la fase de marcadores metabólicos. El proceso autoinmune continúa, BCM disminuye más, el deterioro metabólico empeora y aparece DM franca, px insulinopénico con requerimiento de insulina exógena
Fenómeno de Honeymoon
Al poseer una BCM residual los px pueden mantener la tolerancia a la glucosa al inicio, pero la intercurrencia de un estrés como infección aumenta las HCR, aumentando los requerimientos de insulina, agotándose la reserva de respuesta, produciendo hiperglicemia. Aquí el px presenta síntomas de DM autolimitados, ya que al pasarse el estrés se recupera la tolerancia a la glucosa
¿Cómo se puede saber la reserva de insulina de un px?
Con una prueba de reserva de insulina, que se realiza en ayuno, analizando los niveles de péptido C posterior a una inyección EV de 1 mg de glucagón. La prueba normal resulta en aumento de 0.5 ng/dL sobre el nivel basal
¿Qué ocurre al momento del dx de DM1?
Muchos px se encuentran descompensados, causado generalmente por estrés como infección o por avance de la enfermedad hasta que el hiperinsulinismo ya no logra compensar. Sin embargo, luego de tto con insulina exógena, los px evolucionan con disminución de requerimientos de insulina e incluso suspensión de esta, lo que se conoce como remisión inicial de la DM1 o Honeymoon
Patrón crónicamente progresivo primario de DM1
Disminución constante de la masa de células beta luego del gatillo del fenómeno de autoinmunidad
Patrón benigno de DM1
Fenómeno autoinmunitario tiene un curso intermitente, permitiendo que la regeneración de células beta contrarreste la caída de la masa de células beta, retrasando llegar a un nivel crítico hasta edades avanzadas. Posible explicación de diabetes LADA