Efecto de la insulina en el Hígado

HÍGADO
EFECTO DE LA INSULINA:
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Estimula la síntesis de glucógeno.
1. Activa la enzima hexoquinasa, la cual
fosforila la glucosa, incorporándola en la
célula.
2. Al mismo tiempo la insulina actúa inhibiendo la actividad de la glucosa-6fosfatasa.
3. La Insulina activa algunas de las enzimas directamente involucradas en la
síntesis del glucógeno. Como la fosfofructoquinasa y glucógeno sintetasa.
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Disminuye la glucosa en sangre.
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Cuando la concentración de glucosa cae, cesa la secreción de insulina.
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En ausencia de insulina, la síntesis del glucógeno en el hígado cesa y las
enzimas responsables de clivar el glucógeno se tornan activas. El clivaje del
glucógeno es estimulado no solo por la ausencia de insulina sino también por la
presencia de glucagón el cual es secretado cuando los niveles de glucosa en
sangre caen por debajo del rango normal.
EFECTO DEL GLUCAGON:
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Induce la fosforilación y activación de la PKA (fosforilasa quinasa), la cual a su
vez fosforila y activa el glucógeno fosforilasa (GF), de su actividad depende la
velocidad de la degradación de glucógeno.
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Inhibe la glucógeno sintasa por medio de la inactivación de la fosfoproteína
fosfatasa, la cual cuando se encuentra desfosforilada será mas activa. En
consecuencia el glucógeno activa la glucogenolisis hepática.
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La mayor parte de la glucosa 6 fosfato que proviene de la isomerización de la
glucosa 1 fosfato, se hidroliza por la glucosa 6P fosfatasa, liberando glucosa
que sale al plasma para mantener la glucemia.
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La reserva hepática de glucosa en forma de glucógeno es capaz de mantener
la glucemia durante unas 3 horas, a partir de cuyo periodo de tiempo, debe
activarse la gluconeogénesis hepática.
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Es diana de la PKA, enzima bifuncional que regula los niveles de fructosa 2,6
bifosfato (Fructosa 2,6 BP2). La fosforilación de esta enzima, induce su
actividad fructosa 2,6 bifosfatasa y por tanto reduce la concentración de este
metabolito que es un efector positivo de la fosfofructo-quinasa 1 (PFK-I), a la
vez que negativo de la fructosa bifosfatasa 1 (FBPasa-I). En consecuencia, se
produce inhibición de la glucólisis y activación de la gluconeogénesis en el
hígado.
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A
través
de
la
inhibición
de
la
piruvato
quinasa (PK), piruvato
deshidrogenasa (piruvato DHGasa) y la actividad de acetilCoA carboxilasa,
motiva la inhibición de la síntesis de ácidos grasos en el hepatocito.
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Aumento de la neoglucogénesis en el hígado, al activar a la enzima
fosfofructiquinasa II.
TEJIDO MUSCULAR
INSULINA
En situación post-prandial
La
concentración
de
glucosa
en
sangre
aumenta lo que conlleva a que las células beta
del
páncreas
secreten
insulina
para
su
regulación. Esta hormona es reconocida por los
receptores
de
membrana
de
las
células
sensibles a insulina lo que hace que empiece
una cascada de señalización que promueve la utilización de glucosa por los tejidos
donde estén ocurriendo estos acontecimientos, en este caso, el muscular.
Al ser la insulina secretada:
Viaja por el torrente sanguíneo hacia los tejidos sensibles a insulina como
mencionamos anteriormente. A su llegada a la célula muscular, es reconocida por su
receptor específco, una glicoproteína formada por dos subunidades alfa, y dos beta.
Cuando la insulina se une a su receptor, las subunidades alfa (que son periféricas)
sufren un cambio conformacional estimulando a las subunidades beta (que son
transmembrana e intracelular) que se autofosforilen por unión de ATP. Esto va a
estimular la actividad tirosina quinasa del receptor la cual permite que se fosforilen
determinados sustratos protéicos que juegan un papel de gran importancia en la
acción de la insulina. Uno de los sustratos más importantes es el IRS-1, el principal
en el músculo.
Gracias a la fosforilación del sustrato receptor de insulina se pueden activar diversas
cascadas de señalización, entre ellas encontramos la cascada de las MAP quinasas
(proteínas activadas por mitógenos); y la cascada de la fosfatidilinositol 3 quinasa
(PI3K). Estas formarían parte de lo que serían las bases moleculares de la acción de
la insulina.
La glucosa debe entrar a la célula muscular para que su concentración en sangre
sea regulada. ¿Cómo lo hace? Por medio de un sistema de transporte específico (en
el caso del músculo GLUT-4) que necesita la presencia de la insulina para alcanzar
la máxima velocidad en la captación de la glucosa.
Resumiendo un poco, la insulina estimula el transporte de glucosa al interior de la
célula muscular gracias a un aumento de transportadores GLUT-4 asociados a la
membrana; esto ocurre gracias a las cascadas de señalización activadas por la
hormona.
En reposo en músculo sintetiza glucógeno (glucogenogénesis) que es la forma como
se almacena la glucosa. Este glucógeno se transforma rápidamente en G6P para
entrar en la glucólisis para reestablecer los valores energéticos de la célula.
En situación de ayuno
En situación de ayuno el músculo necesita energía para su buen funcionamiento; y
la consigue degradando algunas proteínas hasta sus aminoácidos constituyentes
para poder oxidarlos hasta CO2 y agua. Luego de que esto ocurre, los cetoácidos de
los aminoácidos oxidados (mayormente valina, glutamato y alanita) sufren
reacciones de transaminación para utilizar el grupo amino y así poder sintetizar
alanina y glutamina las cuales van a ser liberadas al torrente sanguineo. Luego de
ocurrir esto, la alanina puede incorporarse a otros tejidos, para que en ellos, sus
esqueletos carbonados puedan ser utilizados para la síntetizar glucosa.
GLUCAGON:
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No tiene efectos directamente en el tejido adiposo directamente. En vez,
estimula a las glándulas suprarrenales para que produzcan epinefrina. La
epinefrina, en cambio, lleva a cabo funciones lipolíticas e inhibitorias de la
insulina en aquellos tejidos. Esto produce una mayor cantidad de ácidos
grasos unidos a albúmina en la sangre. Estos son tomados por el hígado y
metabolizados ahí.
TEJIDO ADIPOSO
INSULINA
1.- Los niveles circulantes de insulina
aumentados, producen un aumento en la
entrada de glucosa en los adipocitos.
Mediante
el
reclutamiento
de
transportadores de glucosa sensibles a la
insulina (GLUT-4).
2.- La glucosa entra a la vía de la GLUCOLISIS, teniendo como producto principal:
PIRUVATO (que posteriormente se convertirá en Acetil-CoA), y otros intermediarios
que son necesarios posteriormente para la síntesis de ácidos grasos (fosfato de
glicerol, glucosa 6-fosfato que entra a la vía de la pentosa fosfato para producir
NADPH, etc).
3.- El Acetil-CoA (proveniente del piruvato), entra en la SÍNTESIS DE ÁCIDOS
GRASOS, que posteriormente junto con los ácidos grasos captados de los
quilomicrones y los VLDL; son utilizados para la SINTESIS DE TRIACILGLICEROL
principal forma de energia en reserva.
Efectos de la insulina sobre enzimas en el tejido adiposo: La modificación que
produce la Insulina sobre las enzimas, es mediante la desforforilación, y en cada una
de ellas va a depender si su estado fosforilado o desfosforilado es activo o inactivo.
Pero el efecto final es el siguiente:
- Glucólisis:
+ Incrementa la actividad de la Fosfofructoquinasa 1.
+ incrementa la actividad de la quinasa de piruvato.
- Ciclo de Krebs:
+ Incrementa la actividad de la deshidrogenasa del piruvato.
Síntesis de Ácidos Grasos:
+ Activa la Carboxilasa de Acetil-CoA.
+ Inactiva la lipasa sensible a hormonas (HSL).
+ Estimula la acción de la lipasa de lipoproteínas.
GLUCAGON
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Las células de este tejido frenan rápidamente la lipogénesis en respuesta al
incremento de la concentración plasmática de glucagón y descenso de la de
insulina debido diversos factores como la disminución de la entrada de
glucosa al interior de la célula y la inactivación, por fosforilación de
determinadas enzimas implicadas en la síntesis de los ácidos grasos.
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Conduce a la movilización de las reservas lipídicas: la PKA fosforila y activa la
triacilglicerol lipasa sensible a la acción hormonal.
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Los ácidos grasos liberados se transportan en el plasma unidos a la albúmina
sérica y posteriormente llegan al tejido muscular que los utilizarán como
fuente energética.
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Activa la triacilglicerol lipasa, provocando su fosforilación mediada el AMPc.
Podemos decir que el efecto neto del glucagón es, la estimulación de la síntesis y la
liberación de glucosa por el hígado, y la movilización de los ácidos grasos del tejido
adiposo, para ser utilizados como combustible, en lugar de la glucosa, por tejidos del
cerebro. Todos estos efectos del glucagón están mediados por la fosforilación de
proteínas dependientes de AMPc.