Controle glicêmico e metabolismo
Teoria
A glicemia é a taxa de glicose no sangue. Quando a taxa de glicose está acima muito elevada, chamamos de hiperglicemia, e quando ela está muito baixa chamamos de hipoglicemia. A glicose é a principal molécula energética no nosso organismo, sendo utilizada no metabolismo energético para produção de ATP. O controle glicêmico, ou seja, a regulação da taxa de glicose no sangue, é dada por 4 hormônios principais, que podem aumentar ou reduzir a glicemia:
● Hormônios que aumentam a glicemia: Glucagon, Cortisol, Adrenalina
● Hormônio que reduz a glicemia: Insulina
A insulina e o glucagon são produzidos no pâncreas, enquanto o cortisol e a adrenalina pelas glândulas suprarrenais.
Insulina e glucagon
Insulina e Glucagon são produzidos na porção endócrina do pâncreas, conhecidas como ilhotas pancreáticas ou ilhotas de Langherans. São os principais hormônios que regulam a glicose.
● Glucagon: Produzido pelas células alfa
● Insulina: Produzido pelas células beta
Observe a imagem a seguir:
O hormônio insulina atua em receptores de insulina (1) das células, ligando ao seu receptor e induzindo a incorporação de um transportador de glicose, conhecido como GLUT4 (3). Ao entrar na célula, a glicose pode ser utilizada no metabolismo energético, com a formação de piruvato (5) seguido da entrada desse composto na mitrocôndria para a respiração celular.
A insulina também induz (2) os processos de armazenamento de energia na forma de glicogênio (glicogenogênese) (4), nos músculos e no fígado; e de ácidos graxos (6) para formação de lipídios (lipidogênese) no tecido adiposo.
O glucagon atua de maneira contrária à insulina, se ligando em um receptor distinto na célula. É liberado por exemplo em situações de jejum para aumentar a glicemia. O glucagon aumenta a glicemia por estimular os processos de gliconeogênese (produção de glicose a partir de outros substratos) e glicogenólise (quebra do glicogênio hepático). Na glicogenólise, o glicogênio armazenado no fígado é quebrado e a glicose é liberada para o sangue. Entretanto, o glicogênio muscular não sofre ação do glucagon pois as células musculares não têm o receptor específico.
Cortisol e adrenalina
O cortisol e a adrenalina são sintetizados e liberados pelas suprarrenais, chamadas também de adrenais. O cortisol é produzido no córtex, na porção mais externa da glândula, enquanto a adrenalina é produzida na medula, na porção mais interna.
O cortisol é um glicocorticóide endógeno que eleva os níveis de glicose no sangue. Possui um ritmo circadiano, liberado em maiores concentrações pela manhã. É considerado o “hormônio do estresse”. A adrenalina provoca reação do tipo “luta ou fuga”, preparando o organismo para uma situação de estresse.
Nesse sentido, a glicose sanguínea deve estar aumentada para que o corpo tenha energia para se defender ou atacar algo ameaçador.
Diabetes
É uma condição onde é possível encontrar uma grande quantidade de glicose no sangue (hiperglicemia). Pode ocorrer por problemas na produção ou na recepção de insulina.
● Diabetes mellitus tipo 1: É uma doença que provoca a destruição das células beta das ilhotas pancreáticas, fazendo com que a produção de insulina seja comprometida. Pacientes com este tipo de diabetes são dependentes de insulina exógena.
● Diabetes mellitus tipo 2: A produção de insulina não está comprometida, mas os receptores de insulina possuem um bloqueio na sinalização celular. Assim, mesmo com insulina suficiente, a célula não reconhece esse hormônio, se caracterizando como uma resistência à insulina. O tratamento é feito com exercícios, dieta e medicamentos que reduzem a glicemia. Entretanto, com o decorrer da doença, as ilhotas podem entrar em esgotamento, fazendo com que se tornem dependentes de insulina exógena.
O diabetes insipidus é um distúrbio da produção ou da resposta ao ADH, hormônio antidiurético, e não tem relação com a glicose ou com a insulina. O nome “diabetes” é comum às doenças pelo sintoma poliúria, que significa formação de grande volume de urina.
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Exercícios de vestibulares
1. A fisiopatologia do diabetes está relacionada a importantes alterações metabólicas induzidas por hormônios. Analise as assertivas a seguir e marque a alternativa correta:
a) A captação de glicose pelas células é facilitada pelo glucagon na ausência de insulina.
b) Na ausência de insulina, ou de receptores de insulina, a glicose fica acumulada no fígado até ser eliminada pela urina.
c) A insulina produzida e secretada pelas células beta do pâncreas se liga ao seu receptor na membrana plasmática permitindo a entrada da glicose na célula-alvo.
d) O diabetes é causado pela falta do hormônio insulina e por uma fraca responsividade do glucagon nos tecidos-alvo deste hormônio.
e) Altos níveis de glicose no sangue causam o movimento de água do sangue para as células por osmose, e os rins diminuem a eliminação de urina.
2. Uma dieta baseada em carboidratos, é desaconselhada para indivíduos portadores de diabetes mellitus. Isso porque o organismo desses indivíduos tem:
a) Dificuldade para filtrar o sangue, deixando grande quantidade de impurezas que contamina a glicose.
b) Facilidade em absorver a glicose do sangue, levando ao ganho excessivo de peso e provável obesidade.
c) Facilidade em produzir insulina, o que pode levar a uma intoxicação por falta de açúcar.
d) Dificuldade para remover a glicose do sangue e enviá-la para dentro das células.
e) Dificuldade para transportar o gás oxigênio pelo sangue, levando à asfixia dos tecidos e à morte das hemácias.
3. “Muitos medicamentos são lançados no mercado sem que passem por testes clínicos adequados e podem apresentar efeitos colaterais sérios e indesejáveis. Um dos melhores exemplos dos perigos envolvidos é o que ocorreu com o Rezolin, indicado para o tratamento de diabetes tipo 2. … Lançado em meio a uma campanha publicitária agressiva, o Rezolin foi consumido por cerca de 700000 americanos. Depois de três anos, noventa casos de cirrose, dez transplantes de fígado e sessenta e três mortes, essa bomba finalmente foi proibida.”
Medicamentos condenados – Revista VEJA, Edição 2085, no. 44, de 05 de novembro de 2008.
O texto acima se refere a um medicamento usado para o controle da diabete mellitus. Sobre essa doença, e correto afirmar que:
a) É causada pela deficiência na produção do hormônio insulina pelas ilhotas pancreáticas. Esse hormônio estimula a glicogênese no fígado e o aumento da absorção de glicose pelos tecidos, fazendo reduzir a glicemia.
b) É causada pela deficiência na produção de insulina pelos ácinos pancreáticos e, consequentemente, pelo aumento da glicemia.
c) Caracteriza-se pela elevada taxa de glicose no sangue (hiperglicemia), provocada pela insuficiência renal, que não consegue eliminar a glicose acumulada no sangue.
d) Por apresentar uma elevada taxa de glicose no sangue, o portador da diabete mellitus deve ingerir diariamente uma dosagem do hormônio pancreático insulina que, agindo sobre o fígado, estimula a glicogenólise, fazendo diminuir a glicemia.
e) A diabetes mellitus não possui nenhuma relação com a produção de hormônios pancreáticos.
Assim sendo, a única forma de reduzir a glicemia e o controle na ingestão de açúcares.
4. Pessoas diabéticas geralmente têm como um dos sintomas da doença a produção de urina com açúcar. Sobre o mecanismo de regulação hormonal do açúcar sanguíneo, observe a figura abaixo e aponte a alternativa correta.
a) A liberação de glucagon pelas células alfa pancreáticas, mostrada em 1, estimula a formação de glicogênio no fígado.
b) A liberação de insulina por células beta pancreáticas, mostrada em 2, estimula a liberação de açúcar pelas células adiposas.
c) A quebra de glicogênio do fígado é estimulada pela tripsina intestinal liberando açúcar no sangue, como mostrado em 3.
d) As células adiposas estimuladas por insulina absorvem glicose sanguínea diminuindo os níveis do açúcar circulante, como mostrado em 4.
e) Os níveis normais de açúcar no sangue em diabéticos somente podem ser obtidos com a administração mútua de insulina e glucagon.
5. Em menos de uma hora, Magali tomou um litro de sorvete de chocolate. Sua mãe repreendeu-a e a proibiu de tomar sorvete por um mês. Revoltada, Magali resolveu fazer greve de fome e passou todo o dia seguinte sem se alimentar. Explique como os hormônios do pâncreas atuaram para manter a concentração de glicose sanguínea em níveis constantes, quando Magali:
a) consumiu o sorvete;
b) fez greve de fome.
6. A figura a seguir mostra a localização de algumas glândulas endócrinas. Em relação à glândula indicada (I), diga o seguinte:
1. o nome da glândula;
2. o nome dos dois hormônios mais importantes fabricados;
3. o nome do hormônio que facilita a entrada da glicose nas células;
4. o nome da disfunção hormonal e como deve ser resolvido o problema.
7. O esquema a seguir representa a ação de alguns hormônios na captação ou na liberação de glicose pela célula hepática.
Cite:
a) um hormônio que atua como mostrado em A e a molécula que, após decomposta, resulta na liberação da glicose
b) um hormônio que atua como mostrado em B e a alteração no sangue que estimula a secreção desse hormônio pela glândula endócrina.
8. O seguinte texto foi extraído do folheto "VOCÊ TEM DIABETES? COMO IDENTIFICAR", distribuído pela empresa Novo Nordisk: "A glicemia (glicose ou açúcar no sangue) apresenta variações durante o dia, aumentando logo após a ingestão de alimentos e diminuindo depois de algum tempo sem comer. A elevação constante da glicose no sangue pode ser sinal de diabetes. [...]"
c) Por que nos não-diabéticos a glicemia aumenta logo após uma refeição e diminui entre as refeições?
d) Explique por que uma pessoa com diabetes melito apresenta glicemia elevada constante.
9. O hormônio cortisol, devido a sua acentuada ação anti-inflamatória, é muito usado como medicamento.
Observe o seguinte procedimento de terapia hormonal prescrito para um paciente:
– administração de doses altas de cortisol diariamente, durante trinta dias;
– diminuição progressiva das doses, após esse prazo, até o final do tratamento.
No gráfico a seguir, são mostradas a taxa de produção de cortisol pelo organismo do paciente e a concentração desse hormônio no sangue, nos primeiros trinta dias de tratamento.
a) Descreva a alteração da taxa de produção de cortisol durante os primeiros trinta dias.
b) Explique o motivo pelo qual, ao final do tratamento, as doses de cortisol devem ser diminuídas progressivamente.
10. Quando trazemos à mente algo ruim, o pensamento gerado no córtex pré-frontal rapidamente se projeta para o sistema límbico, envolvido no processamento das emoções; o hipotálamo é então ativado pelo eixo hipotalâmico-pituitário-adrenal (HPA) e o cortisol (conhecido como hormônio do estresse) é sintetizado.
Se essa situação ocorrer com frequência, o sistema imune pode ficar fragilizado.
(Mente e Cérebro, Edição especial, n.º 41, 2013.)
Qual glândula é responsável pela produção de cortisol e qual é o motivo da fragilização do sistema imune?
Gabaritos
1. C
A insulina tem o papel de se ligar aos receptores de membrana para introduzir a glicose nas células 2. D
Os portadores de diabetes mellitus, por não produzirem insulina acabam tendo dificuldade de remover a glicose do sangue
3. A
A deficiência na produção de insulina pelas ilhotas de Langherans causa a diabete melitus.
4. D
A alta taxa de glicose no sangue faz com que o pâncreas produza insulina, fazendo com que a glicose entre nas células, baixando assim a glicemia.
5.
a) Ao consumir o sorvete, o pâncreas produz insulina, com objetivo de retirar a glicose do sangue e transportá-la para o interior das células.
b) Durante o período de jejum, o pâncreas produz glucagon, com objetivo de quebrar as reservas de glicogênio e liberar moléculas de glicose para o organismo.
6.
a) Pâncreas
b) Insulina e glucagon c) Insulina
d) Diabetes (deficiência de insulina); controle por dieta e por aplicação de insulina.
7.
a) Glucagon ou adrenalina e glicogênio.
b) Insulina. Aumento da taxa de glicose sanguínea circulante.
8.
a) Após as refeições, aumenta a concentração de glicose no sangue em consequência da sua absorção no tubo digestório. No período entre duas refeições, parte da glicose é oxidada nas células como fonte de energia e uma outra parte da glicose é armazenada no fígado e nos músculos, na forma de glicogênio.
b) O diabético possui deficiência do hormônio insulina, que facilita a entrada da glicose nas células.
Dessa forma, aumenta a sua concentração no sangue (hiperglicemia).
9.
a) O nível aumentado de cortisol na circulação, após sua administração, inibe a produção do hormônio adrenocorticotrófico (ACTH) pelo lobo anterior da hipófise (adenoipófise), o que promove uma diminuição do estímulo da produção do cortisol pelas glândulas suprarrenais.
b) A retirada progressiva do cortisol permite um aumento também progressivo do ACTH circulante, evitando um quadro de hipofunção do córtex suprarrenal após o término do tratamento.
10. A glândula é a suprarrenal e o fato de o cortisol diminuir a produção de glóbulos brancos.
O cortisol é produzido pela região cortical das suprarrenais. Esse hormônio, quando produzido em maior quantidade, reduz a produção de glóbulos brancos, deixando o indivíduo com imunidade reduzida.
