T16 – Efeito das hormonas no metabolismo celular – insulina e

T16 – Efeito das hormonas no metabolismo celular – insulina e glucagina e adrenalina
Glucose – o substrato mais utilizado
A glucose, apesar de não ser a molécula mais eficiente para obtenção de energia, é a mais utilizada. A
glucose é uma molécula reactiva devido aos seus grupos álcool, que reagem com os grupos amina das
proteínas, pelo que não seria a molécula mais indicada para utilizar como fuel.
Contudo, é muito solúvel em água e não é lipofílica, o que permite ao organismo ter a capacidade de
controlar a concentração de glucose no plasma e a entrada ou saída de glucose nas células.
Os sensores pancreáticos são sensíveis à concentração plasmática de glucose. Aquando do seu aumento
ou diminuição, são activados e libertam factores – Hormonas – que actuam nas células-alvo, através da
interacção dessas hormonas com os transportadores de glucose, permitindo a entrada ou saída de glucose das
células. Há, portanto, um balanço da glicemia no plasma, pelo controlo dos sensores que libertam hormonas
que actuam nos tecidos-alvo, cujo metabolismo irá influenciar a concentração da glicemia, para esta ser
constante.
Meio de actuação da insulina
Quando há um aumento da glucose plasmática, por exemplo, depois das refeições, os sensores células β
pancreáticas produzem e libertam insulina para o plasma.
Esta vai actuar no sentido de haver gasto de glucose, de forma a produzir energia, primeiramente, e a
armazená-la, posteriormente, tendo um efeito hipoglicemiante. Vai, portanto, estimular, primeiramente, a
síntese de ATP (importância da hexocinase, PDH e da cadeia fosforilativa) e, posteriormente, a síntese de
glicogénio (importância da glicogénio sintetase) e a lipogénese, através da síntese de AG (importância da
acetil-CoA carboxilase) e da síntese de colesterol (importância da enzima HMG-CoA redutase). É também
estimulada a síntese proteica.
Como consequência disto há uma diminuição da glucose plasmática.
Efeito da insulina
Órgão
Tem efeito?
Fígado
Não tem efeito
no gasto de
glucose
Músculo
Tem efeito
Tecido
adiposo
Tem efeito
Cérebro
Não tem efeito
Glóbulo
vermelho
Não tem efeito
Porquê?
 O fígado não tem receptores de captação de glucose – órgão altruísta.
 Há um aumento da síntese da hexocinase, estimulando a glicólise e a
produção de ATP.
 Há um aumento da síntese de glicogénio sintetase, estimulação do
armazenamento de glucose, sob a forma de glicogénio hepático.
 Estimulação do gasto de glucose, pelo aumento da taxa de glicólise
(hexocinase II) e da formação de ATP.
 Aumento da síntese de glicogénio muscular.
 Aumento dos níveis de creatina fosfato – aumento de armazenamento de
energia.
 Aumento da formação de triglicerídeos pela activação da acetil-CoA
carboxilase.
 Inibição da lipase.
 O cérebro precisa de um aporte constante de glucose e não oscilatório,
por isso é indiferente à acção da insulina.
 É independente da acção da insulina
Meio de actuação da glucagina
Quando há uma diminuição da glucose, por exemplo no jejum, os sensores das células α pancreáticas
reagem e produzem glucagina, que é libertada para o plasma.
A glucagina tem um efeito hiperglicemiante, o que significa que vai estimular os metabolismos, que
permitem produzir glucose. Assim sendo, vai haver uma estimulação da neoglicogénese (importância da
fosfoenolpiruvato carboxicinase, piruvato carboxilase e frutose 1,6 bisfosfatase) e da glicogenólise
(importância da glucose-6-fosfatase).
Além disso, é também estimulada a lipólise, havendo um aumento do aporte de corpos cetónicos e de
ácidos gordos, para haver outros substractos para a obtenção de ATP. E é estimulado o catabolismo das
proteínas, para haver aporte de aa glicogénicos (último recurso).
Como consequência disto há um aumento da glucose plasmática.
Efeito da glucagina
Órgão
Tem efeito?
Fígado
Tem maior
efeito
Músculo
Não tem efeito
Tecido
adiposo
Tem baixo
efeito
Cérebro
Não tem efeito
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
Porquê?
Inibe a glicogénio sintetase
Activa a fosforilase a, estimulando a glicogenólise
Aumenta a actividade da glucose-6-fosfatase
Aumenta a síntese de glucose, a partir de piruvato e lactato pela
gluconeogénese e a partir de aa glucagénicos
Não possuiu receptores para a glucagina
Não pode ser privado de glucose, para a sobrevivência física
Há estimulação da lipólise, pela activação da lipase
Mas tem pouco ou nenhum efeito
O cérebro precisa de um aporte constante de glucose e não oscilatório,
por isso é indiferente à acção da glucagina
Balanço entre a insulina e a glucagina
A manutenção da concentração plasmática de glucose não é regulada pelas hormonas insulina e
glucagina isoladas, é sim regulada pelo balanço da concentração plasmática de cada uma, de forma a permitir
baixas variações da glicemia, visto que episódios agudos de hipoglicémia e de hiperglicémia são ambos
prejudiciais ao organismo.
↑ glicémia
↓ glicémia
libertação de glucagina
libertação de insulina
ligação da glucagina aos receptores
ligação da insulina aos receptores
activação da proteína G
exocitose de transportadores de glucose
activação da adenilato ciclase
↑ permeabilidade celular da glucose
remoção da glucose do plasma
↑ glucocinase - Km elevado
↑ glicogénio sintetase
↓ glicogénio fosforilase
↑ fosfofrutocinase 1
↑ piruvato desidrogenase
↑ acetil-CoA carboxilase
↑ lipoproteína lipase (LPL)
↑ cAMP
activação da proteína cinase A - PKA
↓ glicogénio sintetase
↑ glicogénio fosforilase
↑ glucose-6-fosfatase
↑ fosfoenolpiruvato carboxicinase
↑ piruvato carboxilase
↑ frutose 1,6 bisfosfatase
Efeito da epinefrina ou adrenalina no músculo
O músculo não sente o efeito da glucagina, pois a sua
função não permite libertar glucose para o plasma. Todas as
reservas de glucose são para uso próprio.
Assim, o músculo sente o efeito da hormona epinefrina,
produzida nas glândulas supra-renais, para que em situações
de stress o músculo tenha capacidade de reagir ao estímulo e
produzir mais ATP para a contracção muscular.
Então, a epinefrina é reconhecida pelos receptores
musculares. De seguida, a proteína G é activada e a
adenilato ciclase faz aumentar a concentração de cAMP que
permite a activação da proteína cinase A. Por conseguinte, a
PKA tem dois efeitos, através da fosforilação de enzimas
intervenientes na síntese e degradação do glicogénio.
Por um lado, a PKA ao fosforilar a fosforilase cinase
ela torna-se activa e vai activar a glicogénio fosforilase a que
vai estimular a glicogenólise, transformando glicogénio em
glucose-1-P. Esta glucose fosfatada sofre acção da
fosfoglucomutase transformando-se em glucose-6-P. Como
o músculo não tem a enzima glucose-6-fosfatase, a G6P é
directamente encaminhada para a via glicolítica, para
obtenção rápida de energia. Por este motivo, diz-se que as
reservas de glicogénio formadas aquando da libertação da
insulina são apenas para uso próprio do músculo e não para
aumentar os níveis séricos de glicemia.
Por outro lado, a PKA fosforila a glicogénio sintetase
que passa a estar inactiva e, simultaneamente, à estimulação
da degradação do glicogénio cessam as vias
de síntese.
activação da
fosforilase
cinase
activação da
glicogénio
fosforilase ↑glicogenólise
↑ Glucose-1-P
↑ Glucose-6-P
↑ Glicólise
Epinefrina
receptores
activação da
Proteína G
activação da
adenilato ciclase
↑ cAMP
activação da
PKA
fosforilação
inactivação da
glicogénio
sintetase
↓ Síntese de
glicogénio