Secreción normal de insulina

En esta oportunidad, nos referiremos a la  secreción de insulina en un paciente sano, debido a que la base del tratamiento en pacientes diabéticos, se intenta reproducir el patrón de secreción de la misma.

Al comprender, la fisiología, adaptaremos la terapéuticalo en el paciente con Diabetes tipo  2 ya sea con insulina, con antidiabéticos orales o con Incretinas.

Comencemos por definir, a la Insulina como una hormona secretada por el páncreas endocrino, específicamente a nivel del islote de Langerhans, que esta integrado por varias células entre ellas, la célula beta, la cual esta capacitada para  liberar en forma pulsátil (es decir de pulsos). Esto es debido a que acontecen  oscilaciones cada 8 y 15 minutos y se superponen a otras más lentas que ocurren con una regularidad de entre 80 y 150 minutos.

Frente a ciertos estímulos, como ser la glucosa, esta hormona presenta una respuesta de secreción, que tiene 2 fases por ello, decimos que la respuesta es bifásica.

1ª fase de respuesta de secreción de la Insulina

La 1ª respuesta es una secreción de base y la 2ª más lenta, donde se libera insulina en concentraciones elevadas en respuesta a la ingesta de los nutrientes.

Esta fase de secreción basal, constante de insulina o 1º fase de secreción se desencadena debido a que:

• La insulina ya esta acumulada en los gránulos de la célula beta (no se debe sintetizar), razón por la cual la respuesta es rápida, el gránulo esta preparado para liberar su secreción.
•  La razón por la cual ocurre esta secreción basal, es debido a la interacción inicial entre la molécula de glucosa y algunos componentes de la membrana de la célula que captan en forma precoz el estímulo (a manera de señal) establecido.
• Esta 1º fase, tiene una respuesta rápida,  que comienza 20 a 30 segundos después de la llegada del estímulo (nutrientes), se mantiene por 4 a 6 minutos, y luego finaliza. Como mencionamos anteriormente, no esta relacionada con la síntesis de la hormona, por esta razón la insulina preformada, tiene esa capacidad de secretarse rápidamente. La secreción de insulina se produce de manera pulsátil y cíclica. Cada minuto, el páncreas libera a la circulación portal, 60 mili Unidades de insulina.
• Tras la 1º fase, la secreción disminuye pero a niveles ligeramente superiores a los basales. La insulina se sintetiza o se forma en el núcleo de las células beta , en una 1ª instancia con una sola cadena polipeptídica (varios péptidos), la cual precede a la molécula de insulina, es la llamada pre proinsulina.
• Ella es una proteína, que se encuentra contenida en pequeñas vesículas, (micro vesículas), a nivel de estructuras del citoplasma de las células beta denominadas, retículo endoplásmico. Es en esta estructura citoplasmática, (recordar que las células están constituidas por un núcleo y un citoplasma) sufre algunas alteraciones en su composición, ya que en la cadena que mencionamos, determina cambios, con formación de puentes disulfuro .
• Esta molécula, es la proinsulina que se transporta en el aparato de Golgi (otro componente del citoplasma de la célula), donde se empaqueta en gránulos que en un futuro a medida que maduren se van a secretar.

Durante la maduración de estos gránulos, la proinsulina es dividida en:

• insulina,
• el péptido C. La insulina se libera posteriormente a la circulación en concentraciones iguales o equimolares con el pèptido C o de conexión,es por ello que decimos que el pèptido C, es un marcador de la producción de insulina que el organismo produce.

2ª fase de secreción de Insulina.

• Es más prolongada que la 1ª etapa deliberación de insulina,
• Es difícil que se agote, como sucede en la 1ª
• Esta relacionada con la síntesis de insulina.

Por lo tanto decimos que la Preproinsulina→ proinsulina, a su vez se divide en:

• Insulina
• Péptido C

En suma: El motivo por el cual  la insulina se secreta de esta manera, en 2 fases se explica porque existen 2 tipos de gránulos:

1. Los gránulos responsables de la 1ª secreción de insulina son sensibles específicamente a la glucosa, los mismos están  ordenados, de una manera tal que son vaciados, tan pronto el estímulo llega. Por ello, la respuesta es tan rápida.
2. En cambio los gránulos, de la 2ª fase, se encuentran repartidos en todo el citoplasma.

En definitiva por la característica de la distribución de los gránulos, se explica las 2 etapas de secreción de insulina. Por supuesto, que todo lo explicado, es observado a nivel microscópico, pero creemos importante que lo conozcan.

Los islotes responden de forma aislada o coordinada. Existe una gran gama de respuesta, entre ellos inclusive entre las células beta de un mismo islote.

Factores fisiológicos que regulan la secreción de insulina.

• Sustancia fisiológica de estímulo: glucosa, estimulando la secreción y síntesis de insulina.
• El efecto de la glucosa en las células beta es dosis-dependiente, lo que significa que a mayor o menor concentración de glucosa, la respuesta será más o menos intensa, respectivamente.
• Las proteínas, están compuestas de aminoácidos, estos estimulan la secreción de insulina en ausencia de glucosa, siendo los más importantes los denominados aminoácidos esenciales leucina, arginina y lisina, los cuales en presencia de glucosa se ven fortalecidos.
• Aunque las comidas grasas, ricas en Hidratos de Carbono (HC), incitan la secreción de insulina, se ha observados que los alimentos grasos sin HC, tienen mínimas consecuencias sobre la función de la célula beta.
• Electrólitos: el potasio es un electrólito, que influye en la secreción de insulina,es el que posee mayor interés desde el punto de vista clínico.

Efecto Incretina

Las hormonas incretinas son producidas a nivel del tracto gastrointestinal, las células que la secretan son denominadas células K, a nivel del duodeno y yeyuno proximal y las células L, las cuales se ubican en el íleon y colon, se liberan con la llegada de los alimentos cuando alcanzan el intestino, tienen una acción insulinotrópica es decir son capaces de estimular la secreción de insulina.

La respuesta secretora de la insulina es mayor luego que la suministramos, por vía oral, en comparación de su administración intravenosa, (por ejemplo cuando se administra un suero que contenga glucosa). La razón de esta diferencia es que cuando recibimos glucosa, por medio de la vía gastrointestinal (es decir cuando ingerimos un alimento con glucosa), su absorción estimula la liberación de hormonas denominadas incretinas las cuales ponen en marcha mecanismos, que incrementan la sensibilidad de las células beta a la glucosa. La hormona incretina predominante es la llamada GLP-1 (en inglés glucagon like peptin), péptido similar al glucagón, producidas por las células L luego de la ingesta de nutrientes y el polipéptido inhibidor gástrico, secretadas por las células K (GIP).

Las Propiedades del GLP-1 (principal incretina) son:

• Estimular la secreción de insulina.
• Suprime la liberación de glucagón (hormona que se secreta en el páncreas por la células alfa, y tiene la propiedad de elevar a la glucemia).
• Reduce el vaciamiento gástrico.
• Mejora la sensibilidad de los tejidos a la insulina.
• En modelos animales se vio que disminuye la muerte celular programada de la célula beta, promueve la regeneración y la masa de la célula beta.

Si bien la glucosa es un potente estímulo para los islotes pancreáticos, hay que resaltar que cuando los mismos, se exponen a altas concentraciones durante períodos prolongados, se ve una disminución de la secreción de insulina, porque existe un fenómeno tóxico sobre la célula beta denominado, GLUCOTOXICIDAD. El porque de esta manifestación, es debido a que hay evidencia de que la exposición persistente a la glucosa en vez de estimular la salida de la insulina de la célula beta, reduce la expresión de varios genes que son fundamentales en la función normal de la célula beta, incluyendo el gen de la insulina.

Otras hormonas peptídicas instestinales que influyen en la respuesta secretora de la insulina luego de la comida (posprandial):

• Péptido intestinal Vaso activo
• Secretina,
• Gastrina,

Hormonas provenientes de las células pancreáticas como:

• Glucagón efecto estimulador de células beta,
• Somatostatina, suprime la liberación de la misma.

Otras hormonas estimulantes de la secreción de insulina:

• Hormona de crecimiento (GH),
• Glucocorticoides (GC),
• Lactógeno Placentario (hormona producida en la placenta)
• Esteroides Sexuales.

Factores neurales

El Páncreas, como todos los órganos necesitan de estructuras nerviosas para su funcionamiento, es por ello que los islotes pancreáticos están inervados tanto por raíces nerviosas, del sistema neurovegetativo, denominadas, colinérgicas y adrenérgicos.

Esto significa que la secreción de insulina, tiene su inervación por medio fibras de los nervios vagales, las cuales tienen la función de estimularlas y de fibras nerviosas simpáticas, que su función es de inhibirlas.

Los efectos neurales o de los nervios sobre la función de las células beta no se pueden disociar completamente de los efectos hormonales, porque algunos de los neurotransmisores del sistema nervioso vegetativo son, de hecho, hormonas.

¿Como es la secreción de la insulina en un día?

En un período de 24 horas, las ingestas son las responsables del 50% del total de la insulina segregada por el páncreas.

La cantidad, estimada de secreción de insulina basal, fluctúan entre 18 a 32 Unidades en 24 horas (0.7 a 1.3 mg). Después de la ingesta, la secreción de insulina es rápida y se incrementa alrededor de 5 veces con respecto a los valores basales para alcanzar un pico en 60 minutos.

Un punto que esbozaremos en esta entrega, es la función del hígado, en la producción de glucosa. Cuando una persona, (con o sin diabetes se encuentra en ayuno), el organismo, necesita de glucosa, por lo cual el hígado la produce a partir del glucógeno que esta acumulado, en el, y la libera a la circulación sanguínea.

En los pacientes no diabéticos los niveles basales de insulina son suficientes para compensar, esta liberación, en cambio para los diabéticos, es insuficiente. Por ello, y para entender el porque en los Diabéticos en el ayuno, presentan aumento de glucemia o hiperglucemia, la cual se va acentuando a medida, que  evoluciona la enfermedad.

En suma: la finalidad en esta entrega fue aportar conocimientos en cuanto, a los mecanismos puesto en marcha, en un organismo normal. A partir de esta revisión creemos que será mas sencillo poder aplicarlo luego a situaciones en las cuales existe el diagnóstico de Diabetes Mellitus, esperamos les sea útil, en caso de tener dudas, nos escriben y las aclaramos.

Bibliografía

Ferner RE, Ashworth L, Tronier B,Alberti KG. Effects of short-term hyperglycemia on insulin secretion in normal humans. Am J Physiol 1986;250;E655-E661.

Polonsky KS, Given BD, Hirsch LJ, et al.Abnormal patterns of insulin-secretion in non-insulin depent diabetes mellitus. N Engl J Med 1988; 318:1231-1239.