Hormonas y Metabolismo

La regulación endocrina del metabolismo se realiza principalmente por las hormonas pancreáticas, los glucocorticoides y las catecolaminas. Además, están implicadas otras hormonas como la hormona del crecimiento, hormonas tiroideas, hormonas sexuales, etc.

Hormonas Pancreáticas

El páncreas tiene en su interior una serie de células que vierten hormonas a la sangre, en los islotes de Langerhans. Se encuentran distintos tipos de células:

• Células A: Producen glucagón (aumenta la glucemia en sangre).
• Células B: Insulina (disminuye la glucemia).
• Células D: Somatostatina (inhibe la secreción de insulina, glucagón, etc.).
• Células F: Polipéptido pancreático (inhibe la secreción de enzimas digestivas del páncreas, la secreción biliar y la liberación de somatostatina).

Insulina

Inicialmente se sintetiza como proinsulina, estimula el anabolismo y es hipoglucemiante. Su liberación está desencadenada principalmente por una subida de glucosa en sangre, también es estimulada por el sistema parasimpático. Su inhibición se produce por una hipoglucemia, por la somatostatina, el ejercicio y el sistema simpático.

Cuando la glucosa es elevada, la entrada de glucosa a las células beta se acelera en su transportador GLUT-2, la velocidad de entrada es proporcional a la concentración. Por glucólisis genera ATP de manera que aumenta. Estas células tienen canales de K dependientes de ATP, los cuales se bloquean ante gran cantidad de ATP de manera que se despolariza su membrana y provoca entrada de calcio, lo cual a su vez provoca un aumento en la tasa de exocitosis de insulina que irá a sangre, cuyo efecto final será la disminución de la glucemia. Es un bucle de retroalimentación negativa.

La respuesta de liberación de insulina es bifásica. Si la hiperglucemia se mantiene en el tiempo hay primero una respuesta rápida donde se libera insulina presintetizada y luego poco a poco la liberación va aumentando conforme se va sintetizando. Sus receptores son diméricos, son receptores tirosín-quinasa, que cuando se une la insulina tienen capacidad de autofosforilarse, activando o inhibiendo una serie de actividades enzimáticas.

El efecto más rápido de la insulina es que aumenta la captación de glucosa en el tejido diana por colocación de un mayor número de transportadores GLUT-4 en la membrana, también puede tener efectos a nivel de expresión génica y por ello, también tiene efectos en el citoplasma.

Los principales efectos de la insulina en relación al tiempo de respuesta son:

• Rápidos: Mayor transporte de glucosa.
• Intermedios: Estímulo de síntesis de proteínas, inhibición de proteólisis, activación de enzimas de glucólisis y glucogenogénesis e inhibición de fosforilasa y gluconeogénesis.
• Tardíos: Aumento de ARNm de enzimas lipogénicos, disminución de enzimas gluconeogénicos y el estímulo del crecimiento y efectos mitógenos.

Glucagón

Es otra hormona peptídica, de 29 aminoácidos (aa), actúa coordinadamente con la insulina determinando los destinos metabólicos. La insulina lleva al almacenamiento de reservas y el glucagón, sin embargo, mueve las reservas previamente almacenadas para su uso. Esto ocurriría horas más tardes después de haber comido, en situaciones de escasez.

Es liberado por las células alfa en forma de precursor que se hidroliza antes de funcionar, se parece a ciertas hormonas gastrointestinales (GLP-I y II), actúa con segundos mensajeros (AMPc-PKA; PLC-IP3). Tienen una vida muy corta en sangre. Esta hormona es liberada en hipoglucemia. Principalmente sigue una vía por segundos mensajeros por AMPc, secundariamente por Inositol trifosfato.

Cuando se usa la vía por AMPc se fosforila PKA de manera que se activa e inactivan algunas enzimas, por otro lado también puede modificarse la expresión génica, teniendo efectos más lentos. Finalmente, los cambios en sangre se manifiestan en hiperglucemia, aumento de ácidos grasos, hiperaminoacidemia y cetosis.

Glándulas Suprarrenales o Adrenales

Es una glándula heterogénea, con corteza y médula. Existe cierta especialización en la formación de hormonas, existiendo tres capas fundamentales en la corteza (Zona reticular, fasciculada y glomerulosa). Las hormonas que liberan estas glándulas son esteroideas, (corticoides y glucocorticoides). Entre ellas tienen una estructura molecular muy parecida, unas son precursores de otras y aún así, tienen receptores y funciones diferentes.

Cortisol

Es una hormona esteroidea que para ser transportada por sangre necesita de una globulina CBG, por albúmina y en contadas ocasiones pueden ir libres. Estas hormonas apenas tienen receptores en las membranas celulares en la mayoría de casos tras separarse del transportador han de difundir por la membrana y buscar su receptor en el citoplasma, en el núcleo, de tal manera que finalmente tiene un efecto en la expresión génica de una forma u otra. Al ser efectos genéticos, estos tardarán en aparecer pero serán más perdurantes.

Sobre el metabolismo podríamos decir que son “efectos permisivos”, o sea que fomenta la manifestación de otras hormonas, también es una hormona movilizadora de reservas. Estimula la gluconeogénesis, estimula la proteólisis y por tanto la fabricación de urea, Estimula la lipólisis. Los glucocorticoides tienen una ritmicidad circadiana.

Catecolaminas

Estas son principalmente adrenalina y noradrenalina, se diferencian en un metilo extra que tiene la adrenalina. La enzima que pasa de Noradrenalina a Adrenalina es la feniletanolamina N-metiltransferasa (PNMT). También dentro de estas encontramos la Dopamina, la cual es precursora de la Noradrenalina por tanto, de Adrenalina. La ACTH estimula la síntesis de Dopamina, pues el cortisol vía porta corteza-médula estimula la PNMT y por tanto la formación de Adrenalina.

Las catecolaminas pueden ir a ejercer sus efectos como neurotransmisores vía nerviosa (Noradrenalina) o vía sanguínea (Adrenalina), teniendo ambos efectos muy muy similares sobre el metabolismo tiene un efecto final sobre la movilización de reservas, sobre otros sistemas afectan al circulatorio estimulan la actividad cardíaca y de forma variable sobre la musculatura vascular. Por otro lado también fomenta un aumento de la temperatura corporal.