Fisiologia

ASPETTO IN PIÙ PER VOTO ALTO.

Sia Akt che la proteina chinasi C, PKC,

possono indurre l’esposizione di Glut-4;

così come la PI3-chinasi può attivare

l’AMP-ciclico-fosfodiesterasi e quindi

portare alla diminuzione di AMP ciclico

che è una condizione importante affinché

la cellula vada in mitosi.

L’insulina, quando funge come fattore di

crescita attivando la via Gbr SOS Ras

MAP-chinasi, induce non solo geni

importanti per la mitosi, ma una volta che

il glucosio è entrato nelle cellule,

l’insulina stimola la glicogeno-sintesi e

quindi l’accumulo di riserve. Questo

porterà all’attivazione di enzimi impegnati nella glicogeno sintesi. Quindi

nelle cellule muscolari, del fegato ecc. l’insulina stimola la glicogeno

sintesi ed inibisce la glicogeno lisi.

In questa immagine possiamo ancor meglio come

Akt attiva un vario numero di situazioni: uptake del

glucosi, sintesi proteica, sintesi dei lipidi e la sintesi

del glicogeno.

Ricordiamo che i trasportatori Glut sono diversi per le varie cellule; il

Glut-4 è il trasportatore, indotto dall’insulina, che trasporta il glucosio

in varie cellule, soprattutto muscolari e adipose.

I vari Glut hanno tutti affinità diverse per il glucosio.

-

Glut 1: altamente specifico per il glucosio.

-Glut 2: NON è altamente specifico per il glucosio; trasporta

glucosio, galattosio, fruttosio.

-Glut 3: altamente specifico per il glucosio.

-Glut 4: altamente specifico per il glucosio.

-Glut 5: trasporta fruttosio.

Cosa accade dopo il rilascio dell’insulina.

Abbiamo innanzitutto visto che l’insulina favorisce l’ingresso di glucosio

a livello del tessuto muscolare e del tessuto adiposo.

L’insulina è in grado di agire non solo sul metabolismo degli zuccheri,

vediamo cosa succede attraverso la figura.

Il primo organo che riceve insulina è il

fegato; qui il 50% dell’insulina viene

degradato.

A livello del fegato l’insulina entra senza il

bisogno di Glut-4 e stimola la glicogeno

sintesi; stimola la sintesi proteica e stimola

anche l’utilizzo del glucosio come precursore

di grassi e trigliceridi (anche se poco).

A livello muscolare l’insulina entra attraverso

i Glut-4 e stimola l’uptake di glucosio il

quale a sua volta viene utilizzato per

stimolare la glicogeno sintesi; stimola

anche l’ingresso (attraverso dei sistemi di

trasporto) degli amminoacidi per la sintesi

proteica.

A livello del tessuto adiposo l’insulina entra attraverso i Glut-4 e

stimola l’utilizzo del glucosio per sintetizzare acidi grassi e alfa-

glicerofosfato, ovvero lo scheletro su cui vengono posti i grassi per

produrre trigliceridi; stimola l’assunzione di lipoproteine (fonte di

grassi) attraverso un enzima detto LPL sempre per produrre trigliceridi;

anche in questo caso aumenta la captazione degli aminoacidi e la

sintesi proteica (anche se poco).

Il tessuto adiposo non è solo un sito di deposito dei grassi, ma

contribuisce moltissimo alla regolazione dell’omeostasi glicemica, dell’

appetito, dello stato di sazietà e produce ormoni che possono arrivare

anche al cervello.

In tutte le cellule l’insulina non solo stimola la glicogeno sintesi, ma

anche la glicolisi, ovvero la produzione di energia nella cellula.

Tutto ciò accade dopo un pasto, quando la concentrazione di insulina è

più alta della concentrazione del glucagone; quello che cambia in realtà

nel nostro sangue è il rapporto tra insulina e glucagone.

Questi processi sono dovuti all’effetto anabolizzante dell’insulina.

A digiuno tutte le vie sono invece stimolare dal glucagone, l’ormone

antagonista dell’ insulina, rilasciato dalle cellule alfa durante il

digiuno.

Il glucagone andrà a mobilizzare le riserve.

A livello del fegato il glucagone stimola la

glicogeno lisi, quindi le riserve vengono

mobilizzate per produrre glucosio che

fuoriesce e va nel sangue contribuendo ad

aumentare la glicemia.

A livello muscolare il glucagone stimola la

glicogeno lisi e quindi la produzione di

glucosio che aumenterà, qui però stimola anche

la degradazione delle proteine per produrre

amminoacidi che vengono rilasciati in circolo.

Gli amminoacidi vengono utilizzati poi attraverso un processo di

gluconeogenesi per produrre glucosio.

A livello del tessuto adiposo il glucagone stimola la mobilizzazione dei

trigliceridi con produzione di glicerolo ed acidi grassi che vengono

messi in circolo.

Generalmente è giusto mettere in circolo i grassi i quali andranno

incontro a beta ossidazione; quando però c’è un digiuno prolungato o

una lunga assenza di insulina (poiché l’insulina inibisce il glucagone),

la quantità di grassi messa in circolo è eccessiva, per cui gli enzimi atti

alla beta ossidazione non sono sufficienti e quindi questi grassi vengono

utilizzati dal fegato per produrre chetoni, processi di chetogenesi.

I chetoni sono composto acidi che per una certa quantità sono anche dei

substrati energetici, possono quindi essere utilizzati dai muscoli come

fonte di energia; quando però sono eccessivamente concentrati possono

causare l’acidosi metabolica, ovvero acidificazione del sangue.

L’acidosi metabolica può portare l’individuo in coma e poi a morte.

Andamento temporale del glucosio nel sangue in persone sane.

La glicemia, in persone sane, nel giro di due ore dopo i pasti deve

tornare a valori simili a quelli del digiuno.

In una persona sana inizialmente la

glicemia è normale, dopo un pasto il

glucosio nel sangue sale, per cui la

glicemia aumenta, raggiunge dei valori che

possono anche essere il doppio rispetto al

digiuno e poi nel giro di 2 massimo 3 la

glicemia deve tornare a valori paragonabili

a quelli del digiuno.

L’insulinemia, ovvero la concentrazione di

insulina nel sangue, aumenta con

l’aumentare del glucosio nel sangue; perché

le cellule beta del pancreas sono dei

sensori del glucosio. Quindi dopo un pasto

aumenta la quantità di insulina, raggiunge

un picco, e poi comincia a diminuire, nel giro di 3 massimo 4 ore

ritorna a valori simili a quelli del digiuno.

Questo lo vediamo però in persone sane.

Il diabete mellito.

Quando parliamo di diabete dobbiamo distinguere due forme di questo:

- Diabete nell’ironia di tipo 1, anche detto insulino-dipendente; è una

malattia che colpisce tipicamente nei giovani (bambini e adolescenti). Qui

le cellule beta del pancreas dell’individuo vengono distrutte, tant’è vero

che è una malattia autoimmune e cioè è lo stesso organismo a produrre

attraverso il sistema immunitario degli autoanticorpi che vanno a

distruggere le cellule del corpo stesso, in questo caso le cellule beta del

pancreas.

Essendo quindi non prodotta l’insulina in questo caso l’unica terapia è

quella di iniettare l’insulina, o sostanze analoghe, poco prima dei pasti.

Un individuo affetto da diabete di tipo 1 sarà molto magro poiché non

producendo insulina, non viene inibito il glucagone che, in questi casi,

aumenta e stimola la mobilizzazione delle riserve che portano una

perdita di massa grassa ma anche di massa magra.

Le complicanze acute in questi casi possono essere diverse; partendo dal

fatto che non essendoci insulina aumenta la glicemia, quando questa è

troppo alta e supera la soglia di filtrazione renale ovvero il glucosio, che

non dovrebbe arrivare nelle urine, in questo caso ci arriva e si ha quindi

la perdita di glucosio con le urine anche detta glicosuria.

Il glucosio è una molecola che richiama a sua volta nelle urine l’acqua

per cui si avrà disidratazione. Per questi motivi un soggetto affetto da

diabete di tipo 1 avrà bisogno di bere e urinare molto spesso.

Ricordiamo inoltre che in assenza di insulina aumenta il glucagone che,

per il processo di prima, stimola la produzione di chetoni a partire dai

grassi; può quindi succedere che una quantità elevata di chetoni nel

sangue può portare sia all’acidosi metabolica sia i chetoni ad arrivare

nelle urine, essendo composti acidi attirano elettroliti importanti che

genereranno quindi uno squilibrio elettrolitico.

Nel caso del diabete di tipo 1, se andassimo a guardare i grafici di

glicemia ed insulinemia vedremmo che: il grafico della glicemia dopo

un aumento non avrà una diminuzione dopo 2-3 ore ma la glicemia

resterebbe alta; mentre il grafico dell’ insulinemia risulterebbe basso

anche durante e dopo il pasto, senza avere nessun picco. Questo accade

perché nel caso dei soggetti affetti da diabete di tipo 1 l’insulina non

viene mai prodotta.

- Diabete di tipo 2, anche detto non insulino-dipende o insulino-

resistenza; è una malattia che colpisce solitamente adulti in sovrappeso.

Qui le cellule beta producono l’insulina e la rilasciano normalmente,

quello che non funziona come dovrebbe è il recettore o le proteine a

valle del recettore; è quindi un diabete dovuto alla mancata risposta

delle cellule all’insulina.

Gli individui affetti da diabete di tipo 2 sono quelli in sovrappeso.

Nei casi di sovrappeso si innesca una conduzione detta di low-grade

inflammation, cioè un infiammazione cronica di basso grado che

consiste nel rilascio cronico nel sangue di mediatori

dell’infiammazione; questo perché il tessuto adiposo come detto prima

non è solo accumulo di grassi, questo tessuto a seconda della quantità

di grassi accumulati risponde innescando qualche meccanismo; per

esempio può produrre dei mediatori dell’infiammazione, come le

citochine infiammatorie, che agiscono interrompendo le vie di risposta

all’insulina, cioè attiva delle proteine che inibiscono le proteine coinvolte

nel meccanismo di risposta all’insulina, oppure favoriscono la

fosforilazione inibitoria del recettore.

Nel diabete di tipo 2, all’inizio può succedere che ci sia un iper

insulinemia compensativa, cioè essendo i recettori meno funzionali si ha

un iperproduzione di insulina; alla lunga può succedere poi che le

cellule beta sotto sforzo vadano in necrosi o apoptosi e quindi la

quantità di insulina prodotta si riduce.

Nel caso del diabete di tipo 2, se andassimo a guardare i grafici di

glicemia ed insulinemia vedremmo che: il grafico della glicemia dopo

un aumento non avrà una diminuzione dopo 2-3 ore ma dopo molto più

tempo; mentre il grafico dell’ insulinemia risulterebbe alto durante e

dopo il pasto. Questo accade perché nel caso dei soggetti affetti da

diabete