23 Assetto metabolico nel diabete mellito e nel digiuno

CARATTERISTICHE ED ASPETTI BIOCHIMICI DEL DIABETE DI TIPO 2

Controllo trascrizionale del metabolismo glucidico

iperglicemia ipertriacilglicerolemia

Il soggetto affetto da questo tipo di diabete è caratterizzato da e (↑ livelli di glu e TG).

Inizialmente le cellule del pancreas sono in grado di secernere insulina, che però per i motivi visti, non permette al

t.adiposo t.muscolare

e al di assorbire glucosio: in questi 2 tessuti infatti l'insulina promuove l'aumento del nº di recettori

di membrana e, non potendovi interagire per un qualche motivo, non può promuovere l'utilizzo di glucosio.

fegato

Anche nel diminuisce la capacità di captare glucosio esogeno dato che l'insulina aumenta l'attività della

glucochinasi => se non interagisce con il proprio recettore la glucochinasi non viene attivata e il glucosio non può entrare

nell'epatocita.

glucosio alimentare resta in circolo perchè non viene utilizzato dai tessuti periferici.

=> il (proveniente dall'intestino)

In aggiunta, i livelli glicemici sono elevati non solo per il glucosio esogeno non utilizzato, ma anche perchè in queste

gluconeogenesi

condizioni viene stimolato il processo di epatico: quando l'insulina non può interagire con i propri recettoi

nel muscolo viene attivata la degradazione delle proteine, generando aa che vengono rilasciati in circolo e capatati dal

il glucosio in circolo in un paziente diabetico deriva sia dal

fegato che li utilizza soprattutto per fare glucosio =>

glucosio alimentare che da quello sintetizzato da precursori non glicidici derivanti dal metabolismo degli aa.

Analogo destino possono avere gli aa provenienti dalla dieta: in queste condizioni sono utilizzati a livelloepatico per

sintetizzare glucosio => l'IPERGLICEMIA TENDE AD AUMENTARE sia per uno scarso utilizzo del glucosio alimentare, sia

per un utilizzo di proteine alimentari e muscolari che innescano il processo di gluconeogenesi.

L'aumento di TG nel sangue non è sottoforma di TG liberi, ma aumentano quelli associati ai chilomicroni e alle VLDL

lipoprotein lipasi,

(origine esogena ed endgena): l'insulina attiva infatti normalmente la ma se non interagisce con i recettori

TG contenuti nelle lipoproteine

l'enzima risulta poco espresso e quindi poco presente sulle pareti vasali => la quantità di

aumentata.

risulta aumenta il consumo di ac.grassi:

In questo contesto un'incapacità di utilizzazione del glu aumenta la mobilizzazione degli

ac.grassi dal t.adiposo, questi arrivano al fegato ed alimentano la sua richiesta E, lasciando liberi i precursori che derivano

dagli aa per fare glucosio.

NB: La disponibilità di ac.grassi per ricavare E epatica nel caso del diabete di tipo 2 raramente porta ad un'overproduzione

di corpi chetonici –> un'ampia disponibilità di ac.grassi all'interno dell'epatocita porta di solito una parte degli AcetilCoA

(che derivano da loro metabolismo) a prendere la via della chetogenesi oer produrre corpi chetonici; in queste condizioni

però la quantità di corpi chetonici che si formano è adeguata per le richieste del fegato e quondi non sono immessi in

circolo. Diabete mellito di tipo 1

totale mancanza di insulina aggressione

• È caratterizzato da una dovuta ad una

autoimmune delle cellule β del pancreas in seguito sia ad uno stimolo ambientale

caratterizzato da una

sia ad un determinante genetico.

totale mancanza di insulina

La scomparsa delle cellule β è graduale nel tempo ma i sintomi compaiono

dovuta ad una

all’improvviso quando l’80-90% delle cellule sono state distrutte (distruzione

completa si ha nella media intorno ai 7-8 anni):

aggressione autoimmune delle cellule del pancreas

β

‣ POLIURIA (orinazione frequente)

in seguito sia ad uno stimolo ambientale

‣ POLIDIPSIA (sete eccessiva)

sia ad un determinante genetico

‣ POLIFAGIA (fame eccessiva) >126 mg/100 ml

C'è anche in questo caso un livello ematico di glucosio a digiuno +

chetoacidosi (overproduzione di corpi chetonici).

La scomparsa delle cellule è graduale nel tempo

La causa scatenate della scomparsa delle cellule pancreatiche può essere quindi uno

β

stimolo ambientale (virus) oppure di tipo genetico (anche se più rara).

ma i sintomi compaiono all‛improvviso

quando l‛80-90% delle cellule sono state distrutte

CARATTERISTICHE ED ASPETTI BIOCHIMICI DEL DIABETE DI TIPO 1

iperglicemia,ipertriacilglicerolemia chetoacidosi

Il soggetto ha e

POLIURIA (orinazione frequente)

L'iperglicemia si verifica in maniera analoga a quanto avvine nel diabete di tipo2, ma

POLIDIPSIA (sete eccessiva)

con la differenza che là l'insulina era presenta ma non poteva interagire con il recettore

POLIFAGIA (fame eccessiva)

per promuovere tutte le vie metaboliche di utilizzazione del glucosio, in questo caso

mancanza di

invece l'incapacità di attivare queste vie metaboliche è dovuta alla

insulina (a questi pazienti infatti basta somministrare insulina per ripristinare la

livello ematico di glucosio a digiuno >126 mg/100 ml

situazione, cosa che non si può fare nel diabete di tipo2); diminuiscono anche in

+

questo caso le vie metaboliche di utilizzazione del glucosio a livello muscolare, epatico

e del t.adiposo ed aumenta la quota di glucosio derivante dalla gluconeogenesi perchè

chetoacidosi

anche in questo caso le proteine di origine muscolare e alimentare possono dirigere il

loro scheletro carbonioso verso la sintesi di glucosio: il glu di origine alimentare c'è,

ma visto che i tessuti non riescono ad usarlo, l'organismo lo sintetizza di per sè.

glicata,

Aumenta poi l'amoglobina utilizzata come marker diagnostico e la quantità di

sobvitolo che si può accumulare a livello del cristallino e può essere causa della

catarrata tipica dei pazienti diabetici.

Cambiamenti metabolici nel diabete di tipo I

Iperglicemia: [Glc]ematico a digiuno (>126 mg/100 ml), HbA1c, sorbitolo

Chetoacidosi: corpi chetonici ematici pH sangue iperventilazione

Diuresi osmotica: [Glc]urinario, corpi chetonici urinari pH urinario

Ipertriacilglicerolemia: chilomicroni, VLDL L‛iperglicemia deriva da:

- captazione del Glc dai tessuti

muscolari e adiposo ( GLUT4)

- glicogenosintesi muscolare

- biosintesi di acidi grassi e di TG nel

fegato e nel tessuto adiposo

- glicogenosintesi epatica ( GK)

- gluconeogenesi epatica ( PEP-CK)

Rene lipasi ormono-

sensibile

La chetoacidosi deriva da:

- mobilizzazione di acidi grassi dal tessuto

adiposo ( lipasi ormono sensibile)

acidi grassi

- β-ossidazione

- chetogenesi epatica

La ipertriacilglicerolemia deriva da:

- captazione di acidi grassi dal muscolo e tessuto adiposo ( LPL)

VLDL e chilomicroni

mobilizzazione di acidi grassi da tessuto adiposo

- chetoacidosi

Nel diabete di tipo 1 si ha anche che dipende dal fatto che, diminuendo l'utilizzo di glucosio da parte

Confronto tra diabete mellito di tipo 1 e digiuno

delle cellule per mancanza di insulina, aumenta la mobilizzazione dei grassi che, arrivati al fegato, soddisfano le

sue richieste E, ma sono poi largamente utilizzati per formare corpi chetonici (chetogenesi largamente attivata) che,

prodotti in eccesso rispetto alle esigenze dell'organismo, si accumulano sia nel sangue che nelle urine; qui

aumenta quindi il glucosio (dovuto all'iperglicemia) e la quantità di corpi chetonici => aumenta la quantità di acqua

- Livello ematico di insulina

escreta per effetto osmotico del glucosio e diminuisce il pH urinario per effetto dei corpi chetonici (sono composti

nel diabete di tipo 1 l‛insulina è praticamente assente dal circolo,

acidi). mentre nel digiuno è presente a livelli molto bassi

TG plasmatici,

Aumentano anche i anche in questo caso associati a chilomicroni e VLDL dato che la carenza di

LPL.

insulina porta ad una diminuzione dell'attività della

- Livello ematico di glucosio

Confronto tra diabete mellito di tipo 1 e digiuno

nel diabete di tipo 1 si ha una tipica iperglicemia,

Il diabete mellito di tipo1, sebbene possa presentare condizioni simili aquelle che possono compparire nel digiuno,

mentre nel digiuno la glicemia è normale

si diversifica: anche nel digiuno si ha un aumento della mobilizzazione dei grassi dal t.adipos, anche nel digiuno si

ha una riduzione dell'utilizzo di glucosio da parte dei tessuti periferici e anche nel digiuno aumenta la produzione di

- Chetosi

corpi chetonici, ma sono diversi perchè

Livello ematico di insulina:

• nel diabete di tipo 1 l’insulina è praticamente assente dal circolo, mentre nel digiuno

nel diabete di tipo 1 la mobilizzazione dei trigliceridi dal tessuto

è presente a livelli molto bassi (anche se prevalgono cortisolo e glucagone).

adiposo e quindi la chetogenesi è più intensa che nel digiuno

Livello ematico di glucosio:

• nel diabete di tipo 1 si ha una tipica iperglicemia, mentre nel digiuno la glicemia è

normale (intorno a 4,5-5,5 mM).

- Ipertriacilglicerolemia

Chetosi:

• nel diabete di tipo 1 la mobilizzazione dei trigliceridi dal tessuto adiposo e quindi la chetogenesi è

nettamente più intensa che nel digiuno (anche perchè nel digiuno ci sono sempre bassi livelli di insulina).

nel diabete di tipo 1 i triacilgliceroli della dieta contribuiscono ad

Ipertriacilglicerolemia:

• nel diabete di tipo 1 i triacilgliceroli della dieta contribuiscono ad aumentare la

aumentare la triacilglicerolemia, mentre nel digiuno essi mancano e,

triacilglicerolemia (chilomicroni, che sono di origine alimentare), mentre nel digiuno essi mancano e, in aggiunta,

in aggiunta, aumenta la mobilizzazione dei trigliceridi del tessuto

aumenta la mobilizzazione dei trigliceridi del tessuto adiposo.

adiposo

Assetto metabolico dell‛organismo umano

durante il digiuno

All'esordio di un digiuno (4-5 h da un pasto), le risorse E dell'organismo sono ~ 170mila kcal, che derivano in

maggior quantità dall'ox dei grassi, in parte da quella delle proteine e, in piccolissima parte, dai depositi di

glicogeno presenti a livello epatico e muscolare. Queste kcal forniscono all'uomo una sopravvivenza di ~70 gg,

anche se la completa degradazione delle proteine non garantisce all'uomo di sopravvivere.

Le scorte energetiche in un individuo adulto normale di 70 kg

all‛esordio di un digiuno

FASI DEL DIGIUNO

1. Immediatamente dopo un pasto i livelli ematici di glu diminuiscono nel giro di 5 h ~

glicogenolisi epatica,

2. Fino a ~ il 2° giorno i livelli di glu dipendono dalla fino a 10-12 ore. L'importanza della

gluconeogenesi a partire da aa è limitata => fino a 12 ore si ha glicogen