Regolazione della glicemia

RICORDA:

- insulina inibisce la secrezione di glucagone, mentre il glucagone aumenta la concentrazione di

insulina.

- La somatostatina, ormone prodotto dall’ipotalamo e nell’intestino, inibisce sia insulina che

glucagone.

Vediamo ora il meccanismo tramite cui l’aumento della glicemia fa sì che la cellula B del pancreas secerna

insulina. Ci sono diversi trasportatori del glucosio, alcuni sono fondamentali:

- Il GLUT 4, che non c’è se non c’è insulina. La maggior parte delle cellule dell’organismo non ha,

normalmente, il GLUT 4, e quindi non può prendere glucosio dal plasma se non c’è insulina.

- GLUT 2, presente nelle cellule epiteliali. Permette al glucosio assorbito di uscire dal lato interstiziale.

È presente anche nelle cellule B del pancreas (che secernono insulina).

- GLUT 3. Il cervello è praticamente l’unico dei nostri organi che può assorbire glucosio anche se non

c’è insulina, perché dispone di questo specifico trasportatore che non necessita di tale ormone.

Quando abbiamo mangiato, c’è tanto glucosio nel plasma e si viene quindi a creare un gradiente di

concentrazione per il glucosio. Attraverso IL GLUT 2, più glucosio entra nella cellula B del pancreas. Allora, il

glucosio che entra viene sottoposto all’attività metabolica, viene ossidato, e quindi viene prodotta nuova

energia. L’ATP va ad agire sui canali per il potassio, chiudendoli. In questo modo, la cellula si depolarizza, si

aprono canali del calcio che provocano la fusione delle vescicole che contengono l’insulina con la membrana.

In questo modo avviene la secrezione di insulina. L’esocitosi, quindi, è dovuta all’ingresso di calcio, a sua volta

dovuto alla depolarizzazione causata dalla chiusura dei canali per il potassio, prodotta a sua volta da un

aumento dell’ATP, dovuto all’ingresso di glucosio attraverso la proteina GLUT 2.

Ricorda: le cellule eccitabili non sono solo quelle nervose e muscolari, ma anche quelle endocrine. Le cellule

B infatti sono eccitabili. In seguito alle depolarizzazioni di cui abbiamo parlato, infatti, si generano potenziali

d’azione.

La secrezione di insulina nell’individuo normale ha un picco circa un’ora dopo che è iniziato ad entrare

glucosio nell’organismo, e successivamente decresce. Più precisamente, la secrezione di insulina avviene in

tre picchi. Il primo è quello della fase cefalica, ed è dettato ad esempio dalla fame, dalla vista del cibo, dagli

odori... L’attività parasimpatica comincia ad aumentare. Quando poi il cibo arriva nello stomaco (fase

gastrica) aumenta ulteriormente l’attività parasimpatica e viene secreta più insulina. Infine, c’è la fase del

substrato (picco maggiore), che si verifica quando il glucosio arriva nel duodeno e viene da lì assorbito e

messo in circolo. In questo modo aumenta ancor più la secrezione di insulina.

Il GIP

È un particolare ormone (appartenente alla famiglia delle incretine). Esso va al pancreas e fa produrre un

secreto endocrino, ossia un ormone, che è l’insulina, essenziale per utilizzare il glucosio. Viene prodotto nel

duodeno, quando nel duodeno arriva glucosio. Se facciamo aumentare la glicemia iniettando glucosio con

una soluzione endovenosa, l’insulina secreta è molta di meno rispetto a quella che verrebbe prodotta quando

assumiamo oralmente la stessa quantità di glucosio. Questo perché, iniettando insulina, non c’è il GIP.

Trasduzione del segnale insulinico

A livello periferico, la prima cosa che l’insulina fa è andare a legarsi ai recettori che sono presenti. In secondo

luogo, va ad inserire nella membrana GLUT 4. In questo modo, il glucosio può entrare.

L’insulina svolge anche delle azioni metaboliche: fa deporre glicogeno, tendendolo come scorta. Va inoltre

sulle cellule del fegato e del tessuto adiposo ad attivare enzimi che permettono di costruire molecole

complesse di lipidi a partire dagli acidi grassi. Va ad aumentare la sintesi proteica in tutte le cellule, partendo

da una base amminoacidica.

Diabete è una condizione di deficit di insulina (manca l’insulina oppure essa non svolge la propria funzione).

Quali sono le conseguenze? Anzitutto, l’iperglicemia: il glucosio non può essere prelevato dalle cellule e

quindi rimane in circolo. Inoltre, il glucosio non può essere messo via sottoforma di scorte. D’altra parte, le

cellule non possono usare il glucosio per fini energetici. Allora, utilizzano i grassi (in questo modo si verifica

dimagrimento). Vengono quindi degradati i trigliceridi del tessuto adiposo per utilizzare gli acidi grassi come

fonte energetica. Tutto ciò provoca la produzione di sostanze (che prendono il nome di corpi chetonici), che

sono acide, e che quindi aumentano l’acidità del sangue. Per questo motivo, il diabetico tipico soffre di

acidosi. Inoltre, non potendo utilizzare glucosio, il diabetico utilizza non solo grassi, ma anche proteine. Si va

quindi incontro ad un elevato catabolismo proteico, con conseguente perdita della massa magra.

Quando la glicemia aumenta eccessivamente, si verifica la diuresi osmotica: il glucosio rimane nel tubulo

renale, in quanto i trasportatori sono saturi, e allora viene perso con le urine. Il problema è che il glucosio

nelle urine trattiene per effetto osmotico dell’acqua, e quindi aumenta la diuresi e il diabetico si disidrata.

Insieme al liquido perde elettroliti.

Quando abbiamo fatto il controllo della ventilazione, abbiamo detto che l’acidosi è uno stimolo per

aumentare la ventilazione. Comprendiamo allora come il diabetico acidotico possa andare incontro ad

+

un’iperventilazione per compensare l’eccesso di ioni H che ha nel sangue, a causa della cheto-acidosi.

Ormoni che controllano la glicemia:

Tutti questi ormoni, tranne l’insulina, sono iperglicemizzanti, perché aumentano la glicogenolisi (ossia la

scissione del glicogeno nel fegato), aumentano la gluconeogenesi (cioè la produzione di nuovo glucosio a

partire da amminoacidi e lipidi), aumentano la lipolisi.

LA TERMOREGOLAZIONE

Per nessun organismo è possibile vivere al di fuori di un certo ambito di temperature.

La temperatura corporea è il valore medio dell’energia contenuta nell’organismo sottoforma di calore. La

temperatura di un organismo dipende:

- Da fenomeni fisico-chimici interni (che producono o assorbono calore)

- Dalla temperatura dell’ambiente (che cede o assorbe calore)

Noi siamo endotermi: la nostra temperatura è dettata principalmente dalle reazioni metaboliche del nostro

organismo. Negli organismi omeotermi la temperatura può essere regolata, varia di poco, viene mantenuta

in un ambito ottimale. I rettili, invece, sono esotermi (la loro temperatura varia enormemente perché

dipende notevolmente dalla temperatura dell’ambiente in cui si trovano).

Il sistema di controllo della temperatura ha un controllore centrale, ossia un integratore, che integra

le informazioni relative alla temperatura effettiva interna all’organismo con un segnale costante

(ossia il set point, temperatura di riferimento). Se la temperatura rilevata dai recettori (che sono

recettori centrali contenuti nell’integratore stesso) si discosta dal parametro di riferimento, vengono

erogati dal centro integratore dei comandi che raggiungono effettori, che agiscono nella direzione

richiesta per riportare la temperatura al valore ottimale.

Nel nostro organismo, non c’è un vero e proprio organo deputato alla termoregolazione. Vengono

deputati diversi organi e sistemi. Il controllore centrale è l’ipotalamo, che conserva il set point di

temperatura. In caso di temperature discordanti col parametro ottimale, l’ipotalamo eroga comandi

che, con il sistema nervoso

simpatico, raggiungono il muscolo

liscio di tutte le arteriole

(soprattutto su quelle del circolo

cutaneo), modificandone la

contrazione. L’ipotalamo va poi ad

agire sulle ghiandole sudoripare,

modificando la sudorazione.

L’ipotalamo, essendo collegato con

la corteccia, eroga anche segnali

motori: può provocare contrazioni

muscolari volontarie e involontarie.

Inoltre, l’ipotalamo eroga segnali

endocrini: produce fattori ormonali

che possono modificare la

secrezione di ormoni calorigeni.

Il sistema di controllo riesce ad intervenire in maniera efficace sulla regolazione di temperatura

quando questa si trova all’interno di un certo intervallo (36-41 gradi celsius). Al di fuori di questo

intervallo, la regolazione è ridotta.

Cosa possiamo dire, invece, delle condizioni dell’organismo in relazione alla temperatura esterna?

È importante che venga mantenuta entro l’intervallo prima definito la temperatura del nucleo dell’organismo

(ossia la sezione contenente i visceri). Possiamo invece sacrificare la temperatura del “guscio”, ossia degli

arti, che si possono anche adattare alla temperatura dell’ambiente esterno.

La misurazione di temperatura dell’organismo più affidabile è quella rettale, quella ascellare è sempre più

bassa di almeno un grado rispetto al valore effettivo.

Così come tutti i parametri, la temperatura varia nell’arco della giornata (variazioni circadiane della

temperatura interna). In particolare, si deprime durante il sonno. Durante il sonno si riduce il controllo termo-

regolatorio. Nella donna, inoltre, la temperatura è modificata da particolari ormoni. Durante la gravidanza e

nella fase premestruale la temperatura aumenta.

Durante l’esercizio fisico la temperatura interna aumenta, mentre quella cutanea no.

BILANCI:

Un altro meccanismo di produzione di calore è il brivido, un’attività muscolare involontaria inutile da un

punto di visto motorio, ma che produce calore. Viene prodotto in seguito alle reazioni chimiche che

avvengono nel muscolo e alla dispersione di calore durante la contrazione.

Un'altra via attraverso cui modifichiamo la dispersione di calore è la vasomozione. A livello della cute, c’è un

sistema circolatorio superficiale, a stretto contatto con l’epidermide. Dal sangue contenuto nei vasi

superficiali, può essere scambiato facilmente calore con l’ambiente esterno. Si genera infatti un gradiente

termico che determina un rilascio o un assorbimento di calore attraverso la cute.

Questo plesso circolatorio-cutaneo può essere normalmente perfuso. Al caldo, la vasodilatazione arteriolare

permette un maggior apporto di sangue alla superficie cutanea, e quindi una maggior cessione di calore.

Quando fa freddo, le arteriole che portano il sangue a quello strato superficiale si chiudono: si verifica

vasocostrizione. Meno sangue arriva alla superficie cutanea, meno calore viene ceduta all’esterno,