Sistema Digestivo: Funciones y Mecanismos

Funciones Principales del Sistema Digestivo

• Almacenar cantidades de alimentos.
• Mezclar alimentos con secreciones gástricas hasta formar el quimo.
• Vaciar el quimo desde el estómago al intestino delgado para que sea absorbido y digerido.

Definición de Quimo

El quimo es la mezcla de alimento con secreciones gástricas.

El Intestino Delgado (ID)

El intestino delgado es la continuación del estómago, separado por el esfínter pilórico, y termina en la válvula ileocecal, donde se une a la primera parte del intestino grueso, disminuyendo su calibre.

Divisiones del Intestino Delgado

• Duodeno y Yeyuno (Intestino Proximal)
• Íleon (Intestino Distal)

Duodeno

• Comienza en el esfínter pilórico del estómago y se extiende aproximadamente 25 cm hasta el yeyuno.
• Es corto, ancho y menos móvil (tiene forma de C).
• Se encuentra bajo el hígado y la vesícula biliar.
• Desembocan conductos provenientes del páncreas y el colédoco, proveniente del hígado.

Yeyuno

• Es la continuación del duodeno hasta el íleon (mide aproximadamente 2.5 metros).
• Se realiza la mayor absorción de nutrientes debido a la alta densidad de vellosidades y su rica irrigación.

Íleon

• Es la continuación del yeyuno hasta la válvula ileocecal, donde se une con el intestino grueso (mide aproximadamente 4 metros).
• Posee paredes finas y pocos pliegues.
• Su calibre disminuye hacia el intestino grueso.

Funciones y Características del Intestino Delgado

• Digestión y Absorción (facilitadas por pliegues y vellosidades).
• Motilidad que realiza la mezcla del quimo.

Fases Intestinales en Respuesta a la Comida

1. Aumento de la Secreción Pancreática

   La mayoría de los nutrientes ingeridos son macromoléculas que deben descomponerse para ser asimiladas por las células epiteliales mediante procesos de digestión química y enzimática. Las secreciones del páncreas son los mayores contribuyentes a la digestión enzimática de los nutrientes.

2. Aumento de la Contracción de la Vesícula Biliar

   Es estimulada por la colecistoquinina (CCK). Los ácidos biliares protegen los productos hidrófobos de la digestión de lípidos del ambiente acuoso de la luz intestinal.

3. Relajación del Esfínter de Oddi

   Regula el flujo biliar y la secreción exocrina pancreática, y previene el reflujo del duodeno al conducto biliar. Se abre en respuesta a una comida para que los jugos digestivos biliares y pancreáticos puedan entrar en el duodeno y mezclarse con el quimo.

4. Regulación del Vaciamiento Gástrico

   Implica el aumento de presión y contracción, y la apertura del píloro para el paso del contenido. El vaciamiento gástrico depende del contenido de macronutrientes de la comida y la cantidad de sólidos contenidos. Se vacían a diferentes velocidades mediante alteraciones de la motilidad en la parte proximal del estómago (fondo y cuerpo) y la parte distal (píloro y duodeno).

   Vía Nerviosa (Reflejos Enterogástricos)

   • Aferente: Detecta nutrientes y contenido del quimo.
   • Eferente: Disminuye las contracciones antrales, contrae el píloro y disminuye la motilidad gástrica.

   Vía Hormonal

   Los nutrientes en la luz duodenal, como aminoácidos y ácidos grasos libres, provocan la liberación de colecistoquinina (CCK) por células endocrinas en la mucosa. La CCK inhibe el vaciamiento estimulando la descarga de fibras vagales aferentes por un mecanismo reflejo vasovagal.

5. Inhibición de la Secreción Ácida Gástrica

Estructura de la Mucosa Intestinal

Las vellosidades están cubiertas por células epiteliales (enterocitos) y células productoras de moco (caliciformes).

Secreción Intestinal

• Volumen diario de 1 a 2 litros, con pH de 6 a 7.
• Contiene agua, mucina y enzimas digestivas.
• La secreción intestinal, junto con la bilis y el jugo pancreático, es crucial para el 90% de la absorción y digestión de nutrientes.

Enzimas Contenidas en la Secreción Intestinal

• Peptidasa: Fracciona péptidos en aminoácidos.
• Sacarasa, Maltasa y Lactasa: Fraccionan disacáridos en monosacáridos.
• Lipasa: Fracciona grasas en glicerol y ácidos grasos.

Secreción Pancreática

Es el mayor contribuyente de la digestión enzimática de los alimentos.

• Proporciona productos de secreción vitales para la digestión.
• Contiene agua, iones y bicarbonato (que neutraliza el ácido gástrico).

Secreción Biliar

• La bilis se almacena y concentra en la vesícula biliar.
• Ayuda a la digestión y absorción de lípidos.
• Se libera en respuesta a la ingesta de comida.
• Su contracción es regulada por la CCK.

Absorción de Proteínas

• En la luz gástrica: Mediada por la pepsina.
• En el intestino delgado: Mediante proteasas pancreáticas que se activan en la luz intestinal por enterocinasas en las células epiteliales.
• Peptidasas: Culminan la digestión de proteínas.
• La tripsina puede digerir la mayoría de las proteínas de la dieta.

Sistema Endocrino: Coordinación y Homeostasis

Funciones del Sistema Endocrino

• Coordina funciones por medio de señales químicas (hormonas) secretadas al espacio externo mediante glándulas hacia una célula blanco para una transducción de señales.
• Mantiene la homeostasis.
• Se mantiene estable por el intercambio de minerales, agua, calor y nutrientes.
• Las células endocrinas detectan alteraciones del medio interno.

Comunicación Intercelular

• Autocrina: Actúa sobre la misma célula.
• Paracrina: Actúa sobre una célula distinta por medio del líquido intersticial.
• Endocrina: A través de la sangre hacia células blanco.
• Neurocrina: Señal hormonal liberada por una neurona que viaja por la sangre a células de destino.

Glándulas Endocrinas Principales

• Hipotalámo
• Hipófisis
• Tiroides
• Paratiroides
• Suprarrenales
• Páncreas
• Ovarios / Testículos

Síntesis y Almacenamiento de Hormonas

Hormonas Peptídicas

Se almacenan en vesículas.

Hormonas Derivadas de Aminoácidos

• Catecolaminas (derivadas del aminoácido tirosina):
  • Epinefrina
  • Norepinefrina
  • Dopamina

  Se almacenan en vesículas.

• Hormonas Tiroideas (derivadas de tirosina y yoduro):
  • Tiroxina (T4)
  • Triyodotironina (T3)

  No se almacenan en vesículas; se incorporan a la molécula de proteína (tiroglobulina).

Hormonas Esteroideas

• Cortisol
• Aldosterona
• Andrógenos
• Estrógenos
• Progestágenos
• Vitamina D (Calcitriol)

No se almacenan; activan la síntesis desde el colesterol.

Respuesta Ante una Hipoglucemia

Las células endocrinas del páncreas secretan glucagón, estimulando la liberación de glucosa almacenada en el hígado. Simultáneamente, otras células del páncreas disminuyen la secreción de insulina, reduciendo la captación de glucosa.

Las neuronas del hipotálamo detectan la hipoglucemia, estimulando la vía simpática (hepatocitos) y activando la médula adrenal. La médula suprarrenal secreta adrenalina, que actúa en el hígado para liberar glucosa. Por último, otras neuronas del hipotálamo secretan cortisol, que estimula la síntesis de glucosa (gluconeogénesis).

Hipófisis (Glándula Pituitaria)

Se encuentra bajo control neuronal por productos del hipotálamo. Regula el metabolismo hídrico, la secreción láctea, el crecimiento corporal y la reproducción. Sus actividades secretoras regulan las funciones reproductoras, suprarrenales y tiroideas.

Neurohipófisis (Lóbulo Posterior)

Procede del neuroectodermo. Es irrigada por la arteria hipofisaria.

• Oxitocina (OCT): Sintetizada en el núcleo paraventricular. Causa la contracción de la glándula mamaria para la eyección de leche y la contracción del útero. Estimula la contracción de las células mioepiteliales de los alvéolos mamarios, impulsando la leche a los conductos.
• Hormona Antidiurética (ADH) o Vasopresina: Sintetizada en el núcleo supraóptico. Conserva el agua corporal y regula la tonicidad de los líquidos corporales, manteniendo el volumen vascular. La deshidratación y el aumento de la osmolaridad estimulan los osmorreceptores en el hipotálamo, aumentando la liberación de ADH desde la hipófisis, lo que resulta en la retención de agua por el riñón.

Adenohipófisis (Lóbulo Anterior)

Procede del ectodermo.

• Hormona del Crecimiento (GH) / Inhibidor hipotalámico: Somatostatina
  • Estimula el crecimiento y desarrollo somático postnatal, el crecimiento de los huesos y músculos, la degradación de lípidos para energía, y aumenta la glicemia y la presión arterial.
  • La síntesis de GH es estimulada por su péptido liberador hipotalámico específico (GHRH).
  • Su liberación está regulada por glucosa, ácidos grasos libres y aminoácidos.
  • El órgano diana de la GH es el hígado, donde estimula la producción del Factor de Crecimiento parecido a Insulina tipo I (IGF-I).
  • Los IGF se producen en muchos tejidos, principalmente en el hígado, actuando en cartílago, hueso, tejido adiposo y fibroblastos. El déficit de IGF provoca retraso en el crecimiento.
• Prolactina / Inhibidor hipotalámico: Prolactina
• Gonadotropina
• Tirotropina (TSH)
• Adrenocorticotrofina (ACTH)

Hormonas Hipotalámicas Liberadoras

• Hormona Liberadora de Tirotropina (TRH)
• Hormona Liberadora de Corticotrofina (CRH)
• Hormona Liberadora de Gonadotropina (GnRH)

Mecanismos de Retroalimentación

• Somatomedinas (IGF-I): Realizan retroalimentación de asa larga sobre el hipotálamo y la hipófisis. Inhiben la liberación de GHRH y su acción en los somatotropos estimula la liberación de somatostatina.
• GH: Retroalimentación de asa corta al estimular la liberación de somatostatina.
• GHRH: Retroalimentación negativa de asa ultracorta a través de sinapsis con neuronas somatostatinérgicas.

Glándula Tiroides: Estructura y Función Hormonal

La glándula tiroides es el órgano endocrino más grande del organismo (pesa 20 g en el adulto), formada por dos lóbulos piramidales unidos por un istmo. Las alteraciones tiroideas causan trastornos sistémicos característicos y llamativos.

Está regulada por el eje hipotálamo-hipófisis mediante retroalimentación negativa ejercida por sus productos de secreción.

Hormonas Tiroideas

La glándula produce dos hormonas:

• Tetrayodotironina (T4 o Tiroxina)
• Triyodotironina (T3)

A las 12 semanas de gestación, la glándula sintetiza y secreta hormonas. La integridad del eje hipotálamo-hipófisis es necesaria para el desarrollo intrauterino normal del Sistema Nervioso Central (SNC), ya que las hormonas maternas no pueden cruzar la placenta después del primer trimestre.

El hipotálamo secreta la Hormona Liberadora de Tirotropina (TRH) hacia la hipófisis, donde se secreta la Hormona Estimulante de la Tiroides (TSH). La TSH estimula a la tiroides, que secreta T4 (3′,5′,3′,5′), llamada tiroxina, que actúa como prohormona circulante. La T3 (3′,5′,3′-triyodotironina) se secreta en menor cantidad, pero es más activa hormonalmente.

La T3 inversa se libera en mucho menor cantidad y no tiene actividad biológica.

Efectos Fisiológicos de las Hormonas Tiroideas

• Aumentan la velocidad de utilización de O₂.
• Aumentan el índice metabólico basal.
• Desarrollan el encéfalo y promueven la maduración del feto y el niño.
• Están formadas por dos moléculas del aminoácido tirosina y un elemento inorgánico (yodo).

La unidad funcional de la tiroides es el folículo tiroideo, formado por células epiteliales endocrinas que rodean el coloide, cuya función es almacenar hormonas tiroideas.

Síntesis de Hormonas Tiroideas: Tres Etapas

Antes de estas etapas, la tirosina debe incorporarse a una proteína, la tiroglobulina, mediante enlace peptídico.

1. Captación y Concentración del Yoduro (I⁻)

   El yoduro se incorpora mediante la dieta (mínimo 70 µg/día; normal 300-400 µg/día), captándose solo 80 µg/día y secretando el resto por la orina. El yoduro se transporta activamente al interior del folículo tiroideo en contra del gradiente gracias al cotransportador NIS (simportador de Na+/I⁻) localizado en la membrana basal de las células epiteliales, lo que requiere la actividad de la Na+/K+-ATPasa de membrana plasmática.

   Inhibidores del Transporte de Yoduro

   • Tiocianato
   • Perclorato
   • Pertecnato
2. Oxidación e Incorporación del Yodo al Anillo Fenólico de Tirosina

   La tiroglobulina es una glicoproteína que se sintetiza y se procesa en el aparato de Golgi, incorporándose a vesículas y desplazándose a la luz folicular. El yoduro se transporta hacia el coloide mediante la proteína transportadora pendrina. En la membrana apical, el complejo enzimático llamado peroxidasa tiroidea cataliza la oxidación del yoduro y su colocación en lugar de un hidrógeno del anillo de la tirosina. El oxidante del yoduro es el peróxido de hidrógeno.

3. Acoplamiento de Dos Moléculas de Tirosina Yodada para Formar T4 o T3

   También se produce en la tiroglobulina y es catalizado por el complejo peroxidasa tiroidea:

   • DIT + DIT = T4 (Tetrayodotironina)
   • MIT + DIT = T3 (Triyodotironina)

   Una vez yodada, la tiroglobulina se almacena en el folículo como coloide. La liberación a la sangre de T3 y T4, unidas por enlaces peptídicos, requiere la recuperación de la tiroglobulina, que pasa al interior de las células epiteliales endocrinas por endocitosis.

Regulación de la Secreción Tiroidea

El principal estímulo de la secreción de hormonas tiroideas es la Tirotropina (TSH), secretada por la adenohipófisis. El estímulo directo de la secreción de TSH es la Hormona Liberadora de TSH (TRH) del hipotálamo.

Las hormonas tiroideas T3 y T4 inhiben la síntesis y liberación de TSH por la hipófisis y la síntesis y liberación de TRH por el hipotálamo (retroalimentación negativa).

• TRH: Es un tripéptido producido en el área hipotalámica anterior, en el núcleo paraventricular. El receptor de la TRH en los tirotropós es un receptor acoplado a proteína G.
• TSH: Estimula el transporte de yoduro desde la sangre al folículo y todos los pasos siguientes de la síntesis de T3 y T4. La exposición crónica a la TSH provoca hiperplasia (aumento en el número de células) e hipertrofia (aumento de tamaño de las células) de la glándula tiroides. Su ausencia provoca atrofia glandular, aunque se mantiene cierta producción de T3 y T4.

La molécula que realiza la retroalimentación negativa es la T3, que entra desde el plasma a los tirotropós.

Efectos Metabólicos y Cardiovasculares

El efecto más evidente de la hormona tiroidea es el consumo de O₂ y la utilización de sustratos. En el miocardio, la T3, al unirse a su receptor nuclear, induce un aumento de los receptores β-adrenérgicos, lo que incrementa la sensibilidad a la adrenalina y produce un aumento en la frecuencia cardiaca y el crecimiento lineal de los huesos.

La hormona tiroidea T3 es imprescindible para el desarrollo del SNC. El receptor de T3 se expresa en el encéfalo durante la vida fetal; por lo tanto, durante su desarrollo, el SNC está bajo los efectos de la T3 sobre la expresión génica.

Paratiroides y Regulación de la Calcemia

Funciones del Calcio (Ca²⁺)

• Crecimiento y remodelación ósea.
• Contracción muscular.
• Coagulación sanguínea.
• Secreción hormonal y de neurotransmisores.
• Estabilización del potencial de membrana.
• Respuesta de segundos mensajeros.

El calcio representa del 2 al 4% del peso corporal bruto. El calcio circulante se encuentra en equilibrio dinámico.

Funciones del Fosfato (Pi)

• Componente esencial en el hueso.
• Formación de membranas plasmáticas.
• Enlaces de alta energía del fosfato del ATP.
• Participa en la fosforilación y desfosforilación de proteínas, lípidos, segundos mensajeros y cofactores.
• Forma parte del esqueleto de los ácidos nucleicos.

El fósforo es el segundo mineral más abundante en el organismo, presente en todas las células, y se almacena en grandes cantidades formando complejos junto al calcio.

Regulación Fisiológica del Calcio y el Fosfato

Hormonas Calciotrópicas

Hormonas implicadas en el mantenimiento de las concentraciones de Ca²⁺ y Pi en las personas:

• PTH (Hormona Paratiroidea)
• 1,25-dihidroxivitamina D (Calcitriol)

Estas hormonas actúan sobre el intestino, el hueso y el riñón para la homeostasis del calcio.

Glándula Paratiroides y PTH

El tipo de células que predomina en el parénquima de las glándulas paratiroides son las células principales. La Hormona Paratiroidea (PTH) es la hormona protectora frente a la hipocalcemia; sus principales órganos diana son los huesos y los riñones. Estimula la producción de 1,25-dihidroxivitamina D.

Acciones de la PTH

• Péptido sintetizado en la glándula paratiroides.
• Moviliza calcio del hueso.
• Aumenta la reabsorción renal de calcio.
• Aumenta la excreción renal de fosfato.
• Aumenta la producción renal de Calcitriol.
• Se secreta en condiciones de hipocalcemia.

Mecanismo de Secreción de PTH

El aumento de calcio extracelular es detectado por el Receptor Sensor de Calcio (CaSR), uniéndose a la proteína G inhibidora que inactiva la adenilciclasa, lo que causa un descenso de los niveles intracelulares de AMPc. El receptor activado también se une a una proteína G estimuladora que activa a la fosfolipasa C, con la consecuente elevación del IP₃ y DAG, produciendo un aumento en la concentración de calcio citosólico, reduciendo la secreción de PTH.

La secuencia opuesta se pone en marcha cuando hay un descenso en la concentración de calcio plasmático, induciendo la secreción de PTH. El CaSR es sensible a los cambios de Ca²⁺ extracelular, regulando la producción de PTH en respuesta a sutiles fluctuaciones en la concentración de calcio.

Efectos de la PTH en Órganos Diana

• Efecto global: Aumentar la concentración de calcio plasmático (directamente en hueso y riñón) y disminuir la concentración de fosfato plasmático (indirectamente en el tracto gastrointestinal).
• En el Hueso: Acelera la extracción de calcio del hueso. Actúa sobre osteoblastos y osteoclastos. Primero estimula la transferencia de calcio de la superficie del hueso parcialmente mineralizado al líquido extracelular (LEC), y un efecto más lento es la estimulación de la resorción del hueso, donde se libera calcio y fosfato que pasan al LEC.
• En el Riñón (Calcio): La PTH aumenta la reabsorción de calcio desde la rama ascendente del asa de Henle y el túbulo distal. La estimulación aguda de la PTH por deficiencia de calcio previene la hipocalcemia por un aumento de la reabsorción del calcio filtrado.
• En el Riñón (Fosfato): La PTH inhibe la reabsorción de fosfato en el túbulo proximal renal, aumentando la excreción de fosfato urinario. Este efecto fosfatúrico impide la elevación de calcio y fosfato en el plasma.
• Síntesis de Calcitriol: La PTH en el riñón estimula la síntesis de 1,25-dihidroxivitamina D (Calcitriol).

Vitamina D (Calcitriol)

La vitamina D es una prohormona que debe hidroxilarse dos veces sucesivamente para convertirse en 1,25-dihidroxivitamina D (forma activa).

Funciones del Calcitriol

• Fundamental en la absorción de calcio y, en menor cantidad, de Pi en el intestino delgado.
• Regula la remodelación del hueso y la reabsorción renal de Ca²⁺ y Pi.

La vitamina D absorbida en la dieta (D₂) y formada en la piel (D₃) es biológicamente inactiva y requiere hidroxilaciones en el hígado y el riñón.

Síntesis y Transporte de Metabolitos Activos de la Vitamina D

La vitamina D es técnicamente un secoesteroide (con un anillo fracturado).

1. Producción en la Piel: El 7-dehidrocolesterol (provitamina D₃) en la piel absorbe radiación UV-B (290-315 nm), causando la rotura del enlace carbono-carbono 9,10 del anillo B, formando la previtamina D₃. La previtamina D₃ se isomeriza en Vitamina D₃ (colecalciferol) por temperatura. La vitamina D₃ se libera al plasma y se une a la Proteína de Unión a Vitamina D (DBP) para su transporte a los tejidos.
2. Primera Hidroxilación (Hígado): La 25-hidroxilasa hidroxila la vitamina D₃ en el carbono 25, obteniendo 25-hidroxivitamina D (Calcifediol).
3. Segunda Hidroxilación (Riñón): La 1α-hidroxilasa hidroxila el Calcifediol en el carbono 1, formando 1,25-dihidroxivitamina D (Calcitriol), la forma activa de la vitamina D.

Receptor de la 1,25-dihidroxivitamina D (VDR)

El Calcitriol ejerce sus acciones mediante la unión al receptor nuclear para la vitamina D (VDR). El VDR se une a secuencias de ADN. La principal acción del Calcitriol es regular la expresión génica en los tejidos diana, incluidos el intestino delgado, los riñones y la glándula paratiroides. El Calcitriol induce la absorción rápida del calcio por el duodeno.

Transporte de Calcio y Pi en el Intestino Delgado

El calcio se absorbe en duodeno y yeyuno por dos vías:

• Vía Paracelular Pasiva: No regulada por el Calcitriol.
• Vía Transcelular: Regulada por Calcitriol y hormonas, que involucra tres pasos:
  1. El calcio entra a la célula a través de la membrana apical vía canales de calcio.
  2. Se une a varias proteínas, particularmente la calbindina.
  3. El calcio es transportado desde el lumen del intestino a la sangre.

El Hueso como Almacén de Calcio y Pi

Cuando un adulto alcanza la masa ósea máxima, el esqueleto experimenta una remodelación continua gracias a la actividad concertada de las células óseas. El proceso de formación y destrucción ósea está en equilibrio en las personas sanas.

Remodelación Ósea

Aproximadamente el 0.5% del calcio esquelético se moviliza y deposita cada día en el hueso. En adultos, implica:

1. La destrucción del hueso preformado con liberación de Ca²⁺ y Pi y fragmentos hidrolizados de la matriz proteinácea (osteoide) a la sangre.
2. Síntesis de osteoide nuevo en el lugar de la reabsorción, con posterior calcificación del mismo, sobre todo gracias al calcio y Pi procedentes de la sangre.

Células Implicadas en la Remodelación Ósea

• Osteoblastos: Células que inducen la formación del hueso.
• Osteoclastos: Células que inducen la resorción del hueso.

Calcitonina

Es sintetizada y secretada por las células parafoliculares de la glándula tiroides. Es un péptido de cadena simple de peso molecular de 3.400 Da. El aumento de la concentración de calcio plasmático es el principal estímulo para su secreción.

Acciones de la Calcitonina

Disminuye los niveles plasmáticos de calcio debido a una inhibición de la osteólisis osteolítica y de la resorción ósea osteoclástica, especialmente cuando esta se encuentra estimulada por la PTH.

Páncreas: Regulación de la Glucemia

El páncreas contiene dos tipos de glándulas:

• Exocrinas: Secretan enzimas digestivas y bicarbonato al lumen del intestino.
• Endocrinas: Llamadas Islotes de Langerhans (aproximadamente 500.000 islotes, de 50-300 µm de diámetro).

Los islotes contienen cuatro tipos de células secretoras: Glucagón, Insulina, Somatostatina y Polipéptido Pancreático.

Comunicación y Regulación Nerviosa

La comunicación se realiza vía inervación simpática y parasimpática:

• Estimulación colinérgica: Estimula la secreción de insulina.
• Estimulación adrenérgica: Inhibe la secreción de insulina.

Insulina

Es la principal hormona reguladora de la concentración plasmática de glucosa y ácidos grasos libres. Facilita el almacenamiento de sustratos e inhibe su liberación. Es una hormona anabólica.

Efectos de la Insulina

Disminuye las concentraciones plasmáticas de glucosa, ácidos grasos libres (AGL), cetoácidos y aminoácidos en hígado, músculo y tejido adiposo.

• Estimula la captación de glucosa del plasma y su utilización en hígado, músculo y tejido adiposo.
• Potencia la síntesis de proteínas en los tejidos periféricos e inhibe su degradación.
• Estimula la síntesis de triglicéridos (TG) en el hígado y tejido adiposo, y reprime la lipólisis de los depósitos de TG.

Mecanismo de Secreción de Insulina

El metabolismo de la glucosa en las células β estimula la secreción de insulina. El principal estímulo es la glucosa, que entra a la célula β por el transportador GLUT2. Luego es fosforilada a Glucosa-6-Fosfato (G6P) por la enzima glucoquinasa, aumentando el cociente ATP/ADP intracelular. Esto cierra un canal de K⁺ sensible al ATP (complejo de proteínas que contiene una subunidad SUR, activable por fármacos del tipo sulfonilureas en pacientes con alteraciones en la función de las células β).

El cierre del canal de K⁺ sensible al ATP despolariza la membrana plasmática de la célula β, lo que abre canales de calcio dependientes de voltaje, activando la exocitosis de los gránulos llenos de insulina, y se secreta la insulina.

Los aminoácidos, los AGL y la inervación vagal colinérgica también estimulan la secreción de insulina.

La insulina ingresa en la vena porta justo antes de la entrada al hígado; casi la mitad es degradada por la enzima insulinasa antes de abandonar el hígado. El receptor de la insulina es un miembro de la familia de receptores de tirosina quinasa.

Cuando se estimula la secreción de insulina, esta se libera en minutos. Si el estímulo persiste, la secreción disminuye en 10 minutos aproximadamente y luego aumenta lentamente.

Prueba de Tolerancia a la Glucosa

En una prueba de tolerancia a la glucosa, la glucosa plasmática sube lentamente, reflejando la captación de glucosa desde el intestino. En respuesta, las células β del páncreas secretan insulina rápidamente, y la concentración de glucosa plasmática desciende a valores normales a las 2.5 horas.

Un paciente con Diabetes Tipo 1 produce un aumento en la concentración de glucosa plasmática que se inicia desde valores ya aumentados y permanece alta por un tiempo más prolongado, debido a que el páncreas no secreta insulina o lo hace en muy poca cantidad.

Efectos de la Insulina sobre Carbohidratos

En el hígado y el músculo esquelético, la insulina estimula la captación de glucosa y la formación de glucógeno a partir de G6P, activando la glucógeno sintetasa. En el tejido adiposo, estimula la producción de α-glicerol fosfato, necesario para la esterificación de los ácidos grasos libres en triglicéridos.

Glucagón

Es un péptido de cadena lineal que se sintetiza en las células alfa (α) de los islotes pancreáticos. A diferencia de la insulina, la síntesis y secreción del glucagón se inhibe en condiciones de hiperglucemia y se estimula en condiciones de hipoglucemia.

Es una hormona contrarreguladora que aumenta la glicemia por glucogenólisis y gluconeogénesis hepática.

• Reduce la glucólisis.
• Inhibe la síntesis de lípidos a partir de glucosa en el hígado.

Acciones Fisiológicas del Glucagón

Varias horas después de una comida, la glicemia baja a causa de la oxidación constante de glucosa en el cerebro y otros tejidos. La disminución de la concentración de glucosa plasmática estimula la secreción de glucagón y disminuye la secreción de insulina. La función fisiológica del glucagón es evitar la hipoglucemia, y el estímulo primario es la baja de la glicemia.