Fisiología del Páncreas Endocrino: Hormonas Clave y Regulación Metabólica

El Páncreas Endocrino: Un Centro de Regulación Metabólica

El páncreas endocrino, que constituye aproximadamente el 1% de la masa total del páncreas, está compuesto por los islotes de Langerhans. Estos islotes están ricamente inervados por el Sistema Nervioso Autónomo (SNA), presentan comunicaciones intercelulares y poseen una fina red vascular, lo que facilita su función reguladora.

Hormonas Clave de los Islotes de Langerhans

• Insulina: Hormona anabólica principal, crucial para la captación y utilización de glucosa.
• Glucagón: Hormona catabólica que eleva los niveles de glucosa en sangre.
• Somatostatina (SS): Modula la secreción de insulina y glucagón, entre otras funciones.

Síntesis y Secreción de Insulina

Proceso de Biosíntesis

1. Ribosomas: La transcripción aminoacídica del ARNm da lugar a la pre-proinsulina.
2. Retículo Endoplasmático: La pre-proinsulina (PPI) se pliega espacialmente, formando dos puentes disulfuro, lo que la convierte en proinsulina.
3. Aparato de Golgi: La proinsulina es empaquetada en gránulos secretores. Por acción de enzimas específicas, se escinde en cantidades equimolares de insulina y péptido C.

Regulación de la Secreción de Insulina

La secreción de insulina es un proceso finamente regulado por múltiples factores:

• Interacciones Hormonales y Nerviosas:
  • Sistema Nervioso Autónomo (SNA): El SNA simpático generalmente inhibe la secreción, mientras que el SNA parasimpático la estimula.
  • Hormonas:
    • Agentes Potenciadores: Glucagón, secretina, pancreozimina, péptido inhibidor gástrico (GIP) y acetilcolina.
    • Agentes Inhibidores: Gastrina, colecistoquinina (CCK), péptido inhibidor gástrico (GIP, aunque también puede potenciar en ciertas condiciones), y somatostatina.
• Señales Intercelulares (Paracrinas): Comunicación entre las células de los islotes.
• Nutrientes:
  • Glucosa: Es el principal estimulante. Las células beta tienen una alta sensibilidad para percibir pequeños cambios en la concentración de glucosa.
  • Aminoácidos: Arginina y leucina, entre otros, estimulan la secreción.
  • Cetoácidos y Ácidos Grasos: También actúan como estimulantes.
• Mecanismo Celular (ATP y Calcio): El aumento de ATP intracelular (generado por el metabolismo de la glucosa) provoca el influjo de Ca++ al citosol. Este Ca++ se une a la calmodulina, activando la proteína quinasa C, lo que a su vez influye en el citoesqueleto (posiblemente a través de la miosina y cilios contráctiles) para facilitar la exocitosis de los gránulos de insulina.

Respuesta Bifásica de la Insulina

La respuesta de la insulina a los secretagogos es bifásica:

1. Primera Fase (Precoz): Ocurre en los primeros 10 minutos y se atribuye a la secreción de gránulos de insulina preformados.
2. Segunda Fase (Tardía): Es menos intensa pero sostenida, y se debe a la biosíntesis de novo de insulina.

Esta respuesta bifásica es indispensable para mantener la homeostasis de la glucosa.

Metabolización de la Insulina y Péptido C

• Concentraciones Plasmáticas:
  • Insulina (RIA): 5 a 15 µU/ml en ayunas; 30 a 75 µU/ml en el periodo postprandial.
  • Péptido C: Niveles típicos de 2 a 4 ng/ml en ayunas y 4 a 6 ng/ml postprandial (valores aproximados, pueden variar según el laboratorio).
• Vida Media:
  • Insulina: Aproximadamente 4.8 minutos.
  • Proinsulina: Aproximadamente 17.5 minutos.
• Degradación:
  • Insulina: Se degrada principalmente en el hígado y, en menor medida, en el riñón.
  • Péptido C y Proinsulina: Se degradan principalmente a nivel renal.

Receptor de Insulina

Los receptores de insulina son responsables del reconocimiento de la molécula de insulina. Son complejos proteicos con subunidades alfa y beta. Se degradan y resintetizan continuamente, y su número está regulado negativamente por la concentración de insulina (down-regulation).

La afinidad del receptor por la insulina puede reducirse por la presencia de:

• Catecolaminas
• Glucagón
• Hormona del crecimiento
• Corticoides
• Estrógenos
• Progesterona
• Lactógeno placentario

Es importante destacar que el efecto máximo de la insulina se logra con la ocupación de solo el 10% de sus receptores.

Efectos Metabólicos de las Hormonas Pancreáticas

Efectos de la Insulina

La insulina es una hormona anabólica por excelencia. Promueve el depósito de sustratos energéticos y la síntesis de proteínas; es anticatabólica y regula la homeostasis de la glucosa. Participa activamente en la metabolización de aminoácidos, ácidos grasos, cetoácidos y lipoproteínas.

Efectos de la Insulina en el Metabolismo de Carbohidratos

• Favorece la utilización de glucosa:
  • En el tejido muscular y adiposo: Aumenta el transporte de glucosa al interior de las células.
  • En el hígado: Promueve la oxidación de glucosa y el depósito de glucógeno.
• Deprime la glucogenólisis y la neoglucogénesis: Al frenar el catabolismo muscular y la liberación de precursores.

Efectos de la Insulina en el Metabolismo de Lípidos

• Favorece la síntesis de triglicéridos (TG).
• Inhibe la hidrólisis de TG, reduciendo la liberación de ácidos grasos libres.
• Disminuye los ácidos grasos libres en plasma y su entrega al hígado.
• Inhibe la cetogénesis hepática.

Efectos de la Insulina en el Metabolismo de Proteínas

• Favorece la captación de aminoácidos a nivel muscular.
• Estimula la síntesis proteica.
• Inhibe la proteólisis (degradación de proteínas).

Efectos de la Insulina en Lipoproteínas

La insulina estimula el sistema de la lipasa lipoproteica, favoreciendo el catabolismo de lipoproteínas ricas en triglicéridos (como VLDL y quilomicrones).

Acciones del Glucagón

El glucagón es una hormona catabólica. Su principal función es la movilización de sustratos energéticos:

• Estimula la neoglucogénesis y la glucogenólisis, aumentando la producción de glucosa hepática.
• Activa la lipólisis y el transporte de ácidos grasos.
• Juega un rol en la cetogénesis hepática.
• Promueve la degradación de proteínas para obtener aminoácidos que se utilizan en la neoglucogénesis.

Acción de la Somatostatina

La somatostatina tiene un papel modulador amplio:

• Modula la absorción intestinal de sustratos.
• Inhibe funciones endocrinas, exocrinas y motoras del tracto gastrointestinal.
• De forma indirecta, regula la secreción de insulina y glucagón, ejerciendo un efecto inhibidor sobre ambas.