25.2: Homeostase da glicose: Ilhotas pancreáticas e secreção de insulina

As ilhotas pancreáticas, que representam apenas 1%–2% do volume, são mini-órgãos altamente vascularizados e inervados. Contêm cinco tipos de células endócrinas, incluindo células β que secretam insulina, a qual é sintetizada como uma única cadeia polipeptídica, pré-pró-insulina, processada em pró-insulina e, finalmente, em insulina e peptídeo C. Esse processo é complexo e regulado, envolvendo o complexo de Golgi, o retículo endoplasmático e os grânulos secretores da célula β.

A insulina e o peptídeo C são co-secretados em quantidades equimolares. Enquanto a insulina tem uma meia-vida de 5-6 minutos devido à extensa depuração hepática, o peptídeo C, sem função fisiológica ou receptor conhecido, tem uma meia-vida de cerca de 30 minutos. A célula β também sintetiza e secreta o Polipeptídeo Amiloide das Ilhotas (IAPP), ou amilina, um peptídeo que afeta a motilidade gastrointestinal e a velocidade de absorção de glicose. Pramlintide, um medicamento usado no tratamento de diabetes, imita a ação do IAPP.

A secreção de insulina é rigidamente regulada para manter concentrações estáveis ​​de glicose no sangue durante o jejum e a alimentação. Essa regulação é obtida pela interação com vários nutrientes, hormônios gastrointestinais, hormônios pancreáticos e neurotransmissores autonômicos. Glicose, aminoácidos, ácidos graxos e corpos cetônicos promovem a secreção de insulina. GLUT1 media captação de glicose em células β humanas, levando à fosforilação da glicose e à produção de ATP. Como resultado, o canal K_ATP se fecha, promovendo o influxo de Ca^2+ e a exocitose de insulina. O glucagon das células α neutraliza a insulina, mantendo a homeostase da glicose.

Os nervos adrenérgicos e colinérgicos inervam ricamente as ilhotas. A estimulação dos receptores adrenérgicos α_2 inibe a secreção de insulina, enquanto os agonistas dos receptores adrenérgicos β_2 e a estimulação do nervo vago aumentam a liberação. Várias condições, como hipoglicemia, hipóxia, exercícios e queimaduras graves, que ativam o ramo simpático do sistema nervoso autônomo, suprimem a secreção de insulina ao estimular os receptores adrenérgicos α_2.

O pâncreas compreende ilhotas pancreáticas altamente vascularizadas e inervadas, abrangendo α, β, δ, PP e ε células endócrinas.

Entre eles, β células produzem e secretam insulina, facilitando a captação excessiva de glicose do sangue.

Inicialmente, a pré-pró-insulina sintetizada no retículo endoplasmático cliva e se dobra em pró-insulina, que se transloca para o aparelho de Golgi e fica envolvida em vesículas. Aqui, o clipping enzimático gera insulina e peptídeo C.

A secreção de insulina é desencadeada pela glicose, que entra nas células β humanas através do GLUT1, sofre fosforilação mediada por glucoquinase formando glicose-6-fosfato, que entra na via glicolítica.

A elevação resultante do ATP inibe o canal K_ATP, despolarizando a membrana celular.

Isso desencadeia a abertura do canal de Ca²⁺ dependente de voltagem, elevando os níveis citosólicos de Ca²⁺ e promovendo a exocitose vesicular e a liberação de insulina.

Condições como hipoglicemia, hipóxia, exercícios e queimaduras graves estimulam o acoplamento da proteína α₂ adrenoceptor-G_i, diminuindo os níveis de cAMP e a secreção de insulina.