La regulación de azúcar en la sangre es el proceso de control por el que la tasa de glucosa en la sangre, dijo glucosa en la sangre se mantiene cerca de un valor positivo para el organismo. Esta regulación es parte de los procesos de mantenimiento de la homeostasis dentro del organismo. El azúcar en sangre normal en ayunas en humanos está estadísticamente entre 0,80 y 1,26 g / L.
La glucosa es producida principalmente por plantas y algas durante la fotosíntesis . En los animales, que lo almacenan en parte en forma de glucógeno , juega un papel importante en el organismo: es un sustrato catabólico que sirve (entre otras cosas) para el suministro de energía de todas las células del organismo, incluidas las células musculares , neuronas o glóbulos rojos . La regulación del azúcar en sangre se controla para mantener un suministro constante de energía a todos los órganos .
Involucra al sistema hormonal así como a varios órganos: páncreas , hígado y riñón principalmente; y varias sustancias: insulina que disminuye el nivel de azúcar, así como glucagón , adrenalina , cortisol en momentos de estrés y hormona del crecimiento, que tienen el efecto contrario y, por lo tanto, comúnmente se denominan hormonas contrarreguladoras .
El papel del hígado en la regulación del azúcar en sangre fue demostrado por el experimento llamado "hígado lavado" de Claude Bernard en 1855.
A través de la vena porta hepática , el hígado recibe glucosa de los alimentos. Una de sus funciones es regular el azúcar en sangre sintetizando glucógeno o lípidos (ácidos grasos y glicerol) después de una gran ingesta ( comida abundante ), y liberar glucosa durante los períodos de ayuno , para que el azúcar en sangre se mantenga constante e igual a su valor normal. (entre 3,9 y 6,1 mmol / L; es decir, entre 0,8 y 1,2 g / L).
Para ello, el hígado regula la producción y el almacenamiento de glucosa a través de tres vías metabólicas:
Además de las enzimas pancreáticas que se usan para la digestión y se liberan en el asa duodenal, el páncreas produce hormonas hiperglucémicas ( glucagón ) e hipoglucémicas ( insulina ).
La extirpación parcial del páncreas ( pancreatectomía ) provoca un aumento muy significativo de los niveles de azúcar en sangre en la sangre circulante ya que la insulina ya no cumple su función hipoglucemiante.
Aparte de su función neoglucoformatriz, el riñón puede secretar glucosa de la sangre si su concentración circulante es muy alta (diabetes mellitus), lo que no ocurre en un sujeto sano; la glucosuria normal es cero. La glucosa producida en la orina primaria se reabsorbe activamente en el torrente sanguíneo en el túbulo proximal. Esta función es saturable, lo que explica por qué más allá de una concentración meseta (que corresponde a la concentración circulante de glucosa igual a aproximadamente 9 mmol / l, es decir, 1,80 g / l), el exceso de glucosa presente en la orina primaria ya no se reabsorbe.
Por tanto, el riñón contribuye, en menor medida, a mantener los niveles de azúcar en sangre.
Junto a esta regulación, que puede describirse como metabólica, otras hormonas pueden intervenir en la regulación del azúcar en sangre: adrenalina , cortisol y hormona del crecimiento. La adrenalina es producida por la médula suprarrenal, su producción aumenta durante el estrés o el esfuerzo. Al actuar sobre la glucogenólisis , provoca un aumento del azúcar en sangre y permite un suministro rápido de glucosa a los músculos durante el ejercicio. El cortisol, producido en caso de fuerte estrés emocional, es hiperglucémico. La hormona del crecimiento es hiperglucémica.
Según sean hiperglucémicas o hipoglucémicas, las hormonas implicadas no actúan de la misma forma ni al mismo tiempo.
La insulina favorece el almacenamiento de glucosa y la reducción de su concentración en sangre: es una hormona hipoglucemiante.
A nivel de sus células diana ( hepatocitos , adipocitos y células musculares), la insulina activa una enzima, la fosfatasa, que provoca la inactivación de la fosforilasa, responsable de la transformación del glucógeno en glucosa. La enzima así inactivada, el glucógeno no se hidroliza en glucosa.
La insulina activa otra enzima , la fosfatasa responsable de la desfosforilación de otra enzima, la glucógeno sintasa que, cuando se fosforila, está inactiva. Este último provoca la síntesis de glucógeno (almacenamiento de glucosa).
Estos dos fenómenos provocan un aumento de glucógeno en el hígado (al promover la glucogenogénesis e inhibir la glucogenólisis ).
En el cuerpo hay células dependientes de la glucosa y células independientes de la glucosa . El primero solo puede usar glucosa como sustrato energético como las células sanguíneas, el segundo puede usar glucosa y ácidos grasos indistintamente. La insulina actúa al nivel de las células independientes de la glucosa al permitirles expresar un transportador de glucosa. Por lo tanto, en presencia de insulina, estas células bombean glucosa a la sangre, en ausencia de insulina, solo las células glucodependientes pueden capturar la glucosa en sangre.
El glucagón se dirige a las células del hígado (especialmente) y a los adipocitos, células musculares que carecen de receptores de glucagón. (Bioquímica médica 3, Baynes, p 155-170)
Las células diana de la adrenalina son los hepatocitos y las células musculares.
El glucagón (o adrenalina) se une a su receptor que luego cambia de conformación para interactuar con una proteína Gs . La subunidad αs de esta proteína se separa para activar una adenilato ciclasa . Esto luego hidroliza el ATP a AMP cíclico . Los cAMP constituyen el mensajero secundario, se unen a la PKA para liberar las subunidades calíticas. Entonces, la PKA puede iniciar una respuesta rápida o una respuesta lenta:
Estos dos fenómenos conducen al consumo de glucógeno (al promover la glucogenólisis e inhibir la glucogenogénesis ) en el hígado . Por tanto, hay una liberación de glucosa en la sangre: el glucagón y la adrenalina son hormonas hiperglucémicas.
El cortisol es una hormona esteroidea hiperglucémica que actúa sobre el ayuno prolongado (en la gluconeogénesis). Es una hormona lipofílica, sintetizada en la capa fasciculada de la corteza suprarrenal .
Actúa uniéndose al complejo proteína-receptor de HSP. Esta proteína chaperona se destruye al unirse, y el complejo puede migrar a una secuencia particular de ADN llamada HRE ( elemento de respuesta hormonal ), que permitirá que el cortisol ejerza su acción de transcripción de genes diana.
El cortisol activa las enzimas de la gluconeogénesis en el hígado, lo que permite producir glucosa que se liberará a la sangre para aumentar los niveles de azúcar en sangre. En tejido adiposo inhibirá la entrada de glucosa y activará la lipólisis.
Promueve la producción de glucosa a partir de sustratos no carbohidratos, aminoácidos y la oxidación de ácidos grasos mediante la formación de cuerpos cetónicos , para mantener constantes los niveles de azúcar en sangre.
La regulación del azúcar en sangre parece estar relacionada con solo una pequeña cantidad de genes (incluido un gen importante para la melatonina). Un estudio internacional ha demostrado que estos pocos genes también participan en la codificación de la producción del receptor de melatonina (MT2). Sin embargo, este receptor MT2 se encuentra en la retina , en el nervio óptico , en la región del diencéfalo pero también en las células del páncreas que secretan insulina.
Ya se pensaba que la melatonina también interviene en el apetito (y quizás en ciertos casos de obesidad), porque inyectada en ratas aumenta su ingesta alimentaria y su peso.
Además, una mutación en el gen que codifica el receptor de melatonina 2 (MT2) se asocia con un mayor riesgo de obesidad y diabetes tipo 2, pero también con trastornos del sueño.
Este descubrimiento podría explicar ciertas asociaciones entre diabetes y depresión. Los pacientes que portan varias mutaciones de estos genes tienen niveles de azúcar en sangre prediabéticos y, por lo tanto, tienen un mayor riesgo de desarrollar diabetes y / o enfermedades cardiovasculares precoces.
El genoma de los diabéticos tipo 2 comenzó a analizarse sistemáticamente en 2007 después de que el equipo del CNRS / Imperial College London publicara un primer mapa genético de la diabetes. Poco después, en 2008, investigadores franceses e ingleses demostraron que el gen de la glucosa-6-fosfatasa (enzima del metabolismo de la glucosa, específico del páncreas) modula fuertemente el azúcar en sangre.
La diabetes mellitus se puede considerar como un problema orgánico de confiabilidad: varias hormonas participan en la creación de azúcares, pero solo una, la insulina , es hipoglucémica, capaz de poner el azúcar en reserva, lo que la hace imprescindible para la regulación de la glucemia.
Los pacientes con diabetes tipo 1 deben realizar una prueba de hemoglucosa (HGT) o una prueba de azúcar en sangre capilar para regular su azúcar en sangre. Esta prueba la realiza el personal sanitario durante la hospitalización. Primero debes limpiar la parte que se pinchará para no distorsionar los resultados. Luego pinchamos en la cara lateral o medial de los últimos 3 dedos de la mano. Nunca pinchamos la pulpa del dedo. La sangre se deposita sobre el electrodo y es necesario esperar 20 segundos antes de conocer el nivel de azúcar en sangre del paciente. Dependiendo del resultado, se inyectará una determinada dosis de insulina para restaurar los niveles normales de azúcar en sangre. Los pacientes con diabetes tipo 2 también pueden necesitar inyecciones de insulina después de un promedio de diez años.
El glucagón se usa por inyección durante las manifestaciones de malestar hipoglucémico grave (pérdida del conocimiento, convulsiones, etc.) relacionadas con el uso de insulina. No es un antídoto sino para contrarrestar los efectos de una sobredosis de insulina. En caso de hipoglucemia leve, debe tomar azúcar y luego un refrigerio.