Cum afectează ficatul insulina și invers: Partea 1 Metabolismul carbohidraților

Share

  • Twitter
  • LinkedIn

Corpul uman este capabil să mențină un control strâns al glucozei din sânge în ciuda consumului, producției și utilizării variate de glucoză. Doi actori cheie implicați în menținerea homeostaziei glucozei sunt ficatul și hormonul insulină, care se influențează reciproc prin diverse mecanisme directe și indirecte….

Fiziologia și metabolismul insulinei de către ficat

Insulina este produsă de către celulele β ale pancreasului ca răspuns la concentrații ridicate de glucoză în sânge. Transportatorul GLUT2 de pe membrana plasmatică a celulelor β permite mișcarea liberă a glucozei.1 Odată intrată în interiorul celulei, glucoza este fosforilată de glucokinază în gluco-6-fosfat, care reține efectiv glucoza în interiorul celulei. Apoi, procesul de glicoliză produce o creștere a trifosfatului de adenozină (ATP), care blochează canalele K+ dependente de ATP din membrana celulei β. Depolarizarea celulară rezultată permite Ca2+ să intre în celulă, ceea ce declanșează exocitoza granulelor care conțin insulină.2 Insulina se îndreaptă apoi spre țesuturile țintă pentru a afecta procesele anabolice și catabolice înainte de a fi metabolizată.

Cele două organe principale care elimină predominant insulina din circulație sunt ficatul și rinichii. La un pacient non-diabetic, ficatul elimină aproximativ 60% din insulina endogenă prin vena portală hepatică, în timp ce rinichiul elimină aproximativ 35-40%. La pacienții diabetici care depind de injecțiile subcutanate de insulină, acest raport este inversat; rinichiul elimină până la 60% din insulina exogenă, iar ficatul nu elimină mai mult de 30-40%.3

Insulina stimulează stocarea glicogenului în ficat

Transportatorul principal de glucoză din mușchi, țesuturile adipoase și alte țesuturi țintă este transportatorul GLUT4. Atunci când insulina se leagă de receptorii de insulină de pe suprafața celulelor țintă, aceasta stimulează translocarea transportatorilor GLUT4 din veziculele de stocare către membrana plasmatică. Atunci când concentrațiile de glucoză devin mai scăzute și cantitatea de insulină circulantă scade, transportatorii GLUT4 se deplasează înapoi în veziculele de stocare din membrana plasmatică pentru a aștepta o viitoare semnalizare a insulinei. Spre deosebire de aceste alte țesuturi, transportul glucozei în ficat nu este dependent de transportorul GLUT4.4 În schimb; ficatul se bazează pe un alt transportor care nu depinde de insulină.
După ce glucoza este transportată în interiorul hepatocitelor, insulina stimulează sinteza glicogenului prin următorul mecanism:

  • Activarea enzimei hexokinaza = fosforilarea glucozei în glucoză-6-fosfat
  • Activarea glicogen-sintetazei = alungirea lanțului de glicogen5
Insulina inhibă producția de glucoză de către ficat

Sinteza glucozei din ficat este complexă și depinde de disponibilitatea precursorilor gluconeogeni, starea de nutriție și de influența hormonală. Insulina exercită acțiuni inhibitoare asupra următoarelor enzime cheie:

  • Fosfoenolpiruvat carboxikinaza (PEPCK) = catalizează etapa limitatoare de viteză a gluconeogenezei
  • Glucoză-6-fosfatază (G-6-Pază) = etapa finală a gluconeogenezei (producerea de glucoză liberă)

Un alt element cheie este reprezentat de efectele inhibitoare ale insulinei asupra glicogenolizei.5 Deși mecanismele exacte nu au fost pe deplin elucidate, insulina inhibă direct glicogenoliza, în special la concentrații mici. În plus, insulina scade profund secreția de glucagon de către celulele alfa ale pancreasului.5 Această scădere a secreției de glucagon scade activarea glicogenolizei (precum și a gluconeogenezei).

Aceste acțiuni duc la scăderea producției de glucoză din ficat și evidențiază importanța efectelor reglatoare ale insulinei asupra producției hepatice de glucoză. Este ușor de văzut cum rezistența la insulină în ficat este o cauză majoră a hiperglicemiei la post, caz în care, în esență, ficatul aruncă în mod nereglementat glucoza în fluxul sanguin.

Hipoglicemie indusă de etanol la pacienții care iau insulină sau secretagogi de insulină

Metabolismul alcoolului are loc în principal în ficat și începe cu enzima alcool dehidrogenază care transformă etanolul în acetaldehidă, care este apoi transformată în acid acetic.6 Acest proces are loc, însă, nu fără compromisuri. Metabolismul alcoolului suprimă oxidarea altor nutrienți cheie și are un impact asupra metabolismului glucozei în următoarele moduri7:

  • inhibă gluconeogeneza și glicogenoliza
  • suprimă metabolismul insulinei
  • inhibă beta-oxidarea acizilor grași

Majoritatea studiilor efectuate la pacienții diabetici de tip II care consumă acut alcool în stare de repaus alimentar nu arată un risc crescut de hipoglicemie. Cu toate acestea, la subiecții diabetici de tip II tratați cu medicamente antidiabetice orale care vizează secreția de insulină (de exemplu, sulfoniluree) pare să existe un risc mai mare de hipoglicemie.7 Mai mult, la diabeticii de tip II care utilizează injecții de insulină sunt probabile aceleași rezultate, dar în prezent nu există suficiente studii pentru a confirma aceste efecte. La pacienții diabetici de tip I care consumă alcool, majoritatea studiilor confirmă că efectele bine-cunoscute ale hipoglicemiei se datorează afectării hormonilor de contrareglare implicați în reacțiile timpurii de detectare a hipoglicemiei.8

Este posibil ca aceste efecte să nu fie problematice la persoanele sănătoase, deoarece organismul este încă capabil să compenseze și să mențină o glicemie plasmatică stabilă. Cu toate acestea, la anumiți pacienți, riscul de hipoglicemie poate fi crescut din cauza unor factori precum cantitatea de alcool consumată și utilizarea insulinei sau a secretagogilor de insulină (de exemplu, meglitinidele & sulfoniluree).

Rămâneți pe recepție pentru Cum afectează ficatul insulina și invers – partea 2 Obezitatea și metabolismul lipidic

1. McCall RH, Wiesenthal SR, Shi ZQ, et al: Insulina suprimă acut producția de glucoză atât prin efecte periferice, cât și hepatice la câinii normali. Am J Physiol 1998; 274:E346-E356

2. Lewis GF, Vranic M, Giacca A: Glucagonul sporește efectul supresiv direct al insulinei asupra producției hepatice de glucoză la om. Am J Physiol 1997; 272:E371-E378.

4. Petersen KT, Laurent D, et al: Mechanism by which Glucose and Insulin Inhibit Net Hepatic Glycogenolysis in Humans. J Clin Invest1998;101:1203-1209.

5. Barthel, Andreas și Dieter Schmoll. Noile concepte în reglarea insulinică a gluconeogenezei hepatice. Am J Physiol Endocrinol Metab 285: E685-E692, 2003; 10.1152/ajpendo.00253.2003

6. Howard AA, Arnsten JH, Goureenvitch MN. Efectul consumului de alcool asupra diabetului zaharat: o revizuire sistematică. Ann Intern Med 2004; 140: 211-219.

7. Pietraszek A, Gregersen S, Hermansen K: Alcohol and type 2 diabetes. O revizuire. Nutriție, metabolism & Boli cardiovasculare (2010) 20, 366e375

8. Richardson T, Weiss M, Thomas P, Kerr D. Ziua de după noaptea precedentă: influența alcoolului de seară asupra riscului de hipoglicemie la pacienții cu diabet de tip 1. DiabetesCare2005Jul;28(7): 1801e2.

Andre McMahon, Ben Mitrano, candidați PharmD, Colegiul de Farmacie al Universității din Florida au contribuit, de asemenea, la acest articol

.

Lasă un comentariu