PRACTICA Nº13

METABOLISMO DE LA GLUCOSA – GLICEMIA

13.1.-Marco Teórico:De todos los alimentos ingeridos, la glucosa destaca debido a que es la materia prima para la elaboración de energía bajo la forma de ATP, la cual es utilizada para el adecuado funcionamiento celular.

Retomando el metabolismo de los carbohidratos, señalaremos que una vez que se ha producido la degradación enzimática en el tubo digestivo, los monosacáridos, principalmente la glucosa, pasa al torrente sanguíneo para ser distribuida a todas las células corporales, donde llegado el momento serán absorbidas de la sangre a las células para su metabolismo final.

La glucosa que no llega a ser utilizada para la formación de energía se almacena, las formas de almacenamiento de glucosa son dos: Glucógeno y Lípidos; el glucógeno es un polisacárido de reserva energética y se presentan cuando la glucosa excedente es inicialmente almacenada en los músculos esqueléticos y en el hígado, a este proceso se le denomina glucogenogénesis, cuando se saturan estas reservas la glucosa se deposita en forma de grasa (lípidos)

La glucosa debido a su gran importancia, debe encontrarse en equilibrio corporal, lo cual se alcanza gracias a la actividad endocrina del cuerpo.

Dentro de los órganos endocrinos, el Páncreas presenta una actividad prioritaria en el adecuado balance de la glucosa. El páncreas según sus funciones puede clasificar como una glándula mixta, debido a que presenta actividades endocrina y exocrina. Las partes anatómicas de un páncreas adulto constan de una cabeza, un cuello, cuerpo y una cola.

La proporción endocrina del páncreas, consiste en un millón de acúmulos de células que se denominan islotes pancreáticos o islotes de Langerhans. Hay tres tipos de células que se encuentran en estos agrupamientos.

Células alfa (α), se encargan de secretar la hormona glucagón, que aumenta la concentración de azúcar en la sangre.

Células beta (β), secretan la hormona insulina que disminuye la concentración de azúcar en la sangre.

Células delta (δ), secretan la hormona inhibidora del crecimiento somatostatina, esta hormona inhibe la secreción de la insulina y el glucagón.

Los islotes están infiltrados por capilares sanguíneos y rodeados de agrupamientos de células que reciben el nombre de acinos, que forman la parte exocrina de la glándula, responsables de la actividad enzimática de este órgano.

El glucagón y la insulina son las secreciones endocrinas activas del páncreas y se relacionan con la regulación de concentración de azúcar en la sangre.GlucagónEs una hormona de origen pancreático cuya principal actividad fisiológica es aumentar la concentración de glucosa en la sangre. El glucagón logra esto por medio de la aceleración de la conversión glucógeno en el hígado hacia glucosa (glucogenolisis) y de la conversión en el hígado de otros nutrientes, tales como aminoácidos, glicerol y ácido láctico.

El hígado entonces libera la glucosa hacia la sangre y aumenta las concentraciones de glucosa sanguínea. La secreción del glucagón, está directamente controlada por las concentraciones de glucosa en la sangre por medio de un sistema de retroalimentación negativa. Cuando las concentraciones de glucosa en la sangre disminuyen por debajo de los valores normales los elementos sensibles químicamente en las células alfa de los islotes estimulan a la célula para secreten glucagón. Cuando la glucosa de la sangre aumenta, las células ya no se estimulan y se suspende la producción.

Si por alguna razón el instrumento de retroalimentación falla y las células alfa secretan glucagón continuamente, pueden aparecer hiperglucemia.

El ejercicio y las comidas (con alto contenido proteico absoluto) aumentan las concentraciones de aminoácidos en la sangre lo que puede hacer que se provoque un aumento en la secreción de glucagón.

InsulinaEstá hormona, también de origen pancreático, actúa para disminuir las concentraciones de glucosa en la sangre. Su principal acción fisiológica, es opuesta a la del glucagón. Esta se presenta de varias maneras, fundamentalmente acelera el transporte de glucosa desde la sangre hacia las células, en especial las fibras del músculo esquelético. La glucosa que entra hacia las células depende de la presencia de receptores en la superficie de las células blanco, también aceleran la conversión de glucosa a glucógeno, además disminuye la glucogenolisis y la gluconeogenesis, estimula la conversión de glucosa o de otros nutrientes o de ácidos (lipogénesis) y ayuda a estimular la síntesis de proteínas.

La regulación de la secreción de insulina al igual que la secreción de glucagón está directamente determinada por la concentración de glucosa en la sangre.

Mecanismos para mantener la Glicemia. Después de un ayuno de varias horas y en condiciones de reposo la

concentración de glucosa en sangre es de 65 a 110 mg por 100 ml. Después de la ingestión de alimentos, sobrevienen alzas hasta de 120 a 140 mg por 100 ml y, unas horas después, regresan a los valores en ayunas.

Este es un ejemplo de ajuste fisiológico constante para conservar la concentración de glucosa en los líquidos sin grandes cambios.

De la misma manera, la modificaciones producidas por las emociones violentas, el ejercicio intenso y la aún inanición, son equilibradas para volver a lo normal.

Si la glucosa de la sangre se mantiene dentro de los límites estrechos, es porque la serie de fenómenos que concurren a proporcionar glucosa a la sangre se equilibran con los mecanismos que la sustraen de ella.

En ayunas, la única fuente de glucosa sanguínea es el hígado. La velocidad de formación y degradación del glucógeno hepático es uno

de los factores más importantes en la regulación de la glicemia. Como la salida de glucosa del hígado depende, de la concentración de glucosa en la sangre, cuando ésta se modifica, funciona el mecanismo glucogénico, o por el contrario, el glucogenolítico, debido a las hormonas relacionadas:

La insulina, que favorece la utilización y captación de glucosa y es secretada al elevarse la glucemia, el glucagón y la epinefrina, impulsores de la glucogenólisis, y son secretados por el páncreas y glándulas suprarrenales cuando hay hipoglucemia.

La hormona insulina tiene gran importancia en la participación de la regulación de glucosa sanguínea, se produce en las células Beta del páncreas en respuesta a la hiperglucemia, la administración de insulina produce hipoglucemia inmediata. La adrenalina y la noradrenalina impiden la liberación de la insulina.

Por otro lado, el glucagón se opone a la acción de la insulina, es producido en las células A del páncreas y es secretado cuando hay hipoglucemia llegando a través de vena porta al hígado para producir glucogenólisis y gluconeogénesis.

Otras hormonas influyen en la hiperglucemia como la hormona del crecimiento que inhibe la utilización de la glucosa y favorece la de ácidos grasos, los glucocorticoides que aumentan la gluconeogénesis, la adrenalina secretada cuando hay estímulos estresantes causa glucogenólisis y las hormonas tiroideas.

Causas de aumento de glucosa en sangre. Al ascenso de la glucosa sanguínea por arriba de 120 mg/dl se

denomina hiperglucemia y puede ser signo de muchas enfermedades, la hiperglucemia siempre se da después de una comida pero se regula por medio de la insulina que lleva la glucosa a los tejidos para su almacenamiento ya que es el principal combustible celular.

La hiperglucemia se da por la disminución de la entrada de glucosa a las células, por la disminución de la utilización de glucosa por varios tejidos y por el aumento en la producción de glucosa por el hígado.

La entrada de glucosa a las células la da la insulina, si la glucosa no entra a las células el cuerpo necesita tomar energía de otro lado, por lo general de las grasas, la degradación de las grasas causa cuerpos cetónicos y consecuentemente cetosis, el hígado en este caso aumentaría la producción de glucosa al ver que las células no están recibiendo la suficiente, agravando el problema.

Causas de disminución de glucosa en sangre. La hipoglucemia está presente en el ayuno pero es fácilmente regulada

por los procesos gluconeogénicos o glucogenolíticos si existe una buena reserva de glucógeno, se considera una hipoglucemia cuando los niveles de glucosa sanguínea están por debajo de los 60 mg/dl y esta es mucho más peligrosa que la hiperglucemia ya que fácilmente puede causar un choque hipoglucémico con convulsiones y coma por la falta de glucosa para el funcionamiento cerebral.

La principal causa de hipoglucemia es la presencia de insulina en exceso y se puede regular por el glucagón o la adrenalina como se mencionaba en el punto número uno, ya que son antagónicos.

Las causas principales de la hipoglucemia en una persona sana son muy obvias, como por ejemplo ayunos prolongados, desnutrición, por vómito y diarrea, ejercicio en exceso, etcétera.

En el caso de una persona que se le suministre insulina tendrá que ser muy bien controlada ya que al dársela entra en vastedad y si no hay buenos niveles de glucosa en sangre la insulina en exceso que entró se encarga de la poca glucosa que existe poniendo en riesgo al paciente, causándole una hipoglucemia severa.

Nombre que recibe la enfermedad por aumento y sus complicaciones.La enfermedad que se caracteriza por hiperglucemia es la Diabetes Mellitus, en este caso la insulina de la persona es de baja calidad o hay total ausencia de ella causando que la glucosa no pueda entrar en las células, como ya mencionábamos se tomará la energía de las grasas.Existen dos tipos de Diabetes:

La Diabetes tipo I o también llamada insulino dependiente, las células beta del páncreas se han destruido debido al desarrollo de anticuerpos en contra de los receptores de insulina.

La Diabetes tipo II o no insulino dependiente, que ésta es la que presenta el 90% de los afectados y por lo general son obesos y aunque producen insulina es de muy mala calidad y los receptores trabajan mal.

Los principales síntomas, son la hiperglucemia, la polifagia, polidipsia y poliuria, causándole mucha fatiga y desnutrición. La gran complicación es la glucosilación nerviosa y vascular que inclusive un infarto o cortadas pequeñas pasan desapercibidos, sin olvidar el pie diabético que muchas veces se tienen que amputar. Otro gran problema es la cetosis por los cuerpos cetónicos que pueden llegar a causar la muerte en especial a los de diabetes tipo I.

CRITERIOS DIAGNOSTICOS DE LOS TRASTORNOS DEL METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS

BASAL GLICEMIA–AYUNO: < 110 MG% BASAL GLICEMIA–AYUNO: 110-126 MG% pre-diabetes llamada

intolerancia a la glucosa en ayunas

GLICEMIA 2 HORAS POST CARGA DE GLUCOSA: <140 MG% NORMAL

GLICEMIA 2 HORAS POST CARGA DE GLUCOSA: >140 – 199 MG% DIAGNOSTICO INTOLERANCIA A LA GLUCOSA.

GLICEMIA en ayuno realizada otro día: > 126 MG% confirma el diagnóstico de diabetes.

GLICEMIA 2 HORAS POST CARGA DE GLUCOSA: >200 MG% DIABETES MELLITUS

Prueba de glucosa sanguínea en ayuno (PGA).Debido a su fácil uso y a la aceptabilidad de los pacientes y el bajo costo, la PGA es la más utilizada. Ayuno se define como un periodo de 8 horas sin haber comido o tomado algún alimento.

Si el nivel de glucosa en sangre es de 100 a 125 mg/dl se presenta una forma de pre-diabetes llamada intolerancia a la glucosa en ayunas, lo que significa que existe el riesgo de desarrollar diabetes tipo 2 pero aún no se tiene.

Un nivel de glucosa en sangre arriba de 126 mg/dl confirmado con otra prueba de glucosa sanguínea en ayuno realizada otro día, confirma el diagnóstico de diabetes.

Prueba de Tolerancia Oral a la Glucosa (PTOG)La PTOG requiere un ayuno de cuando menos 8 horas antes de la prueba. La glucosa en sangre en medida inmediatamente después, a intervalos de tempo y dos horas después de haber bebido una solución glucosada con 75gr de glucosa disuelta en agua.

Si el nivel de glucosa está entre 140 y 199 mg/dl dos horas después de haber bebido el líquido, se tiene una forma de pre-diabetes llamada Intolerancia a la glucosa, lo que significa que existe el riesgo de desarrollar diabetes tipo dos pero aún no se tiene.

Una glucosa de 200 mg/dl o más después de dos horas de haber tomado la solución glucosada, confirmada con otra PTOG positiva realizada otro día, confirma el Dx de diabetes.Glucosa sanguínea a cualquier hora del díaUna prueba de glucosa en sangre por arriba de 200 mg/dl o más, con la presencia de los síntomas que se mencionan a continuación confirma el diagnóstico de diabetes.

Sed excesiva. Incremento en la frecuencia de orinar Pérdida de peso sin explicación Otros síntomas incluyen cansancio, visión borrosa, aumento en el

apetito y heridas que tardan en sanar.

La glucosa plasmática varía en relación a la ingesta de carbohidratos. Sin embargo, siempre sus valores se encontrarán en rangos considerados “normales”, gracias a la secreción basal y estimulada de la insulina.

Cuando falla la respuesta a la insulina o su secreción, las glicemias se elevarán por fuera de los límites ya establecidos.

Fisiológicamente frente al ejercicio extenuante, se consume glucosa y eso hace que las hormonas contrarreguladoras se eleven en sangre a fin de liberar glucosa del hígado.

En el test de ejercicio, se estimula la liberación de GH mediante la actividad física. Se emplea en la práctica clínica como tamizaje de déficit de hormona de crecimiento.

13.2.-Competencias: Que el alumno analice la importancia de la glicemia. Que el alumno realice y analice los exámenes de glicemia.

13.3.-Materiales y Equipos: Un glucómetro capilar. Lancetas. Cintas reactivas. Glucosa anhidra 75 gramos (3 paquetes). Glucosa 5%. Agua. Limones (15).

13.4.-Procedimiento: Los alumnos seleccionados previamente de acuerdo a su IMC (dos

eutróficos, dos con sobrepeso y dos obesos), tendrán un ayuno de por lo menos 4 horas previas a la práctica.

Se les dividirá en 2 grupos (de tres alumnos cada uno) . Se les tomar la función vital previa a la toma de muestra de sangre para

Hemoglucotest. Se les tomaran las funciones vitales vitales a los 60 y 90 minutos.

GRUPO A: TEST DE TOLERANCIA A LA GLUCOSA MODIFICADO Se les tomará la glicemia capilar con el glucómetro,luego se les dará a

beber la glucosa anhidra diluida en 300 cc de agua con jugo de limón. Quedarán en reposo. A los 60 y 90 minutos después se les medirá la glicemia capilar.

GRUPO B: TEST DE EJERCICIO MODIFICADO

Se tomará la glicemia capilar basal, luego serán sometidos a ejercicio aeróbico continuo durante 30 minutos.

Se medirá la glicemia cada 15 minutos hasta finalizar el ejercicio.

13.5.-Resultados: Registre los resultados y elabore un informe sustentando lo identificado.

13.6.-Cuestionario:1. Construir las curvas de glicemia de cada alumno de los grupos A y B. 2. Grafique la curva de glicemia en las personas sin alteraciones del

metabolismo de carbohidratos, en los intolerantes a la glucosa y en los diabéticos.

3. ¿Qué entiende por hormonas contrarreguladoras y cuáles son? ¿En qué orden actúan frente a la disminución de la glicemia?

4. ¿Cuál es la base fisiológica para el test de ejercicio?5. ¿Cómo sería la curva de glucosa en un paciente con déficit de hormona

de crecimiento sometido a un test de ejercicio?

13.7.-Fuentes de Información:1. Barret KE, Barman SM, Boitano S, Brooks HL. Sección III:

Nuerofisiología Central y Periférica. En: Ganong, Fisiología Médica. 23a

ed. México: McGraw Hill; 2010. p. 167 - 300.2. Barret KE, Barman SM, Boitano S, Brooks HL. Sección IV: Fisiología

Endocrina y de la Reproducción. En: Ganong, Fisiología Médica. 23a ed. México: McGraw Hill; 2010. p. 301 - 428.

3. Cingolani HE, Houssay AB. Sección VII: Metabolismo y Endocrinología. En: Fisiología de Houssay. 7a ed. Buenos Aires: El Ateneo; 2000. p. 499 – 678.

4. Guyton AC, Hall JE. Unidad IX: El Sistema Nervioso A – Principios Generales y Fisiología de la Sensibilidad. En: Tratado de Fisiología Médica. 12a ed. Philadelphia: Elsevier; 2011. p. 543 - 596.

5. Guyton AC, Hall JE. Unidad XIV: Endocrinología y Reproducción. En: Tratado de Fisiología Médica. 12a ed. Philadelphia: Elsevier; 2011. p. 881 - 1030.

6. Rubinson K, Lang EJ. Sección II: Sistema Nervioso. En: Berne y Levy: Fisiología. 6a ed. Barcelona: Elsevier; 2009. p. 51 – 230.

7. White BA. Sección VIII: El Sistema Endocrino y el Aparato Reproductor. En: Berne y Levy: Fisiología. 6a ed. Barcelona: Elsevier; 2009. p. 651 – 798.

Cuestionario:

1. Construir las curvas de glicemia de cada alumno de los grupos A y B. 2. Grafique la curva de glicemia en las personas sin alteraciones del

metabolismo de carbohidratos, en los intolerantes a la glucosa y en los diabéticos.

3. ¿Qué entiende por hormonas contrarreguladoras y cuáles son? ¿En qué orden actúan frente a la disminución de la glicemia?

4. ¿Cuál es la base fisiológica para el test de ejercicio?5. ¿Cómo sería la curva de glucosa en un paciente con déficit de hormona

de crecimiento sometido a un test de ejercicio?

1. y 2

A. Paeba juanita Inicial 85 incial 105Tolerancia a la glucosa 140 tolerancia a la glucosa 155Normal probabilidad de diabetes

100

200

300

400

500

B

A

3. ¿Qué entiende por hormonas contrarreguladoras y cuáles son? ¿En qué orden actúan frente a la disminución de la glicemia?

En condiciones normales la concentración plasmática de la glucosa se mantiene entre límites que se deben al equilibrio entre su ingreso y salida al espacio intravascular, y esto depende en su ingreso de la absorción intestinal y de su producción endógena, y en la salida de su nivel de captación por los tejidos.

Una vez ingeridos los alimentos, aumentan los valores de insulina circulante debido a la concentración de glucosa plasmática y a la acción de las incretinas (hormonas intestinales liberadas durante la alimentación).

Después de 4 a 6 horas de la ingestión de alimentos, el metabolismo pasa a una fase de ayuno que se caracteriza por la disminución de la concentración de insulina e ncremento de cuatro hormonas llamadas contrarreguladoras de la glucosa:

1. Glucagón: secretada por las células de los islotes pancreáticos.

2. Adrenalina: sintetizada por la médula suprarrenal.

3. Cortisol: sintetizada en la corteza suprarrenal.

4. Hormona del crecimiento: hipofisaria.

Durante este periodo conocido como posabsortivo se suprime parcialmente la síntesis de la glucosa y se incrementa su producción mediante la glucogenolisis (degradación del glucógeno que se transforma en glucosa y ácido láctico), y la gluconeogenesis (formación de glucosa a expensa de aminoácidos, lactatos y glicerol).

La glucogenolisis provee el 75% de las necesidades de glucosa en las primeras 12 horas de ayuno, mientras que la gluconeogenesis produce el 25% restante.

Si el estado de ayuno persiste:

-La glucemia disminuye al igual que su utilización.

-Se produce el cambio hacia una economía energética.

-Gracias a una lipolisis de triglicéridos, éstos se transforman en el combustible principal de diversos tejidos, reduciéndose la captación de glucosa por el cerebro.

-También se forman a partir de los ácidos grasos libres, cuya función es servir como energéticos sustitutivos de la glucosa en el encéfalo.

El sistema contrarregulador es de gran importancia, ya que previene o limita las hipoglucemias

tanto fisiológicas como tras la administración de hipoglucemiantes, lo que protege así la función

cerebral.

Es precisamente el hipotálamo el sitio anatómico donde se encuentran los sensores más

importantes del descenso de la glucosa, aunque también parecen existir en el hígado y el

páncreas.

Ante una hipoglucemia estos sensores envían estímulos que provocan la liberación de las

hormonas contrarreguladoras de la glucosa (Glucagón, Adrenalina, Cortisol, Hormona del

crecimiento), cuyo objetivo es aumentar la concentración de glucosa por diversos mecanismos.

El glucagón y la adrenalina son los más importantes, ya que su acción contrarreguladora

comienza de forma temprana.

Mientras que el cortisol y la hormona del crecimiento no ejercen su papel contrarregulador hasta

pasadas unas horas una vez comenzada la hipoglucemia.

Existen otros factores que también pueden contribuir en la contrarregulación como son:

• Noradrenalina: Aumenta su concentración durante la

hipoglucemia y por sus efectos inhibe la secreción de insulina,

estimula la secreción de glucagón y en el ámbito cerebral, actúa

como neurotransmisor y en la regulación de la secreción de las

hormonas hipofisarias.

• Glucosa: Ante una hipoglucemia grave se produce glucosa

endógena, ya que es un sistema de emergencia de

autorregulación hepática para proteger al cerebro.

El deterioro funcional de algunas de las hormonas

contrainsulares es suficiente para que pueda desarrollarse una

hipoglucemia grave, aunque el resto de las hormonas actúen

normalmente o incluso, incrementen su acción.

4. ¿Cuál es la base fisiológica para el test de ejercicio?

BASES FISIOLOGICAS DEL EJERCICIO FISICOEl ejercicio físico es una actividad que desarrollan todos los seres humanos, en distinto grado, durante su existencia. Como fundamento de su conocimiento ysignificado es necesario conocer los mecanismos fisiológicos que le sirven de base.La tendencia al ejercicio y actos locomotores rítmicos es una tendencia natural que tiene rico tono afectivo yproduce placer. Esos y otros factores fisiológicos tienen gran importancia en el ejercicio.

Toda actividad física supone un estrés que provoca una respuesta fisiológica en el organismo. Cuando dichoestrés se presenta de una manera repetida, como seria el caso de la persona que practica ejercicio regularmente, el organismo sufre un proceso de adaptación que le permite realizar la actividad con menoresfuerzo. En definitiva, el objetivo principal de los programas de entrenamiento es provocar adaptaciones fisiológicas que mejoren el rendimiento o la salud de los practicantes.La fisiología se encargadel estudio de los procesos metabólicos y funcionales que se llevan a cabo durante la realización de la actividad física y también durante el periodo de recuperación y, por lo tanto de adaptación,que son posteriores al ejercicio. Si bien debido a la complejidad de estos procesos todavía no se conoce

por completo el funcionamiento del cuerpo humano durante el ejercicio físico, en la actualidadlos entrenadores deportivos pueden disponer de toda la información necesaria para elaborar y diseñar los programas de entrenamiento con bases científicas suficientemente contrastadas.

5. ¿Cómo sería la curva de glucosa en un paciente con déficit de hormona de crecimiento sometido a un test de ejercicio?