controregolazione glicemica
visto che un’ipoglicemia eccessiva provoca danni cerebrali e morte esistono altri ormoni
oltre ad insulina e glucagone che regolano il metabolismo glucidico
sono chiamati ormoni della controregolazione, in quanto svolgono funzione
iperglicemizzante
sono critici quando la glicemia scende sotto i 65-70 mg/dl:
inedia, sepsi, terapia insulinica del diabete, uso di sulfaniluree, abuso di alcool (etanolo
blocca la neoglucogenesi), tumori insulino-secernenti, nefropatie, patologie epatiche
distruttive, uso di farmaci che causano ipoglicemia (ad es. beta-bloccanti non selettivi,
clorochina, warfarina)
nell’ordine di reclutamento sono: adrenalina (risposta acuta-deficit di glucagone), cortisolo e
ormone della crescita (GH) (ipoglicemia prolungata)
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i glucocettori ipotalamici sono sensibili all’ipoglicemia: valori < di 70 mg/dl causano la rapida
attivazione del SNA
la soglia dei meccanismi della controregolazione varia da individuo ad individuo,
generalmente è bassa nei pazienti diabetici in terapia insulinica
l’attivazione simpatica blocca la secrezione di insulina, stimola la secrezione di glucagone
(dal pancreas) e di adrenalina (dalla surrenale)
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i neuroni ipotalamici rilasciano
neuroormoni che stimolano la
secrezione ipofisaria di GH e ormone
adenocorticotropo (ACTH)
l’ACTH stimola la secrezione
cortisolo dalla surrenale
di
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effetti dell’adrenalina
i recettori adrenergici stimolano la glicogenofosforilasi epatica (+ glicogenolisi, + glucosio in
circolo), la lipolisi del tessuto adiposo (+ AGL in circolo), la glicogenolisi muscolare
il muscolo può così utilizzare glucosio muscolare e AGL (si preserva la glicemia), e produrre
lattato (captato dal fegato e trasformato in glicogeno)
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effetti del cortisolo
i glucocorticoidi aumentano la glicemia cooperando con glucagone e catecolamine nello
stimolare la neoglucogenesi epatica
aumentano la lipolisi e la degradazione proteica, stimolano la glicogenosintesi epatica e
riducono l’utilizzo periferico di glucosio (- sintesi dei trasportatori GLUT)
in sintesi mantengono la glicemia fisiologica a spese dei tessuti adiposo e muscolare
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effetti del GH e degli ormoni tiroidei
il GH e le IGFs (insulin-like growth factors) hanno effetti insulino-simili ed anti-insulinici
stimolano anche la glicogenolisi epatica
effetto chetogenico (+ AGL circolanti)
mantengono normale la glicemia, inducono risparmio di glucosio utilizzando AGL
gli ormoni tiroidei hanno effetto diabetogeno:
+ assorbimento intestinale di carboidrati
+ demolizione di glicogeno, lipidi e proteine
+ degradazione di insulina
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effetti della grelina
la grelina è prodotta dallo stomaco vuoto (a digiuno) e può essere implicata nella
controregolazione glicemica
è un ormone peptidico acilato di 28 a.a.
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inibisce la secrezione di GH; azione oressigenica (recettori ipotalamici)
il glucosio circolante riduce la secrezione di grelina
recettori per la grelina anche a livello del pancreas (- insulina)
implicato nella controregolazione glicemica precoce
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bilancio energetico
per conservare un buono stato di salute ogni
individuo deve mantenere in equilibrio il suo
bilancio energetico
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TID = termogenesi indotta dalla dieta
il metabolismo basale è la quantità di energia
necessaria spesa da un individuo a digiuno, in
perfetto riposo e ad una temperatura
prossima alla neutralità termica
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assunzione di nutrienti
esistono diversi sistemi di controllo dell’apporto/dispendio energetico, a breve e lungo
termine
regolano l’ingestione di alimenti, la spesa energetica, i depositi di energia
esiste una complessa rete neuroendocrina che rileva segnali periferici provenienti in
particolare dallo stomaco, dall’intestino, dal sangue e dal tessuto adiposo; trasmette i segnali a
livello ipotalamico e quindi permette l’integrazione corticale: da ciò deriva il comportamento
alimentare, influenzato anche da fattori sociali, psicologici e ambientali
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la conoscenza di questi meccanismi ha un’importanza fondamentale per i disturbi alimentari
come ad es. il sovrappeso, l’obesità, la bulimia, l’anoressia etc.
questi meccanismi mantengono costante il contenuto totale di energia (soprattutto l’energia
delle riserve adipose) ma non il peso corporeo
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fisiologicamente il contenuto energetico dell’organismo è mantenuto stabile (set-point)
intorno ad un valore di riferimento variabile da individuo ad individuo (genetica, ambiente)
questo sistema omeostatico regola l’assunzione delle calorie in base alla spesa energetica:
appetito-desiderio di assumere determinati alimenti (odori, sapori, abitudine, esperienza)
fame-esigenza di assumere alimenti, contrazioni ritmiche dello stomaco, irrequietezza
sazietà-appagamento della richiesta di alimenti
l’energia assunta in eccesso viene depositata sotto forma di grasso, se assunta in difetto viene
mobilizzata dalle riserve lipidiche; se abbassare il metabolismo basale non è sufficiente, allora
anche le proteine tissutali vengono impiegate a fini energetici
esperimenti con topi obesi e topi a digiuno messi ad alimentazione libera
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meccanismi centrali di controllo del comportamento alimentare
i centri nervosi sono l’ipotalamo, l’amigdala, i nuclei della base ed il tronco encefalico
ricevono stimoli nervosi, metabolici, endocrini dalla periferia
nell’uomo l’ipotalamo controlla il set-point centrale:
-input dal nucleo del tratto solitario (tronco), sostanza reticolare, nuclei della base che sono in
rapporto anche con recettori sensoriali di natura gustativa ed olfattiva
amigdala
-output per l’omeostatisi energetica via SNA o via ematica (secrezione endocrina)
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centro della fame: ipotalamo laterale, tonicamente attivo
centro della sazietà: ipotalamo ventromediale, inibisce il centro della fame
aumento glicemia dopo un pasto-aumento della frequenza di scarica dei neuroni del centro
della sazietà provvisti di recettori per il glucosio-diminuzione della frequenza di scarica dei
neuroni glucosensibili del centro della fame
anche alcuni aminoacidi e sostanze lipidiche modulano le scariche dei centri ipotalamici: ad es.
3-4 ore dopo il pasto i nutrienti nel sangue diminuiscono-il centro della fame viene disinibito
progressivamente-attivazione del nucleo motore del nervo vago-aumento della motilità
gastrica
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sui nuclei arcuati dell’ipotalamo convergono numerosi segnali rilasciati dal tratto GI e dal
tessuto adiposo che contribuiscono all’assunzione di nutrienti e alla regolazione energetica
molto importante è anche un altro nucleo di integrazione, il nucleo paraventricolare
molti neuroni ipotalamici si scambiano informazioni per coordinare il comportamento
alimentare
molto importante è la regolazione ipotalamica degli ormoni tiroidei, surrenalici e pancreatici
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meccanismi periferici di controllo del comportamento alimentare
regolazione a breve termine: piccole quantità di cibo, impedisce l’appesantimento gastrico
ed un lavoro eccessivo del tratto GI
regolazione a lungo termine: mantiene costanti le riserve energetiche
distensione dello stomaco-stimolazione recettori da stiramento-attivazione nuclei del tratto
solitario-inibizione assunzione di cibo
CCK ad alti livelli segnala all’ipotalamo la presenza di cibi grassi (energetici) nel tratto GI,
inibendo l’assunzione di cibo, stesso effetto hanno PPY e GLP-1 (presente anche
nell’ipotalamo)
GLP-1 is produced by L-cells in the intestine and is released from those cells into the
blood in response to food ingestion. GLP-1 binds to receptors (R) on pancreatic betacells, resulting in the activation of a GTP-binding protein (g) and adenylate cyclase
(AC), thereby stimulating cyclic AMP production and calcium influx. Cyclic AMP and
calcium stimulate rapid release of insulin from the cells and induce transcription of
the insulin gene, thereby replenishing insulin stores. Insulin enhances glucose uptake
by muscle cells; GLP-1 therefore has an antidiabetic action. GLP-1 also activates
receptors in neurons located in the hypothalamus, resulting in a reduction in food
intake; thus, GLP-1 has an important role in controlling energy balance.
i nutrienti assorbiti come glucosio, aminoacidi
e lipidi influenzano l’attività ipotalamica
(sensazione di sazietà)
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anche l’insulina contribuisce a generare la sensazione di sazietà, legandosi a recettori
ipotalamici
un ruolo molto importante è svolto dalla leptina, prodotta dal tessuto adiposo
il tessuto adiposo si distingue in bruno e bianco
il bruno è poco presente nell’adulto, svolge un ruolo fondamentale nella termogenesi del
neonato
il bianco ha funzione di ammortizzamento, deposito energetico (AGL e glicerolo), endocrina
(adiponectina, TNF-α, interleuchina-6 etc.)
la cellula che immagazzina TG è l’adipocita; per il suo differenziamento sono implicati diversi
fattori di trascrizione come SREBP-1C (sterol regulatory element-binding protein 1C) e PPARγ
la leptina è una proteina prodotta dagli adipociti,
invia informazioni sulla consistenza del tessuto
adiposo e sullo stato nutrizionale
in caso di carenza di leptina sia i topi che l’uomo
diventano obesi patologici e sviluppano resistenza
alla leptina
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nei tessuti periferici la leptina ha funzione liporegolatoria: li protegge dall’accumulo
eccessivo di grasso indirizzando l’accumulo calorico verso il tessuto adiposo
è un segnale che l’organismo ha depositi energetici sufficienti per riprodursi, per
l’eritropoiesi, la linfopoiesi e la mielopoiesi (segnale immunitario)
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la leptina è una proteina di 16 kDa
secreta dagli adipociti maturi
è simile alle citochine ed è chiamata
anche adipocitochina
i livelli in circolo dipendono dallo
stato nutrizionale e dalla consistenza
del tessuto adiposo
l’insulina stimola la secrezione di
leptina che è invece inibita dal
digiuno e dalla perdita di peso
obesità, età avanzata e diabete di
tipo 2 si associano alla resistenza
alla leptina
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altro ormone importante è la
grelina, prodotta dalle cellule del
fondo dello stomaco
stimola la secrezione ipotalamica
di NPY ed altri peptidi oressigenici
il cibo introdotto inibisce il rilascio
di grelina
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lo stress (che fa aumentare la secrezione di adrenalina, noradrenalina e cortisolo) può causare
modificazioni del comportamento alimentare
in genere produce iperglicemia in quanto attiva i segnali della controregolazione glicemica
anche in assenza di ipoglicemia; è una caratteristica della “sindrome da adattamento
generale” (forti stress emotivi e fisici)
fattori esterni rispetto ai centri ipotalamici (emozioni, stile di vita, caratteristiche degli
alimenti, ambiente etc.) possono avere un ruolo importante nel comportamento alimentare
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