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¿Qué es el páncreas endocrino?
El páncreas es una glándula accesoria del sistema digestivo que está conectada al duodeno por dos canales secretores, manteniendo una estrecha relación anatómica con el duodeno. Es una glándula mixta exocrina y endocrina.
El páncreas está compuesto por 2 tipos de células con funciones diferentes: las células que producen secreciones exocrinas, que se secretan en el duodeno y participan en la digestión (constituyen el llamado páncreas exocrino) y las células que producen secreciones endocrinas y constituyen los islotes o islotes de Langerhans (constituyen el llamado páncreas endocrino).
El páncreas humano tiene alrededor de 1 millón de islotes de Langerhans que se organizan alrededor de los capilares y, por lo tanto, están muy vascularizados y también están inervados por fibras simpáticas y parasimpáticas del sistema nervioso autónomo. En estos islotes hay tres tipos de células: las alfa, que segregan glucagón, las beta, que segregan insulina, y las delta, que segregan somatostatina. Las estrechas relaciones entre los distintos tipos de células de los islotes permiten regular directamente la secreción de unas hormonas por otras. Por ejemplo, la insulina inhibe la secreción de glucagón y la somatostatina inhibe la secreción de insulina y glucagón.
Forma del páncreas
El páncreas tiene una forma alargada y aplanada y está situado en el lado izquierdo del abdomen, transversalmente a los cuerpos de las vértebras lumbares superiores. Mide entre 12 y 15 cm de largo y pesa aproximadamente 100 g. A efectos descriptivos, hay cuatro partes: cabeza, cuello, cuerpo y cola.
- La cabeza se encuentra en la estructura duodenal y está conectada posteriormente con la arteria aorta, la vena cava inferior, la vena porta y el conducto biliar común.
- El cuerpo y la cola se relacionan con el riñón izquierdo y el bazo, respectivamente. Por delante, el peritoneo se interpone entre el páncreas y la superficie posterior del estómago. El páncreas es, por tanto, un órgano retroperitoneal.
En su interior se encuentra el conducto pancreático principal de Wirsung, que comienza en la cola del páncreas y se desplaza a lo largo del parénquima de la glándula.
Cuando llega a la cabeza, se ramifica y da lugar al conducto cefálico, que se vacía sólo en el duodeno. En cambio, el canal de Wirsung se une al conducto biliar común y ambos se vacían juntos en la segunda parte del duodeno, donde sirve principalmente para controlar el flujo del jugo pancreático hacia el duodeno. El flujo de la bilis hacia el duodeno está controlado por el esfínter del conducto biliar común situado en el extremo distal del conducto biliar.
Secreción
El páncreas exocrino segrega un líquido rico en enzimas, el jugo pancreático, que se libera directamente en la luz del duodeno. Así, en el duodeno se produce la interacción entre el quimo, el jugo pancreático, la bilis y la propia secreción intestinal, y una vez que el quimo sale del estómago, se expone primero a una intensa digestión en el intestino delgado antes de ser absorbido. Aquí juegan un papel esencial el jugo pancreático, la bilis y la secreción del intestino delgado.
El páncreas pesa unos 100 gramos, pero puede producir una secreción de más de 10 veces su propio peso, es decir, de 1 a 1,5 l/día de jugo pancreático que contiene enzimas que digieren los 3 tipos principales de alimentos: proteínas, hidratos de carbono y grasas y, además, grandes cantidades de iones de bicarbonato que desempeñan un papel importante en la neutralización del quimo ácido del estómago cuando llega al duodeno.
Entre las enzimas secretadas por el páncreas se encuentran: la amilasa pancreática, que actúa sobre los hidratos de carbono; la lipasa y la fosfolipasa, que digieren los lípidos; la ribonucleasa y la desoxirribonucleasa, que escinden los ácidos nucleicos; y la tripsina y la quimotripsina, que digieren las proteínas, es decir, son enzimas proteolíticas.
Las enzimas proteolíticas son secretadas principalmente en forma inactiva por el páncreas y no se activan hasta que llegan al duodeno por la acción de una enzima intestinal. Esto es muy importante porque, de lo contrario, la tripsina y otras enzimas digerirían el propio páncreas. Además, las mismas células pancreáticas que segregan las enzimas proteolíticas segregan simultáneamente el factor inhibidor de la tripsina, que se almacena en el citoplasma de las células e impide la activación de la tripsina.
La reserva funcional del páncreas es muy importante. Produce unas diez veces la cantidad de enzimas que sería necesaria y suficiente para la hidrólisis de los alimentos. Con una resección del 90% del páncreas, la función del 10% restante es suficiente para evitar la insuficiencia digestiva.
Regulación de la secreción
Al igual que la secreción gástrica, la secreción pancreática está regulada por mecanismos hormonales y nerviosos. También se distingue entre las fases cefálica, gástrica e intestinal, aunque la más importante es la fase intestinal, que comienza a moverse cuando el quimo entra en el duodeno.
- I. La fase cefálica: como en el caso de la secreción gástrica, se debe a la activación parasimpática a través de los nervios vagales. El resultado es una mayor secreción de jugo pancreático. Además del efecto directo de los nervios vagales, existe también un efecto indirecto a través de la gastrina que contribuye al aumento de la secreción pancreática (véase la fase cefálica de la secreción gástrica).
- II. La fase gástrica: se debe a la liberación de gastrina en la sangre en respuesta a la distensión del estómago y a la presencia de péptidos y aminoácidos en el antro pilórico, que llegan al páncreas provocando una mayor secreción de jugo pancreático rico en enzimas.
- III. La fase intestinal: cuando el quimo entra en el duodeno, la secretina se libera en el torrente sanguíneo. El componente del quimo que más estimula la liberación de secretina es el ClH, es decir, el pH ácido. La secretina estimula la secreción pancreática de grandes cantidades de líquido pancreático con una alta concentración de bicarbonato, que neutraliza el quimo ácido y la actividad digestiva del jugo gástrico desaparece. Además, la secreción de bicarbonato proporciona un pH óptimo (6,8) para la actividad de las enzimas pancreáticas. La mucosa del duodeno y del yeyuno proximal libera colecistoquinina y un péptido inhibidor gástrico en respuesta a las grasas contenidas en el quimo. Estas hormonas pasan al torrente sanguíneo y llegan al páncreas, provocando la secreción de un jugo pancreático que contiene grandes cantidades de enzimas digestivas.
Insulina, efectos metabólicos
La insulina es un polipéptido de 51 aminoácidos. Las células beta de los islotes de Langerhans contienen gránulos llenos de insulina que se fusionan con la membrana celular y excretan su contenido a la sangre. La insulina se vierte en la sangre por la vena porta, por lo que la sangre que llega al hígado por esta vía la lleva en alta concentración. Por tanto, es en el hígado donde ejerce su principal influencia en el metabolismo de los hidratos de carbono, pero también en el músculo y el tejido adiposo. La insulina se une a los receptores de glicoproteínas en la superficie de las células diana, lo que conduce a la inserción de transportadores de glucosa preformados, aumentando así la captación de glucosa por parte de las células diana.
Gran parte de la insulina circulante está unida a una globulina C, pero la vida media de la insulina en el plasma es muy corta, unos 5 minutos, porque se absorbe inmediatamente en los tejidos, especialmente en el hígado, el riñón, el músculo y la grasa. Una cantidad insignificante de insulina circulante se elimina por la orina.
Efectos sobre las proteínas. La insulina provoca el transporte activo de aminoácidos al interior de las células, así como un aumento de la síntesis de proteínas y una disminución del catabolismo proteico, favoreciendo el almacenamiento de proteínas en las células. La insulina y la hormona del crecimiento actúan de forma sinérgica para promover el crecimiento.
Efectos sobre los lípidos. La insulina aumenta la lipogénesis con la conversión de glucosa u otros nutrientes en ácidos grasos y aumenta los depósitos de triglicéridos en el tejido adiposo. También disminuye la lipólisis.
Efectos sobre los hidratos de carbono. La insulina se segrega en respuesta a niveles elevados de glucosa en sangre y tiene un efecto hipoglucemiante (reduce los niveles de glucosa en plasma) porque facilita la entrada de glucosa en las células que tienen receptores para la insulina. También acelera la conversión de glucosa en glucógeno (glucogenólisis), aumentando las reservas de glucógeno en las células y disminuyendo la glucogenólisis y la gluconeogénesis.
Insulina, secreción, regulación
El principal regulador de la secreción de insulina es el nivel de glucosa en plasma (azúcar en sangre). La glucosa actúa directamente sobre las células beta de los islotes pancreáticos, estimulando la secreción de insulina. Durante el ayuno, cuando los niveles de glucosa en sangre son relativamente bajos (unos 3-4 mmol por litro), la insulina apenas es detectable en la sangre. Después de una comida normal, la secreción de insulina aumenta a medida que la glucosa plasmática se eleva, alcanzando un máximo de 3 a 10 veces su nivel basal entre 30 y 60 minutos después del inicio de la comida.
El sistema nervioso autónomo también participa en la regulación de la secreción de insulina a través de su inervación de las células beta pancreáticas. El principal efecto de la estimulación simpática y de las catecolaminas circulantes es la disminución de la liberación de insulina, mientras que la estimulación parasimpática tiene el efecto contrario, aumentando la secreción de insulina.
Otras hormonas como la GH y el cortisol, al provocar hiperglucemia, aumentan indirectamente la secreción de insulina.
Las vesículas secretoras de las células beta pancreáticas contienen, además de insulina, otros péptidos como el péptido C, cuya actividad biológica se desconoce. Todos ellos se liberan al mismo tiempo que se estimula la liberación de insulina plasmática. El péptido C se secreta en una proporción molar 1:1 con la insulina y es un marcador útil de la cantidad de insulina secretada. Más del 60% de la insulina secretada es absorbida por el hígado a su paso y no llega al torrente sanguíneo circulante. Por otro lado, el péptido C no es absorbido por el hígado, sino que todo pasa al torrente sanguíneo circulante. Por lo tanto, la medición de los niveles de insulina en la sangre circulante no cuantifica la cantidad de insulina secretada, pero la medición de los niveles de péptido C sí. Dado que el péptido C se excreta en la orina, la medición de sus niveles durante 24 horas refleja la cantidad de insulina secretada.
insulina secretada durante este periodo. La medición de los niveles de péptido C en la orina de 24 horas puede utilizarse para comprobar la capacidad del paciente para secretar insulina.
La cantidad de insulina disponible en un momento dado depende del equilibrio entre su secreción e inactivación. La insulina tiene una vida media plasmática de unos 6 minutos.
Glucagón, efectos metabólicos
El glucagón es un polipéptido de 29 aminoácidos sintetizado y liberado por las células alfa de los islotes de Langerhans del páncreas y, a diferencia de la insulina, aumenta los niveles de glucosa en sangre. En otras palabras, es una hormona hiperglucémica.
Al igual que la insulina, su vida media en el plasma es de unos 6 minutos.
Su principal tejido objetivo es el hígado.
– Efectos sobre las proteínas. El glucagón aumenta la absorción hepática de ciertos aminoácidos y la gluconeogénesis, o síntesis de nueva glucosa a partir de aminoácidos, lo que contribuye a aumentar los niveles de glucosa en plasma.
– Efectos sobre la grasa. Aumenta la lipólisis movilizando los ácidos grasos y el glicerol del tejido adiposo, que proporciona sustratos metabólicos y almacena glucosa para su uso en el cerebro. El glicerol puede actuar como precursor de la glucosa en la gluconeogénesis hepática.
– Efectos sobre los hidratos de carbono. El glucagón aumenta la glucogenolisis.
inhibe la síntesis de glucógeno para que pase más glucosa por el hígado e inhibe la síntesis de glucógeno para que pase más glucosa por el hígado.
plasma.
Glucagón, secreción, regulación
El principal estímulo para la liberación de glucagón es un nivel bajo de glucosa en plasma o hipoglucemia. Una disminución de los niveles de glucosa en sangre estimula la liberación de glucagón y un aumento de los niveles de glucosa en sangre la inhibe. Así, la insulina y el glucagón actúan en direcciones opuestas. Sin embargo, en la mayoría de los estados normales, el mecanismo de retroalimentación de la insulina es mucho más importante que el del glucagón. De hecho, la insulina inhibe directamente la secreción de glucagón. Pero cuando la ingesta de glucosa se reduce debido al ayuno o se utiliza en exceso durante el ejercicio o el estrés, los niveles de glucosa en sangre descienden lo suficiente como para estimular la secreción de glucagón.
La secreción de glucagón también es estimulada por ciertos aminoácidos (especialmente arginina y alanina) y por estímulos simpáticos y parasimpáticos.
La somatostaína inhibe la liberación de glucagón.
Glicemia, regulación e importancia de una regulación exacta
La función principal del páncreas endocrino es regular los niveles de glucosa en sangre o plasma. En una persona normal, la glucemia se controla dentro de unos límites muy estrechos, entre 70 y 140 mg/100 ml de sangre (4-8 mmol por litro).
Las hormonas pancreáticas contribuyen a la regulación minuto a minuto de la glucosa.
La insulina es la única hormona capaz de reducir los niveles de glucosa en plasma, y el glucagón es la más importante de las hormonas hiperglucémicas. Los sistemas de control de la glucosa actúan rápidamente después de una comida y devuelven el valor a la normalidad, normalmente en las dos horas siguientes a la última ingesta de carbohidratos.
El hígado actúa como un importante sistema de amortiguación del azúcar en la sangre. Cuando la glucosa en sangre, y por tanto la insulina, aumenta después de una comida, hasta 2/3 de la glucosa absorbida en el tracto digestivo se almacena en el hígado en forma de glucógeno. En las horas siguientes, cuando la glucosa en sangre y la secreción de insulina disminuyen, el hígado vuelve a liberar glucosa en el torrente sanguíneo. En otras palabras, el hígado retira la glucosa de la sangre cuando está presente en exceso después de una comida y la devuelve a la sangre cuando se necesita entre las comidas. Es importante que el páncreas no segregue demasiada insulina durante el periodo interdigestivo, porque entonces la glucosa sería absorbida por otros tejidos, dejando al sistema nervioso central sin su suministro nutricional. Otros tejidos, como los riñones, los músculos esqueléticos y la piel, almacenan pequeñas cantidades de glucosa en forma de glucógeno. Todas las células que almacenan glucógeno son capaces de utilizarlo para su propio metabolismo, pero las células del hígado y del riñón también pueden liberar glucosa a la circulación para ponerla a disposición de otras células. Los riñones son una fuente de glucosa plasmática sólo durante el ayuno, por lo que en la mayoría de los casos el hígado es la principal fuente de glucosa y desempeña un papel decisivo en el suministro de glucosa al sistema nervioso central. Cuando las reservas de glucógeno son suficientes, el exceso de glucosa plasmática se convierte en ácidos grasos y se almacena en el tejido adiposo en forma de triglicéridos.
Otras hormonas también contribuyen a mantener estables los niveles de glucosa en plasma, como el cortisol, la hormona del crecimiento, las hormonas tiroideas y las catecolaminas (véanse los efectos metabólicos de cada una), pero la acción de estas hormonas es más larga y no tan rápida como la de las hormonas pancreáticas.
Actúan cuando hay una situación de estrés en la que es esencial mantener estables los niveles de glucosa en sangre.
Es vital para el organismo mantener un nivel constante de azúcar en la sangre. Quizá se pregunte por qué es tan importante, especialmente cuando la mayoría de los tejidos pueden utilizar las grasas y las proteínas como fuente de energía en ausencia de glucosa. La respuesta es que la glucosa es el único nutriente que pueden utilizar ciertos tejidos, como el sistema nervioso central, la retina y el epitelio germinal, en cantidades suficientes para proporcionarles la energía que necesitan. El sistema nervioso central requiere unos 110 gramos de glucosa al día, por lo que más de la mitad de la glucosa formada por la gluconeogénesis durante el periodo interdigestivo se utiliza para sus necesidades metabólicas. El sistema nervioso central se diferencia de otros tejidos en que puede captar la glucosa sin la intervención de la insulina, aunque algunas zonas del cerebro, como el hipotálamo, son sensibles a la insulina y es posible que esta hormona intervenga en el control del apetito.