O pâncreas humano secreta cerca de 40 a 50 unidades de insulina por dia. A concentração basal média de insulina do sangue humano é de 10µU/mL (0.4 ng/mL ou 61 pmol/L). Após as refeições e em indivíduos normais, a concentração de insulina no sangue aumenta para 100 µU/mL (610 pmol/L). Existe um aumento da concentração de insulina periférica entre 8 a 10 minutos após a ingestão de alimentos, em que o pico máximo acontece entre os 30 e os 45 minutos. Isto é seguido de um rápido decréscimo de concentração de glucose plasmática até atingir valores basais após 90 a 120 minutos. A secreção de insulina basal, que ocorre na ausência de estímulos exógenos, é a quantidade de insulina secretada em jejum. Embora seja do conhecimento que os níveis de glucose plasmáticos inferiores a 80-100 mg/dL (4.4-5.6 mmol/L) não estimulam a libertação de insulina, também foi demonstrado que a presença de glucose é necessária (em sistemas in vitro) para que outros reguladores da secreção de insulina sejam efetivos. A secreção de insulina estimulada é aquela que ocorre em resposta a um estímulo exógeno, representando-se por uma resposta das células B às refeições. A glucose é o estimulador mais potente da libertação de insulina. A partir de observações de pâncreas de ratos demonstrou-se que existe uma libertação bifásica da insulina em resposta à glucose. Quando a concentração de glucose do sistema aumenta subitamente, ocorre uma libertação de curta-duração de insulina; se a concentração de glucose se mantém a um nível alto, a libertação de insulina diminui gradualmente para, posteriormente, aumentar até a um nível máximo. Sabe-se que a glucose entra nas células B pancreáticas através de difusão passiva, que é facilitada por uma proteína membranar específica denominada de transportador de glucose do tipo 2. Pela sua pouca afinidade para a glucose, esta proteína transporta a glucose, de uma forma mais eficaz, durante a hiperglicemia (após as refeições), do que a baixos níveis de glucose sanguínea (durante o jejum). Existem algumas evidências que sugerem que o metabolismo de glucose é essencial à estimulação da libertação de insulina. Na verdade, compostos como o 2-desoxiglucose, que inibem o metabolismo da glucose, interferem com a libertação de insulina. O passo limitante no metabolismo da glucose pelas células B pancreáticas parece estar relacionado com a fosforilação da glucose através da glucocinase.
Demonstrou-se que a libertação de insulina necessita da presença de cálcio. Propôs-se que os grânulos contendo insulina presentes nas células B se agarram a microtúbulos que contraem, após a exposição a altas concentrações de cálcio, ejetando, desta forma, os grânulos. Para além disto, também se demonstrou os seguintes efeitos dos iões cálcio:
- A captação de cálcio, pelas células B, é aumentada através da estimulação de glucose;
- O efluxo de cálcio das células é retardado por algumas ações da glucose;
- A mobilização de cálcio para os compartimentos da mitocôndria ocorre depois da indução do monofosfato cíclico de adenosina (cAMP, do inglês “cyclic adenosine monophosphate”) a partir dos níveis de glucose.
O cAMP é um modulador importante, que influencia a libertação de insulina. Demonstrou-se que a glucose se envolve diretamente na formação de cAMP. Para além disto, diversos estímulos para a libertação de insulina, que não estão relacionados com a glucose, são conhecidos por aumentarem a concentração celular de cAMP. No entanto, na ausência de glucose, o aumento da concentração de cAMP não estimula a libertação de insulina. Existem outros fatores que estão envolvidos na regulação da secreção de insulina, que se podem dividir em três categorias: estimulantes diretos, agentes que são conhecidos por estimularem a libertação de insulina de uma forma direta; amplificadores, que parecem potenciar a resposta das células B na presença de glucose; e inibidores. A ação das substâncias amplificadoras, muitas delas são hormonas gastrointestinais estimuladas pela ingestão de alimentos, explicam o facto de a resposta da insulina à ingestão alimentos seja maior do que a resposta dos compostos administrados de uma forma intravenosa.
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