A homeostase da glicose é a regulação hormonal rigorosa dos níveis de glicose sanguínea dentro de uma faixa fisiológica estreita, tipicamente entre 3,9 e 5,6 mmol/L no estado de jejum. O cérebro e as hemácias são consumidores obrigatórios de glicose, tornando a regulação da glicose crítica para a sobrevivência.
Estado Alimentado
Após uma refeição, a glicose sanguínea aumenta e desencadeia a secreção de insulina pelas células beta pancreáticas. A insulina promove a captação de glicose no músculo e tecido adiposo estimulando a translocação de transportadores GLUT4 para a superfície celular. No fígado, a insulina suprime a gliconeogênese e a glicogenólise enquanto estimula a síntese de glicogênio e a glicólise. O excesso de glicose é convertido em ácidos graxos e armazenado como triglicerídeos no tecido adiposo.
Estado de Jejum
À medida que a glicose sanguínea cai entre as refeições, as células alfa pancreáticas secretam glucagon. O glucagon atua principalmente no fígado para estimular a glicogenólise, liberando glicose na corrente sanguínea. A gliconeogênese hepática é ativada para produzir glicose a partir de lactato, aminoácidos e glicerol. O músculo e o tecido adiposo mudam do uso de glicose para a oxidação de ácidos graxos, poupando glicose para o cérebro.
Regulação Hormonal
A insulina é o principal hormônio anabólico, diminuindo a glicose sanguínea ao promover captação, armazenamento e utilização. É secretada em resposta ao aumento da glicose sanguínea, com sinais adicionais de hormônios incretínicos como GLP-1 e GIP. A sinalização da insulina através do receptor de insulina ativa uma cascata de eventos de fosforilação que regulam a atividade enzimática metabólica e a expressão gênica.
O glucagon é o principal hormônio contra-regulador, elevando a glicose sanguínea durante o jejum. Ele se liga ao receptor de glucagon nos hepatócitos, ativando a adenilil ciclase e aumentando os níveis de AMPc. Isto ativa a proteína quinase A, que fosforila e ativa a glicogênio fosforilase enquanto inibe a glicogênio sintase.
A epinefrina proporciona mobilização rápida de glicose durante estresse ou exercício, atuando tanto no fígado quanto no músculo para estimular a glicogenólise. O cortisol promove a gliconeogênese e reduz a captação de glicose, exercendo efeitos de longo prazo. O hormônio do crescimento antagoniza a ação da insulina e é importante para manter os níveis de glicose durante o jejum prolongado.
Ciclo de Retroalimentação Glicose-Insulina
A concentração de glicose sanguínea é mantida por um ciclo clássico de retroalimentação negativa. O aumento da glicose estimula a secreção de insulina, que diminui a glicose promovendo captação e armazenamento. A queda da glicose inibe a liberação de insulina e estimula a secreção de glucagon, que eleva a glicose promovendo produção. As células beta do pâncreas detectam a concentração de glicose diretamente através do GLUT2 e da glicoquinase, que atua como o sensor de glicose.
Hipoglicemia
A hipoglicemia, definida como glicose sanguínea abaixo de 3,9 mmol/L, pode resultar de excesso de insulina ou drogas insulinomiméticas, jejum prolongado ou tumores secretores de insulina. Os sintomas incluem respostas autonômicas como sudorese, tremor e palpitações, seguidas por sintomas neuroglicopênicos incluindo confusão, convulsão e coma se não tratada. O corpo responde com liberação de hormônios contra-reguladores, mas esta resposta pode estar prejudicada em indivíduos com hipoglicemia recorrente.
Hiperglicemia e Diabetes
A hiperglicemia crônica é a marca registrada do diabetes mellitus. O diabetes tipo 1 resulta da destruição autoimune das células beta pancreáticas, levando à deficiência absoluta de insulina. O diabetes tipo 2 envolve resistência à insulina combinada com disfunção progressiva das células beta. O diabetes gestacional ocorre durante a gravidez e resolve após o parto, mas aumenta o risco futuro de diabetes. A hiperglicemia crônica causa complicações microvasculares incluindo retinopatia, nefropatia e neuropatia, bem como doença macrovascular acelerada.
