GLICEMIA E DIABETE MELLITO Dott.Alidori Alessandro Dottorando in Scienze Cliniche e Biologiche Specialiste, Medico Chirurgo Specialista in Scienza dell’Alimentazione

Glicemia  Concentrazione di glucosio nel sangue. Valori Normali a digiuno:70-100 mg/dl

CONTROLLO DELLA GLICEMIA -Insulina -Glucagone -Cortisolo -Adrenalina -GH

INSULINA E GLUCAGONE La parte endocrina del pancreas è costituita dalle isole di Langerhans che costituiscono circa il 2% dell’ intero organo. Le cellule a funzione endocrina sonocirca 2 milioni e secernono i due ormoni chiave del metabolismo (insulina e glucagone ) Sono tutti ormoni di tipo peptidico.

Isolotto del Langerhans

INSULINA La funzione principale dell’ insulina è quella di mantenere i livelli di glucosio plasmatico entro limiti fisiologici (70-100mg/dl). È un ormone proteico formato da due catene aminoacidiche (A e B) unite fra loro da ponti disolfuro. E’ l’ormone dell’anabolismo.

INSULINA

INSULINA Gli organi bersaglio dell’ insulina sono sostanzialmente tre: Fegato Muscolo striato Tessuto adiposo

INSULINA A livello epatico l’insulina provoca: Attivazione glicogenosintesi e glicolisi, mediante incremento assunzione di glucosio attraverso i GLUT 2. Inibizione gligogenolisi e gluconeogenesi Conversione di acidi grassi in trigliceridi (lipogenesi) con accumulo a livello del tessuto adiposo.

INSULINA

INSULINA A livello del muscolo striato il glucosio è assunto attraverso GLUT-4 e trasformato in glicogeno muscolare con l’attivazione della glicogeno sintetasi. per essere immagazzinato sotto questa forma. Inoltre sempre a livello muscolare l’ insulina stimola l’ assunzione di aa soprattutto di quelli essenziali (Leu, Val, Tyr, Trp) stimolando la sintesi proteica (azione anabolica). Inoltre inibisce la proteolisi e l’ esportazione degli aa (azione anticatabolica).

L’insulina induce lo stato anabolico spostando il metabolismo verso l’accumulo di carboidrati, lipidi e la sintesi di proteine. Questo ormone agisce su tre tessuti principali: il fegato, il muscolo e il tessuto adiposo.

GLUCAGONE È un polipetide formato da una solacatena con 29 aa Ha azione diametralmente opposta a quella dell’ insulina e viene rilasciato dalle cellule di tipo α tutte le volte che il glucosio ematico scende sotto i valori normali: è quindi un ormone a funzione iperglicemizzante. E’ l’ormone del catabolismo. È un polipetide formato da una solacatena con 29 aa

GLUCAGONE Gli effetti principali del glucagone sono: -Demolizione del glicogeno epatico (glicogenolisi) -Aumento della gluconeogenesi epatica -Lipolisi e inibizione lipogenesi. -Proteolisi: dalla proteolisi si possono ottenere aminoacidi utilizzati per la gluconeogenesi (anche piruvato acido lattico e glicerolo possono essere usati per la gluconeogenesi ).

CORTISOLO E ADRENALINA

LE GHIANDOLE SURRENALI Sono due ghiandole che si trovano al di sopra dei reni. Ciascuna ghiandola comprende una parte midollare e una parte corticale suddivisa a sua volta in tre zone: Glomerulare: secerne aldosterone deputato al amntenimento dell’equlibrio idroelettrolitico. Fascicolata: secerne cortisolo un ormone con una miriade di effetti, metabolici e non. Reticolare: secerne ormoni sessuali (androgeni nell’uomo, estrogeni e progesterone nella donna ).

LE GHIANDOLE SURRENALI La parte midollare più interna è correlata al sistema simpatico (20% della ghiandola) e secerne adrenalina e noradrenalina(a partire dall’aminoacido tirosina) in seguito a stimolazione simpatica. L’adrenalina al pari del cortisolo possiede sia effetti metabolici che non. .

CORTICALE MIDOLLARE

CORTISOLO Il cortisolo può essere definito l’ormone dello stress cronico i cui effetti principali sono: -Gluconeogenesi e glicogenolisi  aumento della glicemia -Proteolisi -Ridistribuzione del grasso in senso centripeto a livello addominale -Diminuzione assorbimento di calcio per contrasto dell’azione della VitD -Riassorbimento di sodio e acqua a livello renale -Effetti antiinfiammatori -Effetti immunosoppressori (suscettibilità alle infezioni ).

Effetti del cortisolo sui flussi energetici CIBO Effetti del cortisolo sui flussi energetici facilita la mobilizzazione di nutrienti (catabolico) mantiene la produzione di glucosio dalle proteine facilita il metabolismo dei grassi STIMOLA INIBISCE

ADRENALINA L’adrenalina può essere definito l’ormone dello stress acuto (una gara di sport ad es. ) i cui effetti principali sono: -Gluconeogenesi e glicogenolisi (aumento della glicemia ): il glucosio viene poi reso disponibile a livello muscolare durante esercizio prolungato (o stati d’ansia e stress: attacca e fuggi ). -Lipolisi. -Aumento frequenza cardiaca e forza di contrazione muscolare a livello del cuore. -Broncodilatazione.

Effetti dell’adrenalina sul metabolismo Aumentata glicogenolisi nel fegato e nel muscolo Aumentata lipolisi nel tessuto adiposo Diminuita secrezione di insulina Aumentata secrezione di glucagone

DIABETE MELLITO Per diabete mellito si intende una condizione di iperglicemia cronica caratterizzata dalla presenza di almeno uno dei seguenti parametri di laboratorio: Glicemia a digiuno > 126 mg/dl; Glicemia > 200 mg/dl due ore dopo un carico orale di 75 grammi di glucosio disciolto in acqua; Riscontro random di valori di glicemia > 200 mg/dl in un qualunque momento della giornata; Valori percentuali di emoglobina glicosilata ( HbA1c ) > 6.5% pari a 48 millimoli/litro.

DIABETE MELLITO Manifestazioni cliniche di esordio del DM: Poliuria da diuresi osmotica (glicemia > 180 mg/dl) Polidipsia Polifagia Prurito vulvare, infezioni genito-urinarie, infezioni cutanee, sepsi, etc.

Alterazioni della glicemia GLICEMIA BASALE (mg/dl) GLICEMIA 2 h. DOPO OGTT DIABETE ALTERATA TOLLERANZA AL GLUCOSIO NORMALE ≥ 200 140 <140 DIABETE ALTERATA GLICEMIA A DIGIUNO NORMALE IPOGLICEMIA ≥ 126 100 70 <50 OGTT - Test di Tolleranza al Glucosio per Os: disciolto in acqua per os

CLASSIFICAZIONE DEL DIABETE MELLITO Il diabete mellito è attualmente classificato in quattro categorie: Diabete mellito di tipo 1 o insulino dipendente Diabete mellito di tipo 2 o insulino indipendente in cui vi è una condizione di insulino resistenza; Diabete mellito gestazionale Diabete mellito secondario a difetti genetici o malattie acquisite

D.M. I : la distruzione delle cellule β è il risultato di un processo autoimmune innescato in soggetti geneticamente predisposti da fattori ambientali virus o sostanze tossiche Predisposizione genetica Fattori ambientali (associata ad aplotipi HLA) ( virus o sostanze tossiche) PATOGENESI D.M. I Processo autoimmune Distruzione delle cellule β DIABETE MELLITO (insulino-dipendente)

Aumentata gluoneogenesi epatica Aumentata produzione di glucagone FISIOPATOLOGIA DEL DM2 Insulinoresistenza Aumentata gluoneogenesi epatica Diminuita produzione di insulina Aumentata produzione di glucagone

LA PATOGENESI DEL DIABETE DI TIPO 2 INCLUDE TRE DIFETTI FONDAMENTALI 1/Buse, p 1429, C1, ¶3, L8-13, C2, ¶1, L11-16; p 1441, C2, ¶3, L1-3; p 1442, Fig 29-10 legend C1, ¶2, L2-4 2/Buchanan, p B35, ¶1, L1-4 3/Powers, p 2157, C1, ¶3, L1-3, 8-16 5/Rhodes, p 383, C2, ¶1, L5-8 Ridotta produzione di insulina Isola pancreatica Cellula α Eccessiva produzione di glucagone Pancreas Cellula β Ridotta produzione di insulina 1/Buse, p 1429, C1, ¶3, L8-13 2/Buchanan, p B35, ¶1, L1-4 3/Powers, p 2157, C1, ¶3, L1-3 4/Del Prato, p 719, C2, L2-8 p 2157, C1, ¶3, L11-16 p 719, C2, L8-12 5/Rhodes, p 383, C2, ¶1, L5-8 6/Williams, p 28, ¶2, L1-2 p 1442, Fig 29-10 legend, L2-5, C1, ¶2, L2-4 C2, ¶2, L5-8 C2, ¶2, L1-3, 13-15 The pathophysiology of hyperglycemia in type 2 diabetes involves three main defects: (1) insulin deficiency due to insufficient pancreatic insulin release; (2) excess hepatic glucose output; and (3) insulin resistance (decreased glucose uptake) in peripheral tissues (including muscle and fat) and the liver.1-3 Two pancreatic islet cell defects contribute to this pathology: Beta cells produce insulin, which facilitates glucose entry into tissues.4 In type 2 diabetes mellitus, a decline in functional beta-cell mass causes insulin deficiency, which in turn contributes to hyperglycemia.3-5 Alpha cells produce glucagon.6 Elevated glucagon levels promote increased hepatic glucose output.1 In type 2 diabetes mellitus, excess glucagon and diminished insulin secretion drive hepatic glucose output and contribute to hyperglycemia.1 Glucagone in eccesso Ridotta insulina Muscoli e tessuto adiposo Iperglicemia Aumentata produzione epatica di glucosio Fegato Ridotta insulina Insulino-resistenza (ridotta captazione di glucosio)‏ References Buse JB, Polonsky KS, Burant CF. Type 2 diabetes mellitus. In: Larsen PR, Kronenberg HM, Melmed S et al, eds. Williams Textbook of Endocrinology. 10th ed. Philadelphia: Saunders, 2003:1427–1483. Buchanan TA. Pancreatic beta-cell loss and preservation in type 2 diabetes. Clin Ther 2003;25(suppl B):B32–B46.  Powers AC. Diabetes mellitus. In: Kasper DL, Braunwald E, Fauci A et al, eds. Harrison’s Principles of Internal Medicine. 16th ed. New York: McGraw-Hill, 2005:2152–2180.  Del Prato S, Marchetti P. Targeting insulin resistance and β-cell dysfunction: The role of thiazolidinediones. Diabetes Technol Ther 2004;6:719–731. Rhodes CJ. Type 2 diabetes—a matter of β-cell life and death? Science 2005;307:380–384. Williams G, Pickup JC, eds. Handbook of Diabetes. 3rd ed. Malden, Massachusetts: Blackwell Publishing, 2004. 30

DIABETE MELLITO TIPO 1 E 2: DIFFERENZE Diabete mellito di tipo 1  alterazione componente endodermica Diabete mellito di tipo 2 alterazione componente mesodermica

COMPLICANZE ACUTE DEL DIABETE Vi sono tre importanti complicanze acute del diabete mellito: -coma ipoglicemico  eccesso di insulina a livello terapeutico -coma iperglicemico iperosmolare -chetoacidosi diabetica

COMPLICANZE ACUTE DEL DIABETE -Coma ipoglicemico  eccesso di insulina a livello terapeutico

COMPLICANZE ACUTE DEL DIABETE -Coma iperglicemico iperosmolare  glucosio è osmoticamente attivo e richiama acqua dalle cellule che si disidratano

Comi Iperglicemici Cause -Eventi precipitanti -Inadeguata somministrazione di insulina o di ipoglicemizzanti orali -Infezioni (Polmonite, infezione urinaria gastroenterite, sepsi) -Infarti con necrosi tessutale -Farmaci (cocaina)

CHETOACIDOSI DIABETICA Carenza assoluta di insulina Aumentato catabolismo degli acidi grassi Aumentata produzione di corpi chetonici Chetoacidosi diabetica

-Acido Beta-Idrossibutirrico CORPI CHETONICI -Acetone -Acido aceto-acetico -Acido Beta-Idrossibutirrico

CONDIZIONI DI PRODUZIONE DI CORPI CHETONICI Si formano a livello epatico a partire dall’acetil Co-A. Condizioni favorenti sono: -Digiuno prolungato. -Diete iperproteiche.

CORPI CHETONICI E SALUTE Un eccesso di corpi chetonici può portare ad acidosi metabolica che è una vera e propria emergenza medica!

TERAPIA CHETOACIDOSI DIABETICA -Insulina  Abbassa la glicemia -Bicarbonato Tampona l’acidosi metabolica.

COMPLICANZE CRONICHE DEL DIABETE MELLITO Complicanze microangiopatiche Complicanze macroangiopatiche

DIABETE MELLITO E MICROANGIOPATIE Ipossia del microcircolo Retinopatia diabetica Nefropatia diabetica Neuropatia diabetica

DIABETE MELLITO E MICROANGIOPATIE L’iperglicemia cronica determina ipossia del microcircolo attraverso: -Aumentata produzione di AGE -Diminuita produzione di NO -Aumentata produzione di ECM a livello vascolare

DIABETE MELLITO E MACROANGIOPATIE L’iperglicemia cronica può causare macroangiopatie mediante: Aumentata ossidazione LDL Aterosclerosi Alterazione enzima lipoproteinlipasi Ipertrigliceridemia Ipercolesterolemia Alterazione ApoB100 Alterazione enzima CEPT LDL piccole e dense

TERAPIA DIABETE TIPO I La terapia del diabete di tipo 1 si basa sulla somministrazione a vita di insulina

TERAPIA DIABETE TIPO II -DIETA -ESERCIZIO FISICO -FARMACI (IPOGLICEMIZZANTI ORALI, INSULINA)

GRAZIE DELL’ATTENZIONE!