Páncreas - Diabetes mellitus tipo II

Ahora que ya conocemos el funcionamiento y algunas de las patologías asociadas a los riñones, al hígado y al sistema endocrino, vamos a hablar de otro órgano quizá no tan conocido pero de igual importancia: el páncreas.

Fuente: Instituto nacional del cáncer, NIH.

El páncreas es un órgano glandular mixto, es decir, pertenece tanto al aparato digestivo como al sistema endocrino. Esto se debe a que posee dos regiones:

• Exocrina ➝ constituye la mayor parte de este órgano (entorno al 80%), y es la región encargada de producir los jugos pancreáticos, que contienen enzimas que ayudan a la digestión. De media, el páncreas exocrino secreta al rededor de 1 kg de jugo pancreático diario al duodeno. Además, este órgano también produce bicarbonato de sodio (HCO₃^-), que se encarga de neutralizar los jugos gástricos liberados para degradar el quimo gástrico, ya que un exceso de jugo gástrico puede dañar las paredes del intestino¹.

• Endocrina ➝ es una región altamente vascularizada, que constituye entre un 1-2% del volumen total del páncreas. Está constituida por un conjunto de 5 tipos de células secretoras (denominado islote de Langerhans) responsables de la síntesis y secreción de hormonas reguladoras de la homeostasis de la glucosa¹.

• Células alfa (α): producen glucagón. Se distribuyen por la zona periférica del islote de Langerhans, constituyendo el 20% del islote.
• Células beta (β): producen insulina. Se encuentran en la zona central del islote, y constituyen el 60-75% de las células del islote.
• Células delta (Δ): producen somatostatina. Tienen otra función, que es la inhibición de las secreción de las células α y β. Al igual que las células α, se encuentran en la periferia del islote constituyendo un 10% del islote.
• Células PP o F: producen polipéptido pancreático, que inhibe la secreción exocrina del páncreas. Constituyen cerca del 5% del islote.
• Células épsilon (ε): producen ghrelina, y constituyen un porcentaje minoritario.

Las funciones secretoras de los diferentes tipos de células de los islotes están moduladas o reguladas por diferentes señales provenientes tanto del interior como del exterior del páncreas. Además, las células están íntimamente comunicadas entre sí, de modo que pueden influenciar la secreción de las demás².

Por lo tanto, el páncreas tiene dos funciones principales: por un lado, la digestión, absorción y asimilación de nutrientes en el organismo, y por otro lado, la manutención de la homeostasis de la glucosa. Nosotros vamos a centrarnos en la homeostasis de la glucosa, así como en el desarrollo de enfermedades debido a una activación o inactivación inapropiada de cualquiera de estos mecanismos.

Homeostasis de la glucosa

Cuando hablábamos de las pruebas de diagnóstico de variables continuas, ya comentamos la regulación de la glucosa y sus implicaciones brevemente, por lo que os invito a que lo consultéis. No obstante, en aquella ocasión no llegamos a comentar la regulación endocrina de esta homeostasis.

Las hormonas mayormente implicadas en la homeostasis son la insulina y el glucagón, que desempeñan funciones antagónicas: la insulina es una hormona anabólica mientras que el glucagón es una hormona catabólica.

⦿ Insulina

Como ya hemos mencionado, las células β de los islotes de Langerhans son las productoras de insulina, y lo hacen en respuesta dos tipos de estímulos, a cambios en las concentraciones plasmáticas de nutrientes (principalmente de aminoácidos, ácidos grasos y glucosa), y al aumento de otras hormonas como secretina o péptido insulinotrópico dependiente de glucosa (GIP)*. Por el contrario, la disminución en la secreción de insulina está regulada por el ejercicio, el ayuno, la somatostatina o un aumento en la actividad α-adrenérgica².

*Para más información sobre las hormonas gastrointestinales podéis visitar este artículo.

Por lo tanto, la ingesta de glucosa es uno de los principales causantes de la liberación de insulina, de modo que vamos a estudiar cómo ocurre este proceso. En primer lugar, una ingesta de comida rica en glucosa va a provocar un aumento de la concentración de este metabolito en sangre, lo cual va a permitir que atraviese el endotelio y se dirija a los islotes de Langerhans del páncreas. Una vez allí, la glucosa va a unirse a unos transportadores de membrana (denominados GLUT2) de las células β, para así entrar en dichas células. En el interior celular, la glucosa va a ser fosforilada y, mediante una serie de reacciones (glucólisis, ciclo de Krebs y fosforilación oxidativa) va a incrementarse la concentración de ATP. Este aumento va a inhibir unos canales de potasio dependientes de ATP, lo que va a provocar una reducción del flujo de potasio y, por consiguiente, una despolarización de la membrana plasmática. Así mismo, esta despolarización provocará la apretura de unos canales de sodio dependientes de voltaje, permitiendo así la entrada de sodio, el cual va a desencadenar la secreción de insulina a la sangre².

Fuente: Leung P. S. (2010). Physiology of the pancreas.

En resumen, cuando los niveles de glucosa en sangre son elevados, se va a secretar insulina, que va a favorecer la toma de glucosa del torrente sanguíneo por diferentes tejidos y órganos, como el tejido adiposo o el hígado, para su almacenamiento. La glucosa puede almacenarse de diferentes maneras, como puede ser en forma de glucógeno (mediante glucogenogénesis) o en forma de triglicéridos.

⦿ Glucagón

Por otro lado, el glucagón es una hormona antagónica a la insulina, de modo que se va a liberar en situaciones de hipoglicemia (concentración baja de glucosa en sangre), además de por estímulos como la epinefrina o por control del sistema nervioso. Por el contrario, hormonas como la somatostatina o la presencia de ácidos grasos libres inhiben la liberación de glucagón. Entonces, una vez las células α secretan glucagón, este se dirige al receptor de membrana acoplado a proteína Gs de las células β para inhibir la secreción de insulina. Del mismo modo, el glucagón también va a dirigirse al hígado, donde, mediante varias cascadas de señalización y rutas metabólicas (glucogenólisis, inhibición de glucólisis, gluconeogénesis) va a provocar la liberación de glucosa a la sangre².

Además de estas dos hormonas, hay otras hormonas y moléculas que regulan la cantidad de glucosa en sangre en diferentes situaciones. Por ejemplo, en situaciones de estrés, es necesaria la rápida liberación de glucosa, de modo que actúan las denominadas hormonas antiinsulínicas (cortisol, adrenalina y hormona del crecimiento), promoviendo finalmente la glucogenogénesis en el hígado.

Caso clínico

El día de hoy vamos a hablar sobre una mujer de 71 años que llega al hospital con los siguientes síntomas: fiebre, poliuria, ganas de vomitar y dolor en la tripa. Tras ver estos síntomas, se procede a realizar un análisis de sangre y de orina, obteniendo los siguientes resultados:

Para comprender las desviaciones de estos valores, vamos analizarlos uno por uno:

⦿ Potasio

La medición de potasio en sangre es un parámetro importante que se estudia para determinar si la alteración de la glucemia se debe a problemas en el páncreas o en los riñones. Esto es así porque, como ya hemos mencionado, el principal motivo de la hiperglucemia es la diabetes, sin embargo, también podría deberse a alteraciones en los riñones. Como recordaréis de la entrada sobre los riñones, estos órganos tiene una función de filtración y reabsorción de diferentes compuestos, entre ellos los iones como el sodio o el potasio. Así, si hubiera algún problema en los riñones, este proceso no se daría con normalidad y los niveles de potasio se verían alterados, viéndose reflejado en el análisis de sangre.

Por lo tanto, como la paciente muestra unos niveles de potasio normales, se descarta que el problema se haya dado en los riñones.

⦿ Glucosa

Una vez descartada la posible alteración de los riñones, se sabe que la presencia de concentraciones elevadas de glucosa en sangre pueden deberse a varios motivos ligados a diferentes tipos de diabetes:

• Diabetes mellitus tipo I: suele manifestarse en la infancia o adolescencia. El organismo no produce insulina porque el sistema inmunitario ataca y destruye las células del páncreas.

• Diabetes mellitus tipo II: es el tipo de diabetes más común, y se presenta principalmente en personas de mediana y tercera edad. El organismo no produce insulina o no hay una respuesta adecuada por parte de los tejidos.

• Diabetes gestacional: se manifiesta en algunas mujeres embarazadas y puede prolongarse tras dar a luz, derivando en una diabetes tipo II. Se debe al estrés metabólico que se sufre durante el embarazo.

• Otros tipos de diabetes: existen otros tipos de diabetes menos frecuentes, como la diabetes monogénica (hereditaria) o diabetes relacionadas a enfermedades como la fibrosis quística³.

Fuente: ZYCIE NUTRITION

Con una única medición de los niveles de glucosa en sangre se puede determinar si la paciente padece diabetes o no, pero no se puede identificar el tipo de diabetes concreto. Nuestra paciente muestra 452 mg de glucosa/dl de sangre, un valor que cuadruplica los valores de referencia. Esto indica que la paciente padece diabetes, pudiendo descartar que se trate de una diabetes gestacional ya que se trata de una mujer de 71 años.

En una persona con normoglucemia (concentración de glucosa en sangre normal), la glucosa es filtrada y reabsorbida en los riñones, de modo que no se presenta glucosa en la orina. Sin embargo, cuando los niveles de glucosa son muy elevados (hiperglucemia), los riñones no son capaces de reabsorber toda la glucosa, apareciendo en la orina. Este proceso se denomina glucosuria, y es un indicativo de que la paciente padece diabetes.

⦿ Cuerpos cetónicos y pH

En situaciones normales, el organismo produce cuerpos cetónicos cuando no hay carbohidratos disponibles, como mecanismo para la obtención de energía. Estos cuerpos cetónicos son degradados, de modo que al realizar un análisis de sangre y de orina, no deberían detectarse. En el caso de nuestra paciente, a pesar de haber una gran cantidad de carbohidratos, el organismo no los puede interiorizar en las células para metabolizarlos, de modo que no obtiene energía de ellos y se acumulan en la sangre. Así, las células recurren a los ácidos grasos como fuente de energía, degradándolos y obteniendo como resultado una elevada cantidad de acetil-CoA. Este exceso de acetil-CoA va a ser el que provoque la síntesis de una gran cantidad de cuerpos cetónicos que serán detectados en sangre y orina, proceso conocido como cetoacidosis. Esta elevación de los niveles de cuerpos cetónicos suele conllevar una disminución en el pH, ya que estas moléculas tienen una naturaleza ácida. Por lo tanto, como la paciente muestra un pH sanguíneo ligeramente inferior a los valores de referencia, significa que ha llegado a un estado de cetoacidosis. 

Diagnóstico

Si bien es cierto que la cetoacidosis suele darse en diabetes mellitus tipo I que no ha sido tratada, esta es una enfermedad que se manifiesta en la infancia o adolescencia. Por lo tanto, como la paciente tiene 71 años, si tuviera diabetes mellitus tipo I hubiera manifestado síntomas a lo largo de su vida, ya que su sistema inmunitario hubiera destruido sus células β pancreáticas. Así, lo más probable es que se trate de una diabetes mellitus tipo II, en la que hay una alteración en las células β de los islotes de Langerhans y no se produce insulina, o hay una alteración en la recepción de la insulina por parte de los tejidos periféricos.

Para asegurarnos de que se trata de diabetes mellitus tipo 2, se podría realizar un prueba adicional que se basa en la detección de auto-anticuerpos frente a los islotes de Langerhans o frente a la insulina, entre otros. Esta prueba, en caso de obtener un resultado positivo, indicaría que se trata de diabetes mellitus tipo I, mientras que un resultado negativo confirmaría que la paciente tiene diabetes mellitus tipo II⁴.

Tratamiento

Fuente: Dia mundial de la Diabetes. Notinr

El tratamiento más adecuado para tratar la diabetes mellitus tipo II es el seguimiento de una dieta equilibrada así como la realización de ejercicio físico de forma regular. Otro de los factores que suele estar asociado a este tipo de diabetes es el sobrepeso, por lo que se suele recomendar que los pacientes pierdan algo de peso de manera controlada.

Además, si con el ejercicio y la dieta no se puede mantener un nivel saludable de glucosa en sangre, se puede recurrir a medicamentos. El medicamento más habitual es la Metformina, que disminuye la producción de glucosa en el hígado y mejora la sensibilidad a la insulina. Existen muchos otro medicamentos para el control de la glucosa e insulina, que podéis consultar en este enlace. No obstante, estos no son los únicos medicamentos que se suelen recetar, sino que suelen ir complementados de medicamentos que ayuden a regular la presión arterial y el colesterol entre otros.

Finalmente, es importante asegurar que el control de la glucemia es el adecuado, por lo que los pacientes deben llevar un seguimiento diario mediante un dispositivo denominado medidor de glucosa en sangre, con el que extraen una gota de sangre para medir los niveles de glucosa en la misma. También existe otra opción de control continuo, que consiste en un dispositivo colocado bajo la piel que registra los niveles de glucosa en sangre cada pocos minutos. Estos datos se almacenan en una aplicación que se puede consultar y que, además, manda un aviso cuando los niveles de glucosa comienzan a desviarse de los óptimos⁵.

BIBLIOGRAFÍA:

1. Leung P. S. (2010). Overview of the pancreas. Advances in experimental medicine and biology, 690, 3–12. doi:10.1007/978-90-481-9060-7_1
2. Leung P. S. (2010). Physiology of the pancreas. Advances in experimental medicine and biology, 690, 13–27. doi: 10.1007/978-90-481-9060-7_2
3. ¿Qué es la diabetes (2017). National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases, NIH. Recuperado de: https://www.niddk.nih.gov/health-information/informacion-de-la-salud/diabetes/informacion-general/que-es
4. Autoanticuerpos relacionados con la diabetes (2017). Lab tests online, SEQC. Recuperado de: https://labtestsonline.es/tests/autoanticuerpos-relacionados-con-la-diabetes
5. Diabetes de tipo 2 (2021). Mayo Clinic. Recuperado de: https://www.mayoclinic.org/es-es/diseases-conditions/type-2-diabetes/diagnosis-treatment/drc-20351199