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UM-IZTAPALAPA

TRABAJO FINAL DE MEDICINA I V

/' AGULACIOW DE GLUCOSA /

* * * *4+*** *+*+*** * * * *+

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87-P

MARTHA,WLU)N F2AMIREZ

L IND ICE

r r L

1 ) - Objet ivo

2)- Introducción

r 5)- Controladores no lineales

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L

f f r c

17)- Regulación, Eventos de

!!.I) - Programa

78)- B ib l i o g ra f i a

c

c

oEJm1vo El objetivo de este trabajo es realizar los e~tudios del

sistema regulador no lineal por medio de la computadora di-

gital y exponer una panorama general de l a reguiacidn de l a

glucosa-insuiina sanguínea.

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. . , . . , . . . . . ,~ , , .., .." ... .,.. ..l._i~ -.._ ,...... ~. .. ...., ~ . . . . . . , , . .

’--LL1 , , ,. ” , , . I _. .. , .... , * .,~ ~.. .>.,I.” ,,-e .- .._. ”-. . ,. . _.... ._..._* , ., . . .

CONTROLA,CORSS YO L’XFALZS E l controlador proporcional de l a var iac ión e s parte de mu -

chos de l o s sistemas de rerpi.ación f i s i o l ó g i c a , loicque t i ene v e z

t a j a s durant,e;ilos estados dinámicos, más que en l o s estados e s ta - b l e s d e l sirtema (bararreceptores, termorreceptores cutáneos, - etc.), que muestra? un 21to grado en l a prororc ión de su sens ib i s

l i d ad ; e s dec i r , su sa l i da depende no sólo ce su v a l o r instant6 - neo percibido, sino también de l a d i recc ión y e l grado de cambio

, ,

Aunque presenta una accidn de ant ic iác ión, es dec i r , “condE

ceR a l sistema p o r tener su e f c t o máximo cuando l a var iab le con

t r o l ada se encuentra en su punto f i j o (durante l a e variacion.es - sinusoidales en l a var iab le ) , esto egrega es tab i l idad a1 proceso

repulad.or de c i r cu i t o ce-.:rado, por alle~amientos rápidos, con fg

e r t e oposic ión de l a forma var iab le , de l a pos ic ión d e l punt@i-

j o o de cual.quier v a l o r de o t ro estado estable.

En la oposic ión precedente de l a s acciones d e l controlador.

se acepta que l a función de acoplaxiento d e l controlador fue - constante; es dec i r , no depende de l a magnitud de l a l legada,Por

tanto, con e i contro l orororc ionai aceptamos nue ( A C - A O ) = K ~ ( T - T ~

y que T5 fue una constante. Sin embargo, -Jodernos imaginar la si tuación en l a que l a interre:ts.ción de .4 a T m d i e r t depnder da

v a l o r de T ; se perni te d e c i r que e l exprinento r e v e l ó l o s iguien

t e z

(Ac - Ao) = f(!P)(T- To> Por t u l t o , con bajos va l o r es de T , una desvisc i6n en T Quede

causar m pequeño cambio en Ac, pero para va lo res más el.evaElos

de T Ddede suceder l o contra,:rio. Este t i n o de reljación puede em-

p learse con frecuencia p i r a T?roducir un t i p o de regulación en e l

mismo sentido que a l escoger adecuidanente l a r proaiedades d e l - sistema en s í , s i n recurso para controLar elementos, puntos f i - j os , etc., un cambio en U- var iab le ousde convert i rse en rpfnimo

qurznte una a i t e r sc i ón part icu lar . Debido a qne l a propiedad --

.. ,. .,I.. ,. . .,.. . . , . . . .. . , . . , . . . . . . . .. , .... ...* .._._~_,. .

pr inc ipa l de e s t e sistema consiste em e l cambio de l a ganannia

cumo funcibn de l a entr-ida, c!ste algunas veces e s l l m a d o %on-

t r o l de ganancia autom&tico", y como l o s sistemas b i o i b ~ i c o s gg

neralnente no son l i n e a l e s , debemos considerar e l contro l de! g&

nancia como una función im-ortante.

Las ca rac t e r í s t i cas iio l i n e a l e s pueden ?resentarse eyi el. S ~ S

tema que es tá controlando o en e l controlado, o en ambos. F1. an6 - l i s i s matemático puede ac l i ca r se directamente a l o s sistemas 1L neaies, nero -ara l o s sistemas mks com>iejps, se recurre a ].a - "estinulncibn'l. Esta es , se intenta in t roduc i r 1 x 1 regulador em-.

pleando c8rRcter í c t i cas que Izan s ido 3eterminedas en l o s expegí

mentos f i s i o i b c o s . Sn e l pasado se hzn consyruido muchos &e es - t o s sistemas con gran ingenuidad, con sropós i tos tanto docentes

como de invest igación. Estos qvmodel'os'@ ? e sistemas cor-ors les - pueden s e r nec&icos, e l é c t r i c o s , químicos, etc . y t a l v e z se -.

lespodrán as ignar propiedade:? demasiado prec isas a sus componey

tes . Más recientemente, se p:roduce l a estimulación .por nefiio de

com?utadoras que dan f l e x i b i l i d z d y ofrecen análogos, con l a v e n

t a j a de ser pree i sos y convei?ientes.

Estas computadoras uuedein r e so l v e r ráaidamente ecuaciones g neales, y permiten e l a juste 3; l as nroqiedades d e l modelo en - forma que Fuedan ?robar l a s lnipbtesis experimentales. Por supu - es to , se reconoce que esta.s soluciones son esuec í f i cas a una si-

tuación 1 , w t i c u i a r ; es dec i r , no puezien a-lic-irse a iñ solución

general de todas l a s situociones. También, aunque e l modelo pa-.

r e z ca encajar con todos l o s ,d?tos exwpri:nentales disponibles no-

s i g n i f i c a que esto sea ?erfesito, puesto que l a interaencibn de - datos ad ic ionales uuede requer i r su r o6 i f i c a c i ón y aun su abando - no . No obstante l a fomu?ui.zción natrmático. d e l proceso f i t s i o - l ó g i c o y la so1ución de sms ecuaciones, e s esenc ia l para e l en - tendi:nim$o d e l sisteina regulador , también para ,que s i r va como

marco a f i n de o r i en ta r l a . i:nvestigaciÓn. Probablemente sea jug

DGüSi ON W S i VA

., ,,.... ~ . . , . .~ .,, . , .. ., . . . , . , . .. . .. ..... . . , .. ..~ .--. ,1 . -.-,.-.-.-

t o d e c i r quamucha de l a inves t i gac ión f i s i o l ó g i c a ? o d d r e a l i - za,rse con m6s e f i c i e n c i a aplicando los nr inc ip ios d e l aná l i s i s - mitem&tico. Para demostrar l a aDlicaci6n de un estimulo en una - r e p i a c i ó n f i s i o i ó g i c a , seleccionamos, previo estudio detal lado,

un oroblema de i n t e r é s cor r i ente qtie se t r a td en forma l o su.fi - ciemtemente s e n c i l l a y q,ue i l u s t r a muchos de l o s yr inc ip ios de - l a función r e p l a d o r a que henaos exnuesto. Consideramos e l pro -- blema de l a r e ~ u l a c i ó n fie l a g l -xemia enpleando l o s datos f i . s i 2

para determinar l o s c o e f i c i r n t e s numéricos y plantear l o s su>u - es tos s impl i f i c zdos para l i m i t a r l a complejidad de l a s ecuaciionif

nes.

De l o dicho an te r i o rmee pudiera quedar c l a ro que l a s in ip l l

f i c a c i ó n de pronosiones s i n ;?ruebas l i m i t a l a va l i d e z de l a s e - cuaciones y de l a estimulación. Para e l estudian*e, l o s t r e s a=

Fectos d e l problema d e l p r inc ipa l i n t e r é s son$ 1) e l p lantemi&

ento matem-tic0 de l a s re lac iones f i s i o l ó g i c a s ?e l o s distemas - controladores j r controlados rara l a obtencidn de l e s ecuaciones

de c i r cu i t o cerrado; 2) l a introducción de datos cua l i t a t i vos en

l a s ecuaciones, y 3) l a estii.suiacidn por computador, y l a c m p ~

rac idn de los detos experimentales con las predicciones t e ó r i c a s

bajo determinadas condiciones. Coi. es te propósito debiéramos con

s ide ra r e l problema de l a r e q i a c i 6 n 3e l a g l i c rmia con mp-or - ;le

t a l l e .

Una precenta?ión coirnleta 3e l a f i s i o l o g í a de 'La regulecidn

de l a glucosa en l a sa;re y l a a c c i ó i de var ias hormonas que - afectan es te control .

Inic ia lmente podernos renresentar e l sistema de glucosa uor un análorio i i i r S u i i c o , se& se m e z t r a en ia f i gu ra a. La san-

g r e y 7-03 .líquidos i n t a r s t i c i a i e s representan e i v,.iwnen ( i i j i

para un hombre de 70Tcg.) dentro d e l cu8l se re,mla l a concentrg

c ión de glucosa. La entrada en este sistema se r e a l i z a por i a 4

v í a de absorción en e l sistema gas t ro in tes t ina l , o de l a perfu-

- 8 -

s i ón intaveaosa, o de su l iberaciór i p o r e l hisado. La sa l ida de?

h is tena e s por d i fus ión -asiva hacia 21 hígado y t e j i d o s b%jo e l

c sn t ro l de l a insul ina, l a cual puede e s ta r en pronorción 20ve - c?s ma.yor n-uela que corresponde a l a d i fus ión pasiva.Además, a - devadas concentraciones de glucosa er. La san:ge, hay pérdida 3e

glucosa po r la orina.

h o r a poder:ios e s c r i b i r l a e c u ~ c i b n cpe deccr ibe l a . concSzntrg

c ión de glucosa cox0 sigue:

(l) d G Cg-at = I(G - G t ) - ( G - G t ) - ( G - Ski)

La ecuación TJ.e descr ibe l a concentración de glucosa extrace - l u l a r de i n s u i h a es$

(21, dI- C1-at- - I + ( G - G ? )

Cua2ro 1 ne f in i c i ón ?e v w i e b l s s , s ímbo los dixensiones y

valiores.

Símbolo De-inic iÓn

Capacitancia de g1uc:osa d e l espacio ex t race lu lar

Concentración de glu.cosa en e l Sspacio extaace lu lar

L iberación de g1uct:sa en e l e q a c i o ex$r i c e lu l a r

Coe f i c i en t es para el. e f e c t o sobre 1~ u t i l i z a c i ó n de

glucosa.

Concentración de insul ina en e lespac io ex t race lu lar

concentración e f e c t i v a in t race iu la r de g l x o s a .

Coe f i c i en te para l a u t i l i z a c i ó n de glucosa indepen-.

d i ente de l a insulina.

Coe f i c i en t i par8 l a pér2ida de glucosa por l a or ina

Seabsorción tubv.l.rtr rnkima para l a glucosa

Ca-acitamciz de insul ina d e l estado extrac . l u l a r

Coe f i c i en te pars. l a destruccidn de 18. insul ina

Coe f i c i en te para l a c ec r es i jn de insu~l ina

Concentración u ~ b r a l . de glucosa para l a secrcsidn

de insul ina. Tiempo

*~,,._ .... ~. , ., ...., .. ...,_ . .._ .., _. . . . .. . ,. .,,‘< .._ _ . _ ~ .,.. -.,-.,,-..

Es de gran importan&. es, teblecer con pres i c idn l a s dimensig

nes y l a d e f i n i c i ón de todos l o s sínibolos que aparecen en l a s

ecuaciones 1 y 2, l a s que se present2.n en e l cuaiiro 1.

-

Existen muchas s i m p l i f l c x i o n e s e importantes supuestos en -

e l sistema, descr i tos por 1 rcuaciones i y 2; es to se hará evk

dente en l a ev;.luaci¿n de la:- c - ~ f r a s de l o s co e f i c i en t r s y nive-

l e s que se presentan en e l cuadro l., l o que hará que l a capac i r

tEnc i z de glucosa e insul ina sea, reapectivk%ierite, de 150 mdm& y de 150 mU/mU$.

Para muchas s i tuaciones, l a ,g?.ucosa i n t r a c e lu l a r p e d e cons&

derarse como omitida, debido a que - e l glucbgeno intra.c-lula:r no

se encuentra en forma que aueda cambiarse fác i lmente como ;:Luto-

sa en e l compa.rtimiento extrace lu lar . Por tento, suponemos a - Gt=O. Se notará que e s t e supuesto no s e r í a necesar io s i se idis - pusiera de datos para tomzr eri cuenta l a zcc idn d e l gluca.gon y - de l a eu ine f r ina en l a l iberac iór i de l a glucosa de los t e j i d o s a

l a smgre, e l e l estado de hipoelucemia, -or l o que nuestro mod2

l o no toma en cuenta un importante aspecto de l a re .p lac ión de B glucosa en l a san,gre. Por o t r o lado suponemos que en e l estado,

postabsort ivo , l a glucosa e s l iberada d e l hígado i n v z r i ab lmen - t e a razón de 120 mg.Kg . h , segdn fue determinado por Heicha

r d y co l . informan que 40 por c i ento de l a insul ina circu.lai?te - e:? l o s perros e s destru idz en una hora; su estudio ind ica que Ua reacc ión de l a insul ina e s de arimer orden. Esto es:

-1 -1

para la reacc ión de l a insulinasa, o:

Y l I 0

<= 150X8.506=76 mU.h-l. mu$-’

Para determiner e l vl- lor de notanos que Vallance-Owen seña%

-,.. ~ ..,, _.. , . .... . . . . , ,. . .., , . ,. .. _,. . , &~.. ..,. ... ..,--.__l.

que en e i humano en ayuno e x i s t e una r e l ac i ón l i n e a l entre l a -.

insul ina (4 a 8 mu$) y e l aziicar de l a sangre (67 a 8E m&), co-

mo l a constante de proporcionalidad que es de 5.5 rnu$ de i n s u l l

na -o r 25.5 mg$ de glucosa. ]?or medio de l a ecua.ción 2 en es ta - do estab le , es d e c i r

nientos prev ios , ?o&ernos rehacer i a ecuación 2 comoz

=O y tomando los resultados de experL d I -FE

6

entoncesr 4 1 76 ( 8 - 4)- 14.3 mU.h -1 .rng$-’ P = ZG’ = T88-r-m- -

S i la in t e r r e l ac idn de Vallance-Owen se extiende a l o s v a l o

r e s más bajos de glucocz sangdnea, se ve que no %e producirá - insul ine , s i desciende e l n i v e l de glucosa en sangre a 51 rn&. - a s í , l a regulación de l a insul ina si’ vo l v e rá i n e f e c t i v a por deba - j o de es te n i v e l y e l cistern:? ?odría restab lecerse por s f mi-smo

debido a un aumento de l a dotaciÓi de glucosa d e l hígado y’cle -0

l o s t e j i d o s , as í cono d e l tubo gas i ro in tec t ina l . En es te s is te-

ma estamos suponiendo queel hígado t i ene una constante sa l i da de

glucosa o de insulina. Una representación nás real d e l hígado y

l o s t e j i d o s en e l estudio de l a hiToglacemia es tá más a l l á d e l - alcance de nuestras presente!: considera,cmones.

Los experimentJ.: de Wierzucho-;$ski en perros oueden emnlearse

para evaluar y ; es tos ex?erirnerYtos muestra? que cuando sa ad - :i?inistra glucosa por v í a endovenosa durante e l estado estab le de

glucosa (1COO a 3000 mg.h .ECg ), l a consentracióc ssngdnea se

e s t a b i l i z a a n i v e l e s (157a 325ngjb) que soa directamente pror !or - c iona les a l a cantidad inyectada. La constaiite de proporcionali-

dad (correg ida por l a uérdida de or ina ) toscmente es de 2751 rng;’¿

(2570mg de glucosa.Kg .h Ahora reescribiremos l a ecuación 1

para e l estado est@ble (en l a que

-1 -1

-1 -1

--- dG = 0 ) s a t

- I I -

También tomsunos en cuenta. que sólo slrededor de u2 cuarta de

l a glucosa adminiptrzda p e d e pasar por d i fus ión pasiva aaciia l o s

t e j i dos . 3s as< como e l t km ino de d i fus ión Tasiva pira un hambre

de 70 Kg, en estadudo -ostabsort ivo, codrá seró

=S(Gn) 849Omg/h ------- --- ~ O X Q Q 4 4

A= 4

Siendo C, ( e l n i v e l norma.1 de glucosa en sangre)= 55mg$, 6 =

24.7 rng.h-l.mg$-l. (Se 0btien.e un v a l o r d e s = 23.3 -ara e l perro,

de 10 Bg. con una trnsfusidn a l a pronorción .1? 3 090 mg.h Siendo po r un ano l i o morgen que e l perro y : e l hombre parecen

compatibles.) Antes de p sea pos ib l e r e so l v e r e s ta ecuación para

y, e s necesar io evz luar I cuando e l n i v e l de glucosa e s de 325 mg

$. Por e l empleo de l a ecuación 2 en e l es t ido estab le tenemosr

- l a g .

30 = 70)< 2570= 180 900 adh =‘!x 51.4X 2751 24.7X275

-1 ‘f= 13.9 mg. h-‘. mU$-’.mg$ Y $

Se pierde glucosa por l a o r iaa cu~ando l a concentración de gis

cosa en e l plssma se aproxima al máximo de reabsorcidn tubular ;p-

r a l a glucoaa, e l que se slcemza alrededor de 250 m&. S i l a p r o - -1 porción de l a f i i t r a c i ó n glonielu1a.r e s de 7.2 l i t r o s . h , entonee

ces cada mg$ 3e l a conc-ntrac:ión de g l w o s a por s r r iba de 250mg$

causa l a pérdida de 72 mg.h-”’de glucosa en l a or ina de nodo que - 72mg.h-’.mg$. Insertando los ve l o r es de l es constantes y l o s -

coe f i c i en tes , e l sistema de ecuaciones se transforms en:

dG 150--- = 8430- 13.9T.G - 2!4.7G - 72 (G - 250 ) dt

150 3;; =14,3 (G - $1) - 761 , (?a)

Las ecuaciones la y 2a se pueden r eso l v e r con una com3utadora

anaió&ca emoleando e l diagrama de l a f i gu ra B, o se pueden obteff

n e r solkciones numkricas qon m a com3utadora d i g i t a l aplicando - un programa. C Ver ei progmwii~ cpe SQ expovie W ~ S abe\ank.)

%te programa perfundirá glucasa en l a c&rcuiación durmte 33

-1 minutos, nrincipiando en e l minuto 16 en l a . p r o ~ o r c i 6 n de grueba

z,g.h . Variando y o f s e puede evaluar e l p r inc ip io de Ua d h b e t e s

- \ ? -

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m GLuioL>q I A

I

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- 2 3 -

-24-

a c t i v o de l o s -aminoácidos o t ravés de l a membrana, especialmente

hacia e l i n t e r i o r de l as c&ul-i.s musculares. Así puss, en fo:tma-

analbga a l a desc r i t a para l a gllicosa, l a mayor entrzda de 'amino

ácidos desplaza e l e q u i l i b r i o i n t r a c e w l a r de l a s proteínas lna - c i a i a s í n t e s i s neta. L insui ina t i ene asimismo e f e c t o s import+

t e s en 18 mzquinaria ribosomática s in te t i zadora de proteína.

Efectos en o t ras ensimas hepáticas. La insuUina causa cambi-

o s l a s act iv idades o concentraciones de cas i todas l a s enzimzs - hepát icas c r í t i c a s comprometidas de 12 u t i l i z ac i ón o s í n t e s i s d e

glhcosa. Como podría predecirse, l e s primeras son todas estiinula - das, mientras l a s swgundss son inhibidas. Los mecanismos p r e e i - cos mediante l o s cuales l a insul in2 induce t a l e s cmb i o s son tz d a d a ob j e t o apenas de mediana comprensión.

La o t r a cara de l a moneda. Se ha ocupado hasta aquí de l o s - e f e c t o s po s i t i v o s de 1~ insullina. Es c la ro que l a d e f i c i enc i a de

ksta ha de t ene r l o s resultados opuestos. Uas a l t a s tasas de en-

t r zda y oxidación de glucosa (excepto en e l cerebro) y e l ambo-

l ismo neto d e l g i icógeno, proteína, y TG dependen todos de l a - presencia de a l t a s concentraciones sangdneas de insul ina; a l r e - ducirse l a concentacibn sanguínea, se desplaza e l patrón metab6-

l i c o hacia l a disminución de entrada y oxidsción de glucosa y h s - c i a un catabolismo neto de gi.icógeno, p o t e f n a , y TG. En o t r o s - términos, és tas v ías metab61i.cas se hal lan en esta.30 dinámico,-

capaces de proceder, en tknninos de e f e c t o neto, en una u o t r a - direccibn. Por t a l razbn, e l metabolismo de l a energía puede d o

@azarse de l patrón absort ivo a l postabsort ivo con sólo reducir

l a tasa de recres ión de i n s d i n a r l a entrad^ y oxidación de l a - glucosa disminuyen; l a degradación de g i icógeno se incremeta; el-

catabolismp neto de prote ína l i b e r a aminoácidos hacia e l i n t e r i -

o r de l a sangres e l catabolismo neto de TG l i b e r a g l i c e r o l y 4 - c idos grzsos hacis l a s a n g e , y l a mayor concentración sanguínea

de ácidos grasos resul tante fac i l l t a l a captación ce lu la r de &cL

"

,,, ,

I ,

dos grasos, l o cual a su v e z estimula l a oxidación de l o s ác idos

grssos; y l a gluconeogénesis es estimulada no sólo cor e l aumen-

t o de d isnonib i l idad de precursores (aminoácidos y g l i c e r o l ) SA

no también por los cambios enzimáticos aroducidos en e l hígado - mismo. La glucosa puede ser u t i l i 7ada nor e l cerebro, d.ido que - su captación de g lumsa no depende de l a insulina. A pesar de SW.

gran importancia, l a insul ina no es l a Única hormona cue controla

es tos pa t~ones .

Control de 1? secreción de insullina

1 ' ~. . . . i - ,.< .. .. ,I insiil ;n- es t6 controlada directamente p o r

l a concentRción da gibcoBa 53 la, sangre que flhrye a t ravés d e l

?&reas, sistema s enc i l l o que no r e q j i e r e part ic ipación ai,wna

de los r.ervios u o t ras homon.as. i?n aumento e r Is com.~ntrac i6n

sanmínea de glucosa. est imula l a secresión de Insulina; y a la

inversa, una reducción inhibe l a secreción. La naturaleza de:+

retroall imentación de esOe sistema e-arece en l a figura 4 . Una

7 -

e i ev , i c i ón de l a glucosa. piasniática estimula i s secreción üe i n - sul ina; és ta induce l a entrad.a r& ida de glucosa 21 i n t e r i o r de

l a s cé lu las ; t a l transfere2ci.a de glucosa fuers de la ssnTre rg

duce l a concentración sanguínea de glucoss, suspendiendo a s í e l

estímulo a l a secresi6n de insul ina, l a cual regresa a su n i v e l

anter ior .

La f i gu ra 5 i l u s t r a l o s cambics t í p i c o s aroducidos en l as

concentraciones de glucosa e insul ina plasmáticas, a r a í z de una

comida normal de carbohidratos. Advikrtase l a estrecha asoción - ..~ entre l a e levac ión sargufnea ( resul tante de l a zbsorción gastro-

i n t e s t i na l ) y e l aumento de insul ina plasm6tica inducido no1" l a

. . e levac ión de l a glucosa.

Los va l o r es postsbsort ivos cie l a s concentraciones de gluco-

sa e insui ina piasmáticas no son 3.0s más b e j o s que puedarr a ican - zarse, y e l ayuno prolongado induce reacciones a h mayores de - ambas vrri:?.bles hasta s e r l a insul ina escasamente detectable en l a sangre.

- 31-

- 33-

Aunque a l m a ve z se creyó que l a glucosa plasmática const i -

t u i a e l único contro l sobre l a secresión de insul ina, t a l no e s

e l caso, porque l a secresi6n de i~ insu l ina es sens ib le a o t r os t i

pos numerosos de estímulos Un.0 de l o s más importantes es l a cog

centración plasmática de c i e r t o s aminoáciaos, cuya concentración

elevada causa u11 aunexento de secresi6n de insulina. Esto se en

t iende fdcil inente puesto que l a s concentraciones de aminoácidos

se aunentan des3ués de comer, especialT.ente s i se t r a t a de una

comida r i c a en ? r o t ehas . 31 aumento de insul ina es t inu ls l a caq

tac ión c e lu l a r de es tos amino6cidos. Hay asiaisino c i e r t o cont ro l

nerv iosa y hormonal d i r e c t o sobre l a secresibn de insul ina; n o r

e j eno lo , l a s hormonas gas t ro in tes t ina les pueden estimular l a . se

crés ión de insulina.

Diabetes a e l l i t u s

E l nombre de diabetes que s i q n i f i c a s i f ón o f l u j o a t r avés - de, l o u t i l i z a r o n l o s g r i e gos haca más de 2.OC3i3 años para desc r i - b i r l a cantidad inusitad,amenl;e voluniunosa de o r ina excretada po r

c i e r t a s personas. E l término mel l i tus , que s i g n i f i c a dulce, s i r -

v e wara d i s t i n gu i r de 1a.s grandes cantidades de or ina ins fp ida - aroducida n o r ?ersonas que sufren de d e f i c i enc i a de HAD. Est,e - dulce de l a o r ina se r e g i s t r o por -rimera v e z en e l s i g l o di,ec&

s i e t e , pero en Ing l a t e r ra l a enfemedsd l l evaba mucho tiemyo' de

l lamarse mal de orina. Por razán de l a pérdida notable de peso,

no obstante l a gran i n ~ e s t i ó r i de alimentos, se c r e f a que' l a sus

tanc ia d e l cuerno se estaba disolv iendo y derramándose a t r avés

d e l t r ac to ur inar io , concepto que no distaba Iiucho de l a r e z l i - dad. k 1889, se produjo la diabetes exver inental en perros ne - diante l a extracción q u i d r g i c a d e l nhcroas , y 3 2 &os m&s t a r - de, en 1921, Brtting y Best descubrieron l a insulina.

La tendencia a l a d iabetes puezie heredarsn. Se d i ce tenfienca

porque l a d iabetes no es con frecuencia una enfemedad total . o - nula; Duede desarro l la rse ler i tmente, y l o s i nd i c i o s nan i f i r s t o s

no puede2 menos de desaparecer mediante recursos apropiados, C g

mo l o e s Is reduccidr, de peso.

La causa. de l a . d iabetes e s l a de f i c i enc i a r e l e t i v a de i n s u l l

na. Ya se expuso cdmo la rtisminución en l a concentración de ins?

l i n a induce virtualmente todos l o s cambios meta.bólicos carácter4

t i c o s de1 estrdo de ayuno f i g m a 2. E l cuadro que presenta un - d iabé t i co carente de tratamiento e s una czrica.tura burda dr el - estado f i g u r a 6. E l c4,tabolisno d e l t r i g l i c k r i d o con la. e levac i -

dn resul tante ??e los ácidos :;rasos piasmáticos y de l o s cuerpos

cetónicos e s una respuesta apropiada porque estas sustancias d g

ben suminiFtr, 1.2s enzrg ía a l a s céiul2.s i ie i cuerpo, l a s cuales

se ha l l an im-edidss para t o m r 1: r:l.i~cosa adecua23 nor razón de

., l a d e f i c i enc i a de insulina. ]?or,. e l contrar io , e l catabolismo 3e 1

g i icógeno y l a prote ína, y 152. notable gluconeogénesis, tan impor

tantes nara e l mantenimieiito 3e l a glucosa plasmlt ica durante e l

ayuno, resul tan completamente inapropiados en e l C ~ S O d e l d i abe

t i c o puesto que, dada l a imms ib i l i dad da entrar a l a s c é lu l as .-

su glucosa piacmática se encuentra y~ a l ta . Estas reacciones s ix

vsn tan só lo para e l e va r aiin más l a glucosa piacmática, con con-

secuencias desastrosas. Esta paradoja es l a esencia de l a s i t u s

cjdn d e l d iabdt i co i l a inanic idn c e lu l a r en presencia .le un% g lu

cosa plasmgtica notablxT3nt.e elevada. sólo e l cerrbre se l ibra-

/

de l a pr ivac ión de glncosa ?or no 5zcesder dn 1% :-~ri.ilina sil -- captación d i e l l a . La conseciiencia ev idente ds rstos wccesos c z -

t abd l i cos e s l a pdrd;.da progresiva depeso, no obstante e l amen - t o de inges t ión de allinentos motivado por e l hambre constante. -

El carbohidráto y prote fna inger idos simp~lemde se convier-

t e n en glucosa, i o cual aumenta a h m4s ia glucosa piasmktica - s i n que se l o g r e empero d isponib i l idad a1,yuna.

La elevada glucosa plasm,&tica de l a diabktes e s de suyo r e l a

tivainente ino fens iva , pero in3uce cambios 3e graves consecuencL

a s en e l funcionamiento renal. Una persona normal no excreta gl&

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cosa pos que l a t o ta l i dad de l a glucosa f i l t r a d a ern e l glomdru1.o

es reabtboorbida p o r los túbulos. Sin embargo, l a eievada g lucosa

plasmática de l a dia.betes uuede incrementar la carga 3e glucosa

f i l t r a d a hasta. e l punto de sobre?asar l a caisacided eeabsort iva - tubular máxima, y puede ento!ices excretarse grandes cmt idades - de glucosa. Por l a s mismas razones pueden a?arecer en l a or ina - cintidlades enermes de cuerpo:; cetónicos. Zstas pérdidas uririarL

nar i as nsturalmente s o l o agraban l a s i tuac ión por pr ivar e l cueg

QO todavía más de SEs nutr iates. Mucho más grave es, s in embargo

e l e f e c t o de és tos soiutossen l a excreción de sodio y agua. Ea - reabsorsión a c t i v a de solutos. En l a diabetes, l a fuerza osmótia

e j e r c i da por l a glucosa y cuerpos c r tón icos no-reabsorbidos man - t i enen e l agua en e l túbulo, impidiendo así su resbsorción. Pdr

v a r i a s razones se re terda tainbibn l a reabsorción de sodio. 131 rz sultado neto es e l de una excreción acentuada de sodio y e,%a, - que conduce mediante l a s ewenc i a de eventos de l a f i gu ra 7 , a - l a hipotensión, l e s i ón c rebra l y a U. muerto.

Otra anormalidad grave de le diabetes es e l noteble ament3

de concentración de iór, hidrbzeno, 3ebiC.o znt:. todo a :.G. scumu - sule.ción de cuer?os cetónicoc cue, en ca l i<a3 de ácidos nodera - dairente fuer tes , gei-erm, p o r s i soc iac ión grandes cmt idadee de

i6n hidrógeno. Los riñones responden a t a l zunento excretindo - una cmtida.3 mayor de iÓri de hidrÓ no y so2 en general capaces

de xpantener uri e qu i l i b r i o zcepteble , por l o menos r i en t ras :La rg

ducción de volÚrnen que de exg l i c o en 1s función renal.¿Qué efec

t o p-oduce e l aumeihto de concentraciói,. de i6n hidrógeno en :la. .r resp i rac ión ? sc incrementa notablenente la ven t i l a c i ón , e n res puesta i Is. estimuieción de l o s centros r -sp i ra tor ios bulbares - p o r parte d e l i ón hidrógeno, y e l exceso de excreci6ii de bi'dxido

de carbono r esu l t ra t e ayuda todavía más a mactrner l a concen - t ac i ón de i 6 2 hidrógeno. - o r debajo de los l i m i t e s l e t a l e s . .Aso+

c i zdos con la diabetes están l e a r t e r i ó sc i e ros i s , enfemedad de

- 36-

- 3'7-

10s vasos s,ulguines y de 10s nervios, propensión a i a in fecc ibn,

y o t r a cantidad de anormalidaeles. Se alegaba anteriormente que %

es tos problemas derivados se originaban en l a de:iciencia de in+

sul ina, pero t a l opinión e s hoy muy d iscut ida pues se ha demos - trado que e l t r a t m i e n t c con insul ina l a s retarda o disminuye pg

r o no le-s hece desaparecer. Illuchos entendidos en l a Gater ia crea:

actualmente que c i e r t o s de fec tos d i s t i n t o s de la de f i c i enc i a de

insu l ina contribu.yen a l cuai.ro d iabé t i co t o t a l .

Hoy üf2 se inves t i ga l a iobr?rvi~.ciÓn de que muchos d i abé t i c o s

presentan en res i idad concentracibñes de insui ina piasmática no:

males o elevadas. A s í pues, (en estos casos, aia diabétes no se de - be a una de f i c i enc i a absoluta de insul ina sino a una d e f i c i enc i a

re i t i t i va . iih o t ros términos, algún f a c t o r o f a c t o r e s ad ic ionales

deben e x i s t i r que combatan algunas de l a s acciones de l a insul i -

na. Var ias normonas e j e rcen e f e c t os que se oponen a l a insul ina

pero h icamente en un número reducido de pacientes puede a t r i b 2

i r s e l a enfermedad a l a s cmt idades exsesiv?.s de estas hormonRs.

Un i n d i c i o importante gu,ede s e r l a re lac ión estrecha. entre

l a obesidad y e l d e s a r r i l l o de l a d iabetes en l a e2ad madura.Ju_n

tamente con e l hecho de e j e r c e r l a insul ina e f e c t o s profundos en

e l t e j i d o admposo, t a l asociación ha estimulado l a formuiactón - de gran cantidad de t e o r í a s y l a r ea i i e z c idn de numerosr<s invesg

gaciones en búsqueda de la secu-encia pos ib le de eventos. De todm

nodos, no hay duda de^ que la simple reducción de Feso es, con 4

f recuencia, su f i c i en t e para eleiminar l a s manifestaciones químL

cas de l a diabetes.

E l tratamiento de l a diabetes. !va encaminado a nantener l a %

glucosa phsmát ica en un n i v e l relat ivamente normal. La pr ivacL

6n de azúcares concecti,ados ( e l de l o s bombones, por ejemplo) - ayuda haska c i e r t o punto, pero l a t e rap ia pr inc ina l es l a admjl - n is t rac i ón de insuilina que debe apl ica-me en inyeccidn dado que

como prote ína, e s degrad,-da u o r l a s enzimas gas t ro in tes t ina ies .

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La dos is debe determinarse cuidadosamente quest0 que una so-

bredos is reduce de xanera anormal l a concentrwión plasmática C :

g lucosa y causa. l e s i ón cerebral , coma, y a&? l a muerte,. Otro tL po de t e rap ia ha resultado ser ú t i i ; l a s grogas que no t ienen in sul ina y pueden tomarse por v i a o r a l oneran sobre l a s cé lu las de

l o s i s l o t e s estimulando l a secresión de insulina. Así m e s , l a 4

t e r ap i a se l l e v a a cabo actuahente con la propia insul ina d e l - paciente. Estos fármacos desafortunadamente, no son e f e c t i v o s s&

no en un n h e r o reducido de pacientes porque en l o s dmds el. mni

funcionamiento de l a s c é lu l as de l o s i s l o t e s es de .%a l gravedad

que la droga no puede es t inu iar l a secresión endógena de insul=

na. Actualnente se t r a t a de in t roduc i r o t r os t i p o s de medicina - ora l .

- 39-

- sa-

-4.3-

CASO NORMAL

- 44-

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-45-

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* r -'Ti,-<- . -- .,, c 7 r F - * - - 46-

- Acontiiiu:. :ci6n s e p r e s i n t n i i e s t o s tris c 6:)s.

-4+-

- 46-

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CASO Ii.

c i l c de ~1

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P'C y yh! T.!P"-.r*.-n- . . . , . . . , . I . . ~ -- . . I . . c INSULINA

- 56-

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CASO 1

- 99-

- 61-

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CASO

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- 63-

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CASO II

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