Exercise and Insulin Stimulated Glucose Uptake by Skeletal Muscle
Summary
TLDREl ejercicio reduce los niveles de glucosa sanguínea a través de dos mecanismos principales: el estímulo del收缩 y el estímulo de la insulina. Durante el ejercicio intenso, la glucosa entra a las células musculares escépticas sin la necesidad de insulina gracias a la acción de AMPK, que activa la liberación de GLUT4 a la membrana celular. Además, el entrenamiento físico a largo plazo aumenta la sensibilidad a la insulina, mejorando la entrada de glucosa en las células y preveniendo la hiperglucemia, lo cual es especialmente beneficioso para los pacientes con diabetes tipo 2.
Takeaways
- 🍽️ Los niveles de glucosa en la sangre aumentan después de una comida rica en carbohidratos.
- 💉 La insulina, una hormona secretada por las células beta pancreáticas, reduce los niveles de glucosa en la sangre permitiendo que la glucosa entre en las células.
- 🔄 La insulina desencadena una cascada de fosforilación que mueve las vesículas con transporteras de glucosa (específicamente GLUT4) desde el compartimento de almacenamiento celular a la superficie celular.
- 🚫 La resistencia a la insulina puede deberse a receptores defectuosos, señales de insulina o transportadores de glucosa, lo que resulta en hiperglicemia y diabetes tipo 2.
- 🏃 El ejercicio puede bajar los niveles de glucosa en la sangre por dos mecanismos distintos: la vía mediada por la contracción y la vía estimulada por la insulina.
- 🏋️♂️ El ejercicio intenso aumenta la captura de glucosa por las células musculares esqueléticas y el entrenamiento de ejercicio a largo plazo aumenta la sensibilidad a la insulina.
- 🔗 La señalización de la insulina comienza con la unión a su receptor, que se autofosforila, y activa una serie de eventos que llevan a la liberación de GLUT4 a la superficie celular.
- 🛑 La proteina激酶 B (PKB o Akt) es una parte clave en la señalización de la insulina, ya que fosforila a la proteina TB c1 d1, lo que activa a Rab GTP y libera GLUT4 a la membrana plasmática.
- 🏃♀️ El ejercicio también aumenta la captura de glucosa de manera independiente de la insulina a través de una vía mediada por la contracción, donde AMPK juega un papel similar al de PKB en la liberación de GLUT4.
- 💊 El ejercicio promueve la captura de glucosa tanto de manera aguda como a largo plazo, mejorando la gestión de la glucosa en la sangre en pacientes con diabetes tipo 2.
Q & A
¿Cómo afecta el ejercicio la glucemia después de una comida rica en carbohidratos?
-El ejercicio puede reducir los niveles de glucemia a través de dos mecanismos distintos: la vía mediada por la contracción y la vía estimulada por la insulina.
¿Qué es la insulina y qué función cumple en la regulación de la glucemia?
-La insulina es una hormona secretada por las células beta del páncreas que permite que la glucosa entre en las células, reduciendo así los niveles de glucosa en la sangre.
¿Cuál es el papel de GLUT4 en la entrada de glucosa a las células?
-GLUT4 es una proteína transportadora de glucosa que se encuentra en las vesículas. Cuando la insulina se une a su receptor, estas vesícules se trasladan a la membrana plasmática permitiendo que la glucosa entre en la célula.
¿Qué es la resistencia a la insulina y cómo puede causar hiperglucemia?
-La resistencia a la insulina se produce cuando las células no responden adecuadamente a la insulina, lo que puede deberse a receptores de insulina defectuosos, señales de insulina o transportadores de glucosa. Como resultado, muy poca glucosa puede entrar en la célula, lo que lleva a la hiperglucemia y puede resultar en diabetes tipo 2.
¿Cuáles son los pasos clave de la vía de señalización de la insulina?
-La insulina se une al receptor de tirosina cinasa, causando su autofosforilación. Esto activa una cadena de fosforilación que lleva a la activación de la proteina kinase B (PKB), que fosforila a la proteína TB c1 d1, lo que a su vez libera las vesículas GLUT4 a la membrana plasmática.
¿Cómo el ejercicio aumenta la captura de glucosa por las células musculares esqueléticas sin la necesidad de insulina?
-El ejercicio aumenta la captura de glucosa sin insulina a través de una vía mediada por la contracción. Durante el ejercicio intenso, una enzima llamada adenylate kinase (AMPK) se activa y juega un papel similar al de la protein kinase B en la liberación de GLUT4 a la membrana celular.
¿Qué es la fosforilación y qué papel juega en la señalización de la insulina?
-La fosforilación es una reacción catalizada por kinases que activa proteínas al donarles un grupo fosfato. En la señalización de la insulina, la fosforilación activa el receptor de insulina y otros componentes de la vía de señalización.
¿Qué es el PIP2 y PIP3 y cómo se relacionan con la captura de glucosa?
-PIP2 es una fosfolípido que, tras ser fosforilada por la protein kinase B (PKB), se convierte en PIP3. PIP3 atrapa y activa a la protein kinase B, que a su vez fosforila a la proteína TB c1 d1, liberando GLUT4 a la membrana plasmática.
¿Cómo puede el ejercicio mejorar la regulación de la glucemia en pacientes con diabetes tipo 2?
-El ejercicio puede mejorar la regulación de la glucemia en pacientes con diabetes tipo 2 al aumentar la sensibilidad a la insulina y la captura de glucosa por las células musculares esqueléticas tanto de manera aguda como a largo plazo.
¿Qué es el calcio y cómo puede promover la translocación de las vesículas GLUT4 durante el ejercicio?
-El calcio se libera del retículo sarcoplasmático durante la contracción muscular y puede promover la translocación de las vesículas GLUT4 hacia la membrana plasmática, aumentando así la captura de glucosa.
Outlines
🏃♂️ Ejercicio y la regulación de la glucemia
El ejercicio disminuye los niveles de glucosa en la sangre a través de dos mecanismos principales: el camino mediado por la contracción y el camino estimulado por la insulina. Después de una comida rica en carbohidratos, la glucemia aumenta y la insulina, una hormona secretada por las células beta del páncreas, la reduce permitiendo que la glucosa entre en las células. La resistencia a la insulina puede deberse a defectos en los receptores de insulina, en la señalización o en los transportadores de glucosa, lo que lleva a una glucemia elevada, conocida como diabetes tipo 2. El ejercicio mejora la sensibilidad a la insulina y aumenta la toma de glucosa por parte de las células musculares esqueléticas.
Mindmap
Keywords
💡Glucosa sanguínea
💡Insulina
💡Resistencia a la insulina
💡Diabetes tipo 2
💡Ejercicio
💡Contrato muscular
💡AMPK
💡GLUT4
💡Glicógeno
💡Glucólisis
Highlights
Exercise lowers blood glucose levels through two mechanisms.
Blood glucose levels rise after a carbohydrate-rich meal.
Insulin lowers blood glucose levels by allowing glucose to enter cells.
Insulin resistance can lead to hyperglycemia and type 2 diabetes.
Exercise can increase insulin sensitivity.
Insulin signaling pathway involves a phosphorylation cascade.
The insulin receptor activates glucose transporter proteins.
Defective insulin receptors or signaling can cause insulin resistance.
Exercise increases glucose uptake via the contraction-mediated pathway.
Adenylate kinase (AK) converts ADP to ATP and AMP during exercise.
AMPK plays a role in glucose uptake similar to protein kinase B.
Calcium release during contraction promotes glucose transporter movement.
Exercise acutely and chronically improves glucose uptake.
Moderate to vigorous daily exercise can improve blood glucose management.
Exercise has both immediate and long-term effects on blood glucose levels.
Glucose can enter cells and undergo glycolysis or glycogen synthesis.
Exercise promotes glucose uptake through contraction-mediated and insulin-stimulated pathways.
Transcripts
[Music]
consider by what two mechanisms does
exercise lower blood glucose levels
[Music]
blood glucose levels rise after a
carbohydrate rich meal
insulin a hormone secreted by pancreatic
beta-cells lowers blood glucose levels
by allowing glucose to enter cells when
insulin binds to its receptor a
phosphorylation cascade begins that
moves vesicles housing glucose
transporter proteins specifically glute
4 proteins from the cellular storage
compartment to the cell surface
glucose can then enter the cell and
begin glycolysis or glycogen synthesis
the mechanisms behind insulin resistance
are not well understood
defective insulin receptors insulin
signaling or glucose transporters may be
the cause as a result very little
glucose can enter the cell and
hyperglycemia ensues this is known as
type 2 diabetes exercise can lower blood
glucose levels via two distinct
mechanisms the contraction mediated
pathway and the insulin stimulated
pathway greater intensity exercise
yields greater glucose uptake by
skeletal muscle cells and long-term
exercise training increases insulin
sensitivity
[Music]
consider what are the key steps of the
insulin signaling pathway
insulin binds to the tyrosine kinase
receptor causing it to auto
phosphorylate
phosphorylation is a reaction catalyzed
by kindnesses that activates proteins by
donating a phosphate group
the activated insulin receptor recruits
an insulin receptor substrate one
protein labeled irs-1
irs-1 activates protein pi3k which
catalyzes the phosphorylation of a
special kind of phospholipid called pip2
thus converting it to pip3
pip3 recruits and activates protein
kinase B or a KT protein kinase B
phosphorylates protein TB c1 d1 which
travels deeper towards the cellular
storage compartment TB c1 d1 activates
Rab GDP converting it to active Rab gtp
this releases glute 4 vesicles to the
cell surface
fusion of the phospholipid bilayers of
the vesicles and the cell adds glucose
transporter proteins to the plasma
membrane
glucose can then enter the cell and
undergo glycolysis or glycogen synthesis
[Music]
consider how does exercise increase
glucose uptake by skeletal muscle cells
independently of insulin
exercise increases glucose uptake
independently of insulin through a
contraction mediated pathway during
intense exercise an enzyme called
adenylate kinase labeled a DK converts
to adp molecules into one ATP molecule
and one a MP molecule the ATP is
hydrolyzed immediately for energy and
the a MP attracts a MP activated protein
kinase labeled ampk
AMPK plays a similar role to protein
kinase B in recruiting TV c1 d1 the
protein that releases gluteals to the
cell surface
calcium released from the sarcoplasmic
reticulum during contraction may also
promote glute 4 vesicle translocation
through this pathway
exercise promotes glucose uptake both
acutely and overtime through the
contraction mediated and insulin
stimulated pathways therefore moderate
to vigorous daily exercise can improve
blood glucose management in patients
with type 2 diabetes
[Music]
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