Insulina

Vedi anche:

Insulina e sport

Insulina e doping

Glicemia e dimagrimento

Il diabete

Insulino resistenza e iperinsulinemia

Insulina rapida ed insulina lenta

Farmaci a base di insulina


L'insulina è un ormone di natura proteica, prodotto da gruppi di cellule pancreatiche, chiamate "cellule β delle isole del  Langerhans". Fu scoperta nel 1921 dall'inglese John James Macleod e dal canadese Frederick Grant Bating, Premio Nobel per la medicina nel 1923.


L'insulina è l'ormone anabolico  per eccellenza, infatti tramite la sua azione:

facilita il passaggio del glucosio dal sangue alle cellule ed ha pertanto azione ipoglicemizzante (abbassa la glicemia).  Favorisce l'accumulo di glucosio  sotto forma di glicogeno (glicogenosintesi) a livello epatico ed inibisce la degradazione di glicogeno a glucosio (glicogenolisi).


Facilita il passaggio degli aminoacidi dal sangue alle cellule, ha funzione anabolizzante perché stimola la sintesi proteica e inibisce la neoglucogenesi (formazione di glucosio a partire da alcuni aminoacidi).


Facilita il passaggio degli acidi grassi dal sangue alle cellule, stimola la sintesi di acidi grassi  a partire da glucosio e aminoacidi in eccesso ed inibisce la lipolisi (utilizzazione degli acidi grassi a scopo energetico).


Facilita il passaggio di potassio all'interno delle cellule.


Stimola la proliferazione cellulare.


Stimola l'uso del glucosio per la produzione di energia.


Stimola la produzione endogena di colesterolo.

Il maggior stimolo per l'azione insulinica è dato da un pasto ricco di carboidrati semplici e povero di fibre, grassi e proteine. Anche alcuni farmaci (sulfaniluree) sono in grado di aumentarne la secrezione.


SINTESI E MECCANISMO DI AZIONE DELL'INSULINA

La proinsulina è il precursore biosintetico dell'insulina. Esiste anche una pre-proinsulina che rispetto alla proinsulina ha una sequenza di amminoacidi che funge da segnale per il suo trasporto, prima nel reticoloendoplasmatico e poi nel Golgi, dove raggiunge la corretta conformazione.

L'insulina è costituita da due catene polipeptidiche (α più piccola di 21 AA e β più grande di 30 AA), tenute insieme da ponti disolfuro che si formano tra le cisteine 7 e 20 della catena α e le cisteine 7 e 19 della catena β. L'insulina viene prodotta a partire dalla proinsulina tramite taglio proteolitico di un peptide di congiunzione di 33 aa. Questo peptide è chiamato peptide C, mentre l'enzima responsabile del taglio proteolitico è una endopeptidasi.

proinsulina

L'insulina viene rilasciata come proteina globulare a catena polipeptidica unica dai poliribosomi; successivamente l'ormone si deposita sotto forma di granuli  raggiungendo una forma cristallina visibile al microscopio elettronico. All'aumentare della concentrazione, l'insulina viene aggregata in dimeri (coppia di monomeri tenuti insieme da legami deboli) e trimeri di dimeri o esameri (tenuti insieme da 2 ioni Zn centrali esacoordinati con le 3 tirosine dei dimeri e le tre molecole di H2O).

Una volta riversata nel torrente circolatorio l'insulina passa, per diluizione, alla forma dimerica e monomerica, conformazione, quest'ultima, riconosciuta dal recettore insulinico.

Alcuni ricercatori notarono che nell'insulina umana sono presenti delle regioni variabili, in particolare la sequenza  degli aminoacidi n° 28 e 29  (Pro-Lys) della catena β; successivamente si scoprì che invertendo tali AA l'insulina passava direttamente allo stato monometrico, saltando quello dimerico. Nacque così la "Lys Pro" o "insulina rapida", un farmaco particolarmente utile se iniettato in prossimità di un pasto abondante.

Il recettore per l'insulina è una glicoproteina transmembrana costituita da 4 catene (2α  esterne alla cellula e 2β interne alla cellula), fra loro unite da ponti di solfuro. La molecola presenta un'emivita piuttosto breve ed è pertanto soggetta ad un rapido turn over. Anch'essa è sintetizzata come precursore dal reticolo endoplasmatico rugoso e viene poi elaborata nel Golgi. Le 2 catene α sono ricche in cisteine mentre le β sono ricche di AA idrofobici, che le ancorano alla membrana cellulare,  e tiroxine, rivolte verso la parte interna al citosol.

Il legame insulina recettore stimola l'attività tirosin chinasica e porta al dispendio di 1 ATP per tirosina fosforilata. Questo causa una serie di eventi a catena (attivazione delle G proteine della fosfolipasi C) che portano alla formazione di due prodotti: il DAG che rimane ancorato alla membrana e che interviene nella fosforilazione delle proteine, e l'IP3 che agisce a livello citosolico permettendo il rilascio di ioni Ca++.

Quando la glicemia si alza aumenta la quantità di insulina secreta dalle cellule del pancreas. Nelle cellule insulino dipendenti il legame insulina recettore va ad agire su un pool intracellulare di vescicole, liberando il trasportatore del glucosio che viene trasferito alla membrana per fusione. Il trasportare porta il glucosio dentro la cellula, causando una diminuzione della glicemia che a sua volta stimola la dissociazione tra l'insulina ed il suo recettore. Questa dissociazione innesca un processo di simil endocitosi con il quale il carrier viene riportato all'interno delle vescicole.

DIABETE ED INSULINA

Il termine diabete deriva dal greco diabetes e significa passare attraverso. Uno dei segni clinici caratteristici di tale patologia è la presenza di zucchero nelle urine, che vi giunge attraverso il rene quando la sua concentrazione nel sangue supera un certo valore. A questo termine è stato associato l'aggettivo mellito in quanto le urine, proprio per la presenza di zucchero, sono dolci e, anticamente, l'assaggio costituiva l'unico modo per diagnosticare la malattia

Il diabete mellito è una patologia cronica, caratterizzata da iperglicemia, cioè da un aumento degli zuccheri (glucosio) presenti nel sangue. E' causata da una ridotta secrezione di INSULINA o dalla combinazione di ridotta secrezione e resistenza periferica all'azione di questo ormone.

In condizioni normali l'insulina, rilasciata dal pancreas, entra nel circolo sanguigno dove funziona come una "chiave" necessaria per far entrare  il glucosio all'interno delle cellule, che, a seconda delle richieste metaboliche, lo utilizzeranno o lo depositeranno come riserva. Ciò spiega come mai una carenza o un'alterata azione insulinica si accompagni ad un aumento degli zuccheri presenti in circolo, caratteristica, questa, tipica del diabete.