Insulina

La definición de insulina en biología

La insulina es una de las principales hormonas utilizadas para regular las concentraciones de glucosa en sangre dentro del cuerpo humano. Actúa en concierto con la hormona glucagón para mantener la Homeostasis de la glucosa en sangre. Las dos hormonas forman un bucle de retroalimentación negativa, en el que la insulina reduce los niveles de azúcar en sangre y el glucagón los eleva. La producción alterna de ambas hormonas hace que las concentraciones de glucosa en sangre suban y bajen dentro de un intervalo relativamente estrecho a cada lado del nivel homeostático ideal, normalmente entre 72-99 mg/dL en individuos sanos y en ayunas. El papel de la insulina en este ciclo se muestra en la figura 1.

Función de la insulina

La insulina tiene una amplia gama de funciones en el organismo, centradas principalmente en la disminución de la glucosa en sangre. Cuando el páncreas detecta un aumento de la concentración de glucosa en sangre, empieza a segregar insulina en el torrente sanguíneo. Una vez que entra en la sangre, la insulina se une a los Receptores de la superficie de varios tipos de Células, principalmente las Células grasas, musculares y hepáticas. Estos Receptores desencadenan entonces una cascada de reacciones químicas que hacen que la glucosa se elimine de la sangre y se almacene de varias formas. Para el almacenamiento de glucosa a corto plazo, ésta se almacena en forma de glucógeno en el hígado y en las células musculares.

La insulina provoca inicialmente la formación de glucógeno al provocar la unión de la glucogenina a las moléculas de glucosa mediante residuos de tirosina. A continuación, estas cadenas son alargadas por la glucógeno sintasa, que forma otros 1-4 enlaces glucosídicos entre las moléculas de glucosa. La ramificación se produce cuando la enzima ramificadora del glucógeno transfiere una pequeña cadena desde el extremo del polímero de glucosa a un punto intermedio de otra rama de glucosa.

El glucógeno formado se utiliza entonces localmente, como en el caso de las células musculares, o se convierte de nuevo en glucosa y se libera de nuevo a la sangre cuando baja la glucemia, como en el caso del hígado. Para el almacenamiento a largo plazo, la insulina actúa sobre las células grasas. Aquí desencadena la captación de glucosa, seguida de su conversión en Ácidos Grasos. También aumenta el ritmo al que los ácidos grasos se convierten en Triglicéridos, la molécula de almacenamiento a largo plazo utilizada en las células grasas. La acción combinada de la síntesis de glucógeno y de ácidos grasos hace que el nivel de glucosa en sangre vuelva al nivel óptimo ideal de 72-99 mg/dL en individuos en ayunas.

Producción de insulina

La insulina se produce en las células beta que se encuentran en el islote de Langerhans, la región del páncreas que contiene las células productoras de hormonas. La insulina se forma en varias etapas dentro de estas células.

La insulina también puede producirse artificialmente gracias a la Ingeniería Genética. Esto permite una producción de insulina más eficaz para el tratamiento de la Diabetes que la producción a partir de órganos animales. Extrayendo el gen de la insulina del ADN humano e insertándolo en levaduras o bacterias, los científicos pueden cultivar grandes cantidades de estos organismos y extraer y purificar la insulina.

Secreción de insulina

Las vesículas de insulina se almacenan en el interior de las células beta hasta que se necesitan. Estas vesículas liberan insulina a la sangre por exocitosis. La glucosa entra en la célula y se convierte en ATP, que cierra los canales de K+^(potasio ) normalmente abiertos en la membrana. Esto provoca un cambio en la carga de la membrana celular, abriendo los canales de ^Ca+. La afluencia de calcio resultante provoca la fusión de las vesículas de insulina con la membrana celular. Esta reacción se detiene una vez que los niveles de glucosa descienden hasta el punto de que no se produce suficiente ATP para mantener cerrados los canales de ^K+.

Estructura de la insulina

La insulina, antes de sufrir sus modificaciones postraduccionales, es una proteína de 110 residuos de amina. Sin embargo, tras la eliminación de varias secciones, su forma secretada tiene 51 residuos de longitud. Antes de ser secretada, la insulina se almacena en haces de seis dentro del gránulo, sin embargo, éste se divide en la forma activa de unidades individuales al ser liberada de las células beta.

Enfermedades de la insulina

La insulina está implicada en muchas enfermedades que afectan a los seres humanos, derivadas bien de cambios en la respuesta del organismo a la insulina, bien de cambios en la producción de insulina. Estas enfermedades incluyen:

• Síndrome de Resistencia a la Insulina

• Diabetes

• Insulinoma

• SOP

Síndrome de resistencia a la insulina y síntomas

El síndrome de resistencia a la insulina, también conocido como síndrome metabólico, suele considerarse precursor de ciertas formas de diabetes, principalmente de tipo 2. Aunque antes se pensaba que éste era el alcance de sus efectos, desde entonces se ha relacionado con muchas otras enfermedades, entre ellas

• Hipertensión

• Hiperlipidemia

• Enfermedad del hígado graso

• Aterosclerosis

Los mecanismos que subyacen a este síndrome y su relación con la diabetes no se conocen bien, pero se cree que unos niveles de azúcar en sangre constantemente elevados provocan una sobreproducción de insulina. Con el tiempo, las células del organismo, sobre todo las hepáticas, las adiposas y las musculares, empiezan a resistirse o a ignorar las señales de la insulina, necesitando que se liberen cantidades cada vez mayores para que se produzca el mismo descenso de los niveles de glucosa en sangre.

Diabetes

La diabetes es un nombre genérico que engloba diversas afecciones, todas ellas centradas en unos niveles de glucosa en sangre constantemente elevados; sin embargo, las dos principales son la diabetes de tipo 1 y la de tipo 2.

• En la diabetes de tipo 1, el Sistema Inmunitario del organismo ataca a las células beta del páncreas, destruyéndolas, con lo que disminuye o se detiene la producción de insulina.

• La diabetes de tipo2 es una continuación de la resistencia a la insulina, en la que las células se vuelven tan resistentes a la insulina que la glucosa en sangre permanece constantemente elevada. Los niveles de insulina pueden aumentar, disminuir o ser normales, al contrario que en el tipo 1.

El tratamiento varía entre los dos tipos, siendo la insulina siempre necesaria para el tipo-1, pero sólo a veces necesaria para el tipo-2, ya que también puede controlarse mediante los cambios en el estilo de vida antes mencionados, combinados con otros antidiabéticos orales.

Insulinoma

Un insulinoma es un tumor en el páncreas formado por células beta, que segregan insulina al torrente sanguíneo, como ocurre con las células beta normales. Los síntomas que provoca se deben a que la secreción de insulina del insulinoma está desregulada, no respondiendo adecuadamente a los cambios en los niveles de insulina. Esto da lugar a niveles excesivamente bajos de glucosa en sangre (hipoglucemia ), que acaban provocando pérdida de conciencia, convulsiones y, potencialmente, la muerte. La regulación adecuada de la glucemia suele restablecerse tras la intervención quirúrgica para extirpar el Tumor.

SOP

El SOP o síndrome de ovario poliquístico es un síndrome en el que los niveles hormonales de la mujer están desordenados, lo que da lugar a la producción de niveles excesivos de hormonas masculinas. Se caracteriza por dificultad para quedarse embarazada, ausencia de menstruación, crecimiento excesivo de vello, calambres y muchas otras afecciones. El SOP puede tener su origen en la resistencia a la insulina, ya que los niveles elevados de insulina provocan un aumento de la producción ovárica de testosterona.