Ultimo aggiornamento 15/09/2023
L’insulina è un ormone polipeptidico composto da due catene polipeptidiche (α più piccola di 21 AA e β più grande di 30 AA), tenute insieme da ponti disolfuro. E’ prodotta dal pancreas nelle cellule ß delle isole di Langerhans.
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.
Nelle cellule insulino-dipendenti il legame insulina recettore va ad agire su un pool intracellulare di vescicole, liberando il trasportatore del glucosio (GLUT-4) che viene trasferito alla membrana cellulare per fusione. Il trasportatore 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.
Il trasportatore del glucosio GLUT-4 è presente soprattutto nel muscolo scheletrico, nel fegato e nel tessuto adiposo bianco e bruno, non a caso definiti tessuti insulino-dipendenti.
Un trasportatore particolare del glucosio è il GLUT-2, espresso soprattutto a livello epatico; questa proteina è infatti capace di lavorare in entrambe le direzioni, favorendo il passaggio dello zucchero dalla cellula al liquido interstiziale e viceversa. Tale funzione è assai importante perché il fegato è sede primaria della gluconeogenesi a partire da aminoacidi, glicerolo e acido lattico. Il GLUT-2 può trasportare anche galattosio, mannosio e fruttosio, capacità – quest’ultima – condivisa con il trasportatore GLUT-5.
A livello del cervello e dei globuli rossi troviamo un’elevata concentrazione di trasportatori del glucosio insulino-indipendenti, come il GLUT-1 ed il GLUT-3.
Nell’uomo il il trasporto del glucosio può avvenire secondo gradiente (diffusione facilitata) o contro gradiente (trasporto attivo). Il trasporto attivo si verifica nell’intestino e nei tubuli renali e richiede l’utilizzo indiretto di energia biochimica. La diffusione facilitata non richiede ATP e coinvolge i trasportatori del glucosio, i cosiddetti GLUT.
Il legame insulino-recettore innesca le azioni dell’insulina. L’azione dell’insulina più conosciuta e studiata, antagonista a quella del glucagone, è la modulazione dei livelli di glucosio ematico riducendo la glicemia mediante l’attivazione di diversi processi metabolici e cellulari fra cui l’ingresso del glucosio nelle cellule, la glicogenosintesi e la glicolisi, queste reazioni possono avvenire in senso inverso a seconda della disponibilità del glucosio e delle esigenze cellulari.
La stimolazione dell’enzima glicogeno-sintasi permette la formazione e l’allungamento delle molecole di glicogeno nel fegato e nei muscoli scheletrici attraverso l’unione di monomeri di glucosio. Di pari passo l’insulina disincentiva il processo di demolizione del glicogeno da parte della glicogeno-fosforilasi, opponendosi all’azione del glucagone.
La glicolisi è la via catabolica del glucosio (monosaccaride a sei atomi di carbonio) che viene ossidato a due molecole di piruvato (a 3 atomi di C) ricavando energia sotto forma di ATP (Adenosin trifosfato). La glicolisi avviene nel citosol e consiste in una serie di 10 reazioni metaboliche. La molecola di glucosio viene in un primo momento fosforilata a glucosio-6-fosfato (G-6-P); questo viene poi convertito in fruttosio-6-fosfato (F-6-P), in gliceraldeide e quindi in piruvato.
In presenza di ossigeno (ciclo di Krebs) il piruvato produce NADH (nicotinammide adenina dinucleotide, coenzima ossido-riduttivo) e FADH2 (flavina adenina dinucleotide, fattore ossidante nella ß-ossidazione degli acidi grassi) la cui ossidazione produce grande quantità di energia, oltre alle due molecole di ATP ottenute nelle fasi iniziali di glicolisi.
In condizioni di anaerobiosi il rendimento del glucosio si limita alla produzione delle sole 2 unità di ATP e il piruvato viene metabolizzato per fermentazione.
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L’insulina esercita la sua azione ipoglicemizzante anche attraverso una depressione del senso di fame NPY mediato.
Gli ormoni antagonisti all’insulina sono il glucagone, il cortisolo (ormone alla base dell’insulinoresistenza), l’adrenalina, l’aldosterone. Gli ormoni agonisti sono il testosterone, asse GH-IGFs, e, in minor misura gli estrogeni (stimolano la sintesi della transcortina, proteina che lega e inibisce il cortisolo).
Carenza di insulina e insulino-resistenza non facilitano l’ingresso del glucosio all’interno delle cellule
Inoltre l’insulino-resistenza determina una serie di effetti patologici a catena
L’esercizio fisico migliora la captazione cellulare del glucosio insieme ad altri fattori positivi (vedi file diabete ed esercizio fisico)
