L’insulina è un ormone cruciale per il corretto funzionamento del nostro corpo. Prodotta dal pancreas, svolge un ruolo chiave nel regolare i livelli di zucchero nel sangue e nel mantenere l’equilibrio energetico del nostro organismo.

È strettamente collegata al diabete, una malattia caratterizzata da un’incapacità del corpo di produrre o utilizzare l’insulina in modo efficace.

In questo articolo esploreremo la struttura di questo ormone, il suo ruolo nel metabolismo del glucosio e l’importanza di mantenerne l’equilibrio per una buona salute.

Quali sono le funzioni dell’insulina?

L’insulina svolge un ruolo fondamentale nel regolare il metabolismo del glucosio nel nostro organismo: il suo principale obiettivo è quello di mantenerne i livelli entro un range normale e di assicurare che le cellule ne ricevano una quantità adeguata per le loro funzioni energetiche.

Inoltre è importante per:

• Sintesi di glicogeno: il glicogeno è una forma di deposito di glucosio che può essere rapidamente convertita in glucosio e rilasciata nel sangue quando i livelli di zucchero scendono. L’accumulo di glicogeno nel fegato e nei muscoli contribuisce alla regolazione della glicemia.
• Inibizione della produzione di glucosio: l’insulina inibisce la produzione di nuovo glucosio nel fegato attraverso il processo di gluconeogenesi, ovvero la sintesi di glucosio da precursori non zuccherini come gli amminoacidi e i trigliceridi, contribuendo al controllo dei livelli nel sangue.
• Metabolismo dei lipidi: inibisce la lipolisi, che è il processo di rottura dei trigliceridi nel tessuto adiposo per liberare gli acidi grassi. Questo meccanismo aiuta a limitarne l’accumulo nel sangue e a mantenere una corretta regolazione dei lipidi nel corpo.
• Sintesi proteica: stimola la captazione degli aminoacidi nelle cellule e promuove la sintesi di proteine, che sono fondamentali per la crescita, la riparazione dei tessuti e la regolazione delle funzioni cellulari. Aiuta così a mantenere una bilancia proteica positiva nelle cellule.
• Regolazione dell’appetito: una disfunzione insulinica può influenzare negativamente i segnali di fame e sazietà, portando a una regolazione alterata dell’appetito e al rischio di sovrappeso o obesità.
• Salute cardiometabolica: grazie al suo influsso sul metabolismo di carboidrati e lipidi, direttamente correlati al rischio di malattie cardiache, diabete di tipo 2 e sindrome metabolica. Mantenere l’equilibrio insulinico è essenziale per la prevenzione di queste condizioni e per la salute del sistema cardiovascolare.

Sintesi e struttura chimica dell’insulina

L’insulina è un ormone proteico composto da due catene polipeptidiche:

• la catena A è composta da 21 amminoacidi;
• la catena B è composta da 30 amminoacidi.

Queste due catene sono unite da due ponti disolfuro, che si formano grazie al legame di due atomi di zolfo provenienti da due residui di cisteina, un amminoacido contenente zolfo. Questi ponti disolfuro conferiscono stabilità alla struttura tridimensionale di questo ormone.

La conformazione tridimensionale dell’insulina è importante per la sua funzione biologica: la struttura globulare consente alle catene di legarsi ai recettori dell’insulina presenti sulla superficie delle cellule bersaglio, avviando così la segnalazione cellulare.

Esistono diverse forme di questo ormone che possono influenzarne la funzione:

• esiste in forma monomerica quando viene secreto dal pancreas.
• Quando è presente in concentrazioni elevate nel sangue, come dopo un pasto, può aggregarsi e formare oligomeri o addirittura fibrille. Questi aggregati possono influire sulla capacità dell’insulina di legarsi ai recettori e di svolgere correttamente le sue funzioni fisiologiche.
• Può essere modificato mediante processi post-traduzionali come la glicosilazione, ovvero l’aggiunta di zuccheri alle catene polipeptidiche. Queste modifiche possono influenzare la sua attività biologica e la sua stabilità.

Recettori dell’insulina e segnalazione cellulare

L’insulina esercita la sua azione legandosi a specifici recettori presenti sulla superficie delle cellule bersaglio, ovvero proteine transmembrana costituite da due subunità:

• la subunità alfa, che si estende all’esterno della membrana cellulare;
• la subunità beta, che attraversa la membrana cellulare e si estende all’interno della cellula.

Quando l’insulina si lega ai recettori avviene una serie di reazioni biochimiche all’interno delle cellule, chiamate segnalazione cellulare, che mediano gli effetti metabolici di questo ormone.

Una delle principali vie di segnalazione è la via del recettore dell’insulina-substrato (IRS) e del fosfatidilinositolo-3 chinasi (PI3K).

• Dopo che l’insulina si lega al recettore viene attivata l’attività tirosin-chinasica della subunità beta del recettore, che a sua volta fosforila specifici residui di tirosina sulle proteine IRS.
• Queste proteine fosforilate forniscono siti di ancoraggio per l’associazione di proteine come la PI3K.
• La PI3K a sua volta produce una molecola chiamata PIP3 (fosfatidilinositolo-3,4,5-trifosfato) all’interno della cellula.
• Il PIP3 attiva altre proteine come la proteina chinasi B (Akt), che ha un ruolo chiave nella regolazione del metabolismo del glucosio e dei lipidi.
• L’attivazione dell’Akt stimola il trasporto del glucosio nella cellula attraverso la membrana plasmatica, aumentando quindi l’assorbimento, e promuove la sintesi di glicogeno nel fegato e nei muscoli.

L’insulina attiva anche la via della proteina chinasi attivata da mitogeni (MAPK). Questa via di segnalazione è coinvolta nella proliferazione cellulare, nella differenziazione e in altre risposte metaboliche di questo ormone.

Perturbazioni nella segnalazione dell’insulina possono portare a condizioni come l’insulino-resistenza, in cui le cellule diventano meno sensibili all’azione di questo ormone.

Diabete e disfunzione insulinica

Il diabete è una condizione caratterizzata da livelli elevati di zucchero nel sangue (iperglicemia) a causa di una disfunzione nell’azione dell’insulina.

Ci sono due tipi di diabete:

• Il diabete di tipo 1 è una malattia autoimmune in cui il sistema immunitario attacca e distrugge le cellule beta del pancreas. Di conseguenza il pancreas non è in grado di produrre insulina o non la produce in maniera sufficiente. Le persone con diabete di tipo 1 richiedono l’assunzione quotidiana di questo ormone attraverso iniezioni o pompe per sostituire l’insulina mancante e regolare i livelli di glucosio nel sangue.
• Il diabete di tipo 2 è una condizione in cui il corpo diventa resistente all’azione dell’insulina o non produce abbastanza insulina per soddisfare le esigenze. La resistenza insulinica si verifica quando le cellule non rispondono in modo adeguato all’insulina e il glucosio non viene assorbito correttamente. Di conseguenza i livelli di glucosio nel sangue aumentano e nel tempo il pancreas può anche diminuirne la produzione. Il diabete di tipo 2 può essere controllato con una combinazione di modifiche dello stile di vita, come una dieta equilibrata, l’esercizio fisico, e in alcuni casi farmaci orali o iniezioni di questo ormone.

La disfunzione insulinica può portare a una serie di complicanze a lungo termine, danneggiando i vasi sanguigni e i nervi. Ciò aumenta il rischio di:

• malattie cardiovascolari
• neuropatia diabetica
• retinopatia diabetica
• nefropatia diabetica
• ulcere ai piedi.

Insulina: cosa ricordare?

L’insulina svolge un ruolo essenziale nel nostro organismo, regolando il metabolismo del glucosio, dei lipidi e delle proteine. I recettori dell’insulina e le vie di segnalazione cellulare mediano gli effetti dell’insulina nelle cellule bersaglio, consentendo l’assorbimento del glucosio, la sintesi di glicogeno e l’inibizione della produzione di nuovo glucosio.

Mantenere un equilibrio insulinico adeguato è quindi fondamentale per la salute generale. Nel diabete una disfunzione insulinica può portare a iperglicemia e a una serie di complicanze a lungo termine. È importante gestire adeguatamente il diabete attraverso modifiche dello stile di vita, farmaci e terapie insuliniche per prevenire queste complicanze.