Insulina

Insulina é um hormônio responsável pela redução da glicemia (taxa de glicose no sangue), ao promover o entrada de glicose nas células. A insulina também é essencial no consumo de carboidratos, na síntese de proteínas e no acumulo de lipídios (gordura corporal).

A insulina é produzida nas ilhotas de Langerhans, células do pâncreas endócrino. Age numa grande parte das células do organismo, como as células presentes em músculos e no tecido adiposo, apesar de não agir em células particulares como as células nervosas.

Quando a produção de insulina é deficiente, a glicose acumula-se no sangue e na urina, destruindo as células por falta de abastecimento: diabetes mellitus. Para pacientes nessa condição, a insulina é providenciada através de injeções de insulina.

A insulina é um polipeptídeo de estrutura química plenamente conhecida, e pode ser sintetizada a partir de diversos animais. Mais recentemente, surgiram os medicamentos análogos de insulina, que não são propriamente a insulina em si, mas moléculas de insulina modificadas em laboratório.

 

Insulina – Estrutura e Produção

A insulina é sintetizada nos humanos e em outros mamíferos dentro das células-beta das ilhotas de Langerhans no pâncreas. Um a três milhões de ilhotas de Langerhans formam a parte endócrina do pâncreas, que é principalmente uma glândula exócrina. A parte endócrina totaliza apenas 2% da massa total do órgão. Dentro das ilhotas de Langerhans, as células-beta constituem 60-80% do todo.

A insulina é sintetizada a partir da molécula precursora proinsulina pela ação de enzimas proteolíticas conhecidas como prohormônio convertases (PC1 e PC2). A insulina ativa tem 51 aminoácidos e é um polipetídeo. A insulina bovina difere da humana em três resíduos de aminoácidos enquanto que a suína, em um resíduo. A insulina de peixes também é muito próxima à humana. Em humanos, a insulina tem um peso molecular de 5808. Ela é formada por duas cadeias de polipeptídeos ligadas por duas pontes dissulfídicas (veja a figura), com uma ligação dissulfídica adicional na cadeia A (não mostrada). A cadeia A consiste de 21, e a cadeia B, de 30 aminoácidos. A insulina é produzida como uma molécula de prohormônio – proinsulina – que é mais tarde transformada, por ação proteolítica, em hormônio ativo.
A parte restante da molécula de proinsulina é chamada de peptídeo C. Este polipeptídeo é liberado no sangue em quantidades iguais à da insulina. Como insulinas exógenas não contêm peptídeo C, o nível em plasma desse peptídeo é um bom indicador de produção endógena de insulina. Recentemente, descobriu-se que esse peptídeo C também possui atividade biológica, que está aparentemente restrita a um efeito na camada muscular das artérias.

 

Ação em nível celular e metabólico

 

Ações da insulina no metabolismo humano:
  • Controle da quantidade de certas substâncias que entra nas células, principalmente glicose nos tecidos muscular e adiposo (que são aproximadamente 2/3 das células do organismo)
  • Aumento da replicação de DNA e de síntese de proteínas via o controle de fornecimento de aminoácidos
  • Modificação da atividade de inúmeras enzimas (controle alostérico)

 

Ações da insulina nas células:
  • Aumento da síntese de glicogênio: a insulina induz à armazenagem de glicose nas células do fígado (e dos músculos) na forma de glicogênio; a diminuição dos níveis de insulina ocasiona a conversão do glicogênio de volta a glicose pelas células do fígado e a excreção da substância no sangue. É a ação clínica da insulina que reduz os níveis altos de glicemia diagnosticados na diabetes.
  • Aumento da síntese de ácidos graxos: a insulina induz à transformação de glicose em triglicerídeos pela células adiposas; a falta de insulina reverte o processo.
  • Aumento da esterificação de ácidos graxos: estimula o tecido adiposo a compor triglicerídeos a partir de ésteres de ácidos graxos; a falta de insulina reverte o processo.
  • Redução da proteólise: estimula a diminuição da degradação protéica; a falta de insulina aumenta a proteinólise.
  • Redução da lipólise: estimula a diminuição da conversão de suprimento de lipídeos contido nas células adiposas em ácidos graxos sanguíneos; a falta de insulina reverte o processo.
  • Redução da gliconeogênese: reduz a produção de glicose em vários substratos do fígado; a falta de insulina induz à produção de glicose no fígado e em outros locais do corpo.
  • Aumento do consumo de potássio: induz células a absorver potássio plasmático; a falta de insulina inibe a absorção;
  • Tônus dos músculos arteriais: induz a musculatura das paredes arteriais ao relaxamento, o que aumenta o fluxo sanguíneo especialmente em microartérias; a falta de insulina reduz o fluxo por permitir a contração desses músculos. Existem dois tipos de liberação a liberação aguda e a liberação sob secreção.

 

Referências
  1. Chang X, Jorgensen AM, Bardrum P, Led JJ (August 1997). “Solution structures of the R6 human insulin hexamer,”. Biochemistry 36 (31): 9409–22.
  2. American Society of Health-System Pharmacists (2009-02-01). “Insulin Injection”. PubMed Health. National Center for Biotechnology Information, U.S. National Library of Medicine. Retrieved 2012-10-12.
  3. Bell GI, Pictet RL, Rutter WJ, Cordell B, Tischer E, Goodman HM (March 1980). “Sequence of the human insulin gene”. Nature 284 (5751): 26–32.
  4. Jang WG, Kim EJ, Park KG, Park YB, Choi HS, Kim HJ, Kim YD, Kim KS, Lee KU, Lee IK (2007). “Glucocorticoid receptor mediated repression of human insulin gene expression is regulated by PGC-1alpha”. Biochem. Biophys. Res. Commun. 352 (3): 716–21.
  5. Katsoyannis PG, Fukuda K, Tometsko A, Suzuki K, Tilak M, Panayotis G.; Fukuda, Kouhei; Tometsko, Andrew; Suzuki, Kenji; Tilak, Manohar (1964). “Insulin Peptides. X. The Synthesis of the B-Chain of Insulin and Its Combination with Natural or Synthetis A-Chin to Generate Insulin Activity”. Journal of the American Chemical Society 86 (5): 930–932.
  6. Kung YT, Du YC, Huang WT, Chen CC, Ke LT (November 1965). “Total synthesis of crystalline bovine insulin”. Sci. Sin. 14 (11): 1710–6.