Fisiologia 2 ed endocrinologia- Insulina e glucagone

Insulina

Il controllo della glicemia è un evento chiave per la sopravvivenza dell’organismo. Il glucosio è la moneta di scambio energetica per gli organismi. Non universalmente perché nei ruminanti la glicemia ha un diverso significato; sono molto più dipendenti dagli acidi grassi volatili ed altri metaboliti, che dal glucosio e possono tollerare uno stato glicemico che è meno della metà di quello che possono tollerare i monogastrici.

Esistono vari ormoni coinvolti in questo controllo e varie vie metaboliche che disegnano un complesso di funzioni che mette a disposizione dell’organismo il glucosio, lo stocca nei depositi o lo crea quando ce n’è bisogno. La forma principale di deposito è il glicogeno che viene depositato a livello muscolare ed epatico, da dove viene reperito in pochissimo tempo! Ma abbiamo un’altra forma di deposito: il tessuto adiposo che conserva il glicogeno a lungo termine. Il glucosio può essere il prodotto del metabolismo dei carboidrati che vengono digeriti e assorbiti sotto forma di monosi, a livello degli enterociti vengono isomerizzati e quindi da essi esce già glucosio. Ma questo è anche prodotto dal catabolismo delle proteine.

Ci sono tanti ormoni che collaborano alla determinazione della glicemia: iperglicemizzanti ed ipoglicemizzanti. È fondamentale distinguere gli effetti a breve, medio e lungo termine.

Effetti dell'insulina

L’insulina è un ormone ipoglicemizzante ad effetto immediato. Ma ha anche altre azioni che si verificano nel tempo.

Effetti a breve termine

Modulazione della glicemia (in realtà fa in modo che questa non superi certi livelli).

Effetti a medio termine

Armonizzazione di tutto il metabolismo energetico per consentire che la glicemia non aumenti.

Effetti a lungo termine

Azione sul trofismo dei tessuti. Controllo del trofismo, evita l’apoptosi, mantenimento della differenziazione ed incentivazione della proliferazione delle cellule staminali. A tempi ancora più prolungati agisce controllando la proliferazione/differenziazione dei tessuti. Ha degli effetti simil fattore di crescita, che sono delle molecole che legano i recettori tirosina chinasici, con funzione specifica di controllare la proliferazione/differenziazione dei tessuti.

È un ormone di natura peptidica, prodotto dalle cellule β delle isole di Langerhans. È ipoglicemizzante, cioè insieme ad altri ormoni che hanno azione antagonista, mantiene la glicemia in un range corretto. Questo è importante perché la quantità di glucosio che viene assorbita varia nel tempo. Esistono delle differenze enormi nel comportamento alimentare e nella fisiologia alimentare degli animali.

Ruminanti e monogastrici

Se dovessimo considerare i ruminanti, questi avranno sempre il rumine contenente alimento in fase di fermentazione; quindi, avrà un flusso continuo di nutrienti dal rumine al comparto sistemico. Questi nutrienti sono composti da glucosio, ma soprattutto da acidi grassi volatili; in un bovino sano non ci sono grandi oscillazioni del carico di glucosio, giornalmente.

Se parliamo di monogastrici, per esempio l’uomo o il maiale, ci sono quantità notevoli di carboidrati assunti. L’insulina rallenta la messa a disposizione di glucosio subito dopo i pasti, riducendo i picchi glicemici subito dopo i pasti; così la quantità di glucosio viene distribuita nel tempo in maniera tale che l’organismo ne faccia uso durante tutto il giorno. La curva glicemica viene appiattita ed allungata nel tempo.

Se parliamo di cane, questo mangia 1-2 volte al giorno, quindi il problema della distribuzione è ancora più pronunciato; ma, nella sua alimentazione la quota di carboidrati semplici è abbastanza contenuta.

Se parliamo di gatto, è ancora diverso, perché è un carnivoro stretto, non mangia carboidrati (in teoria). Avendo un’alimentazione strettamente proteica, il glucosio viene ricavato tramite gliconeogenesi a partire dagli amminoacidi. Bisogna evitare un eccesso di glucosio nel momento in cui questo viene assorbito e una ipoglicemia nei periodi successivi.

Struttura dell'insulina

È composta da 2 catene, A: 21 aa Legate da 2 ponti disolfuro. Inoltre, ce n’è un altro perché conferisce una particolare “ripiegatura” della catena. Se non ci fosse avremmo una insulina patologica! B: 30 aa Ha la tendenza a polimerizzare, quindi formare esameri che sono una forma di stoccaggio di insulina (non biologicamente attiva). L’equilibrio tra esameri e monomeri è molto complesso e da questo deriva la quantità di insulina disponibile per l’organismo. È importante perché in base all’effetto che vogliamo, possiamo scegliere quale forma somministrare, se vogliamo un effetto immediato o prolungato! Non la somministriamo per OS perché verrebbe degradata dai succhi gastrici, essendo un peptide.

Sintesi

Sintetizzata come pre-pro-insulina che contiene un frammento che guida la molecola all’interno del RER, poi questo viene rimosso e la molecola si trasferisce nel lume; successivamente viene stoccata come pro-insulina. Questa poi si “folda” quindi abbiamo la formazione dei ponti disolfuro che legano le catene e ripiegano la catena A. Poi viene stoccata nel Golgi dove rimane in attesa di essere secreta. Nel momento in cui viene immagazzinata in granuli, viene convertita in insulina vera e propria, perdendo il secondo peptide che la tiene inattiva grazie a due enzimi che sono proormone convertasi 1 e 2 (PC1-2) e carbossipeptidasi E.

• Trascrizione del gene per l’insulina
• Stabilità del mRNA
• Conversione del mRNA in proteina
• Modifiche post-trascrizionali

Sono regolati. Ciò vuol dire che c’è un sistema di controllo molto articolato. Al tempo stesso ogni punto di controllo può essere origine di una patologia.

Secrezione

È regolata dalla presenza di glucosio. Il GLUT2 (trasportatore di membrana del glucosio) in base alla concentrazione nel sangue, fa entrare il glucosio nelle cellule β. La quantità di glucosio che entra dipende...