LA INSULINA-CONSECUENCIAS DE LA DESREGULARIZACIÓN (HIPERGLUCEMIA E HIPOGLUCEMIA)
¿Cómo funciona el metabolismo? Función de la insulina, la glucosa y el glucagón.
El páncreas humano es un órgano ubicado en la cavidad abdominal y cumple dos tipos de funciones en el organismo, relacionados con el metabolismo y absorción de nutrientes.
las células endocrinas del páncreas se disponen en grupos dentro de los islotes de Langerhans, dichos islotes poseen cuatro grupos de células y cada grupo secreta una hormona o péptido diferente.
células alfa: comprenden el 20% del islote y secretan glucagón.
células beta: comprenden el 65% del islote y liberan insulina.
células gamma: representan el 10% del islote y producen somatostatina.
células restantes: secretan polipéptidos pancreáticos y otros péptidos.
el riego sanguíneo del páncreas endocrino se dispone de tal modo que la sangre venosa de un tipo de célula irriga a los otros tipos de células. las arterias pequeñas penetran el centro del islote, distribuyen la sangre a través de una red capilar fenestrada y luego convergen para formar venillas que transportan la sangre al borde del islote. Por consiguiente, la sangre venosa de las células "beta" transportan insulina a las células "alfa" y "gamma". Por ultimo los islotes están inervados por neuronas adrenérgicas, colinérgicas y peptidérgicas. las células "gamma" tienen además un aspecto neuronal y envían prolongaciones similares o dendritas sobre las células "beta", lo que nos indica una comunicación nerviosa entre los islotes.
La insulina se metaboliza en hígado y riñón por enzimas que rompen las uniones disulfuro y liberan cadenas A y B inactivas, excretadas después por la orina.
¿Por qué necesitamos comer?
Comer es una de las actividades más importantes que realizan los individuos. Muchas de las conductas que un animal puede aprender están motivadas por su lucha constante para la obtención de comida. Así, la necesidad de comer ha modulado el desarrollo evolutivo de nuestra propia especie.
Comiendo obtenemos la energía y los nutrientes necesarios para el funcionamiento eficaz del organismo.
Nuestro cuerpo necesita energía continuamente. Mientras estamos comiendo, la energía que nos proporcionan los alimentos es absorbida por el torrente sanguíneo y de esta forma poder responder a las necesidades energéticas inmediatas del organismo. Pero ¿Qué pasa cuando no comemos? ¿De dónde sacamos la energía en los intervalos entre comidas, por ejemplo, cuando dormimos? La respuesta a estas preguntas se encuentra en la capacidad del organismo para almacenar cantidades suficientes de energía para utilizarla cuando los intestinos están vacíos.
Podemos distinguir dos estados metabólicos o dos fases del metabolismo energético:
El estado de absorción.
El estado postabsorción o de ayuno.
La fase de absorción.
tiene lugar poco después de comer, cuando hay alimentos en el tracto digestivo. Durante esta fase, la energía que proporciona la comida es absorbida desde los intestinos al torrente sanguíneo.
Tanto durante la fase de absorción como de ayuno, los tejidos obtienen los nutrientes de la sangre, pero durante la fase de absorción la energía entra en la circulación desde el duodeno y durante la fase de ayuno de los almacenes de energía.
Aunque los hábitos de ingesta son bastante regulares, hay cierta variabilidad tanto en el número como en la cantidad de alimento que ingerimos. Sin embargo, solemos mantener un peso más o menos estable, es decir, mantenemos más o menos estable la cantidad de grasa almacenada. Este hecho implica que la ingesta y el gasto de energía se encuentran bastante igualadas a pesar de la variabilidad en los patrones de ingesta.
La fase postabsorción o de ayuno se caracteriza por la ausencia de calorías entrando a la circulación desde el tracto gastrointestinal. Durante esta fase, el organismo obtiene la energía de las reservas.
Fase de absorción.
Cuando comemos, incorporamos, entre otros, carbohidratos, lípidos (grasas) y proteínas. Estas moléculas, y como resultado de la digestión, se descomponen en moléculas más sencillas que pueden ser utilizadas como fuente de energía para las células:
Los carbohidratos se descomponen en glucosa (principal fuente de energía utilizada por el organismo).
Las grasas casi no sufren transformaciones.
Las proteínas se descomponen en aminoácidos.
Durante la fase de absorción:
* El organismo utiliza la glucosa sanguínea como fuente de energía y almacena el excedente ya que durante las comida, ingerimos más energía de la que necesitamos para cubrir las demandas energéticas inmediatas.
* El exceso de glucosa se puede almacenar en forma de glucógeno (almacén a corto plazo, en hígado y músculos) y de triglicéridos (almacén a largo plazo, en tejido adiposo).
* Las grasas no se utilizan inmediatamente, sino que son almacenados en el tejido adiposo.
* Una pequeña proporción de aminoácidos procedentes del tracto digestivo es utilizada como materia prima para construir proteínas y péptidos. El resto es convertido en grasas y almacenado en el tejido adiposo.
¿Qué hormonas participan en el control de la fase de absorción?
La fase de absorción se caracteriza por lo siguiente:
Niveles altos de insulina.
Niveles bajos de glucagón.
¿Qué factores determinan la secreción de insulina?
Cuando se empiezan a absorber los nutrientes, el nivel de glucosa en sangre aumenta. Este aumento es detectado por las células del encéfalo, provocando una disminución de la actividad del sistema nervioso simpático (la actividad del sistema adrenérgico simpático inhibe la liberación de insulina) y un aumento del parasimpático (la actividad del sistema colinérgico parasimpático estimula la secreción de insulina).
¿Qué funciones tiene la insulina?
La insulina hace posible que las células de nuestro cuerpo (las células del cerebro son una excepción) utilicen la glucosa como combustible. Las células necesitan un transportador que lleva moléculas de glucosa al interior de las células. Este transportador debe interaccionar con la insulina para poder funcionar.
La insulina liberada también se relaciona con el almacenamiento, en forma de glucógeno y grasas, del exceso de glucosa. La insulina promueve el almacenamiento de glucógeno en el hígado ( también a los músculos) y de triglicéridos en el tejido adiposo.
Funciones de la insulina:
Promover el uso de la glucosa sanguínea como fuente de energía.
Promover la transformación del exceso de glucosa en glucógeno (que se almacena en el hígado y músculos) y grasas (que se almacena en el tejido adiposo).
Fase de ayuno.
Cuando el tracto gastrointestinal está vacío, necesitamos movilizar las reservas de combustible para poder suministrar energía a las células. Por ello, el glucógeno del hígado (almacén de reservas a corto plazo) debe convertirse en glucosa que pasará al torrente sanguíneo. Nuestro cuerpo también puede transformar las grasas (almacén de reservas a largo plazo) en ácidos grasos libres que se pueden utilizar como fuente de energía.
¿Qué hormonas participan en el control de la fase de ayuno?
La fase de ayuno se caracteriza por lo siguiente:
Niveles altos de glucagón.
Niveles bajos de insulina.
¿Qué factores determinan los niveles altos de glucagón y los niveles bajos de insulina?
El factor más importante para la movilización de las reservas de energía es la desaparición de la insulina:
Cuando las células del encéfalo detectan una disminución de los niveles de glucosa, se produce un aumento de la actividad del sistema simpático que inerva al páncreas (también se produce una disminución de la actividad parasimpática del páncreas). Esta activación inhibe la secreción de insulina y hace que otro grupo de células pancreáticas secreten el glucagón.
Por lo tanto, cuando disminuyen los niveles de glucosa en sangre, el páncreas dejará de liberar insulina y comienza a liberar glucagón.
¿Qué pasa cuando los niveles de glucagón son elevados y los de insulina bajos?
En casos de ayuno prolongado, el glucagón también promueve la transformación de las proteínas almacenadas en los músculos en aminoácidos (los aminoácidos pueden ser utilizados como fuente de energía para las células del cuerpo, con excepción del cerebro).
El glucagón promueve la transformación de glucógeno (almacenado en el hígado) en glucosa, y de grasas (almacenados en el tejido adiposo) en ácidos grasos libres y glicerol.
Cuando empezamos a utilizar las reservas de carbohidratos a corto plazo, las células del tejido adiposo empiezan a convertir los triglicéridos en combustible que es liberado al torrente sanguíneo.
Durante la fase de ayuno:
- El almacén hepático de glucosa se reserva principalmente al funcionamiento del sistema nervioso central. El cerebro funciona gracias a la glucosa.
- El resto del cuerpo vive de los ácidos grasos.
- Cuando el tracto digestivo está vacío, nuestro cerebro (de hecho, todo el sistema nervioso central) se mantiene vivo gracias a la glucosa liberada por el hígado. Pero, ¿y el resto de células del cuerpo? El resto de células se mantienen vivas gracias a los ácidos grasos, ya que la glucosa se reserva para el cerebro.
¿Por qué durante la fase de ayuno se reserva la glucosa para el cerebro?
El cerebro depende casi exclusivamente de la glucosa para la obtención de energía. Por lo tanto, la provisión constante de glucosa es esencial para el buen funcionamiento cerebral y su supervivencia. Cuando falta la glucosa, las neuronas dejan de funcionar, se produce pérdida de conciencia e incluso se puede producir la muerte. Durante la fase de ayuno, los niveles de insulina en sangre son muy bajos y por tanto, las células del organismo no pueden utilizar la glucosa circulante en sangre (recuerde que las células necesitan un transportador de moléculas de glucosa cuyo funcionamiento depende de la insulina). En cambio, las células del sistema nervioso pueden consumir glucosa en ausencia de insulina y por ende, durante la fase de ayuno toda la glucosa se reserva para el cerebro.
¿ QUE ES LA INSULINA ?
La Insulina es la hormona encargada de promover la incorporación de glucosa a las células, para que dichas células puedan obtener la energía necesaria para realizar sus funciones metabólicas. La insulina es una proteína polipeptídica de 51 aminoácidos que es producida por las células beta en unas regiones del páncreas llamadas Islotes de Langerhans y es secreta a la sangre para ser distribuidas a todas las regiones corporales. la función de dicha molécula esta relacionada directamente con la homeostasis de la glucemia. La secreción de insulina está regulada por medio de señales emitidas por el sistema parasimpático, neurotransmisores y hormonas. La presencia de glucosa en sangre es la principal responsable de la regulación fisiológica de la secreción de insulina. En ausencia de insulina los aminoácidos poseen acción en la secreción de la hormona.
La acción principal de la insulina es la regulación de los niveles de la glucosa, actuando en mayor proporción en el tejido hepático, muscular y adiposo.
Es una hormona peptídica que contiene 2 cadenas rectas unidas por dos puentes disulfuro. Las cadenas son cadena A (con 21 aminoácidos) y cadena B (con 30 aminoácidos). En la cadena A se localiza un tercer puente disulfuro.
un Gen sobre el cromosoma 11 coordina la síntesis de insulina.
El ARN mensajero (mRNA), controla la síntesis ribosomal de preproinsulina que contiene 4 péptidos: un péptido señal, las cadenas A y B de insulina y un péptido conector (péptido C). El péptido señal se desdobla casi al principio del proceso de biosíntesis (cuando las cadenas de péptidos aún se están ensamblando) y produce proinsulina. La proinsulina se concentra en gránulos secretores sobre el aparato de Golgi. durante este proceso de concentración las proteasas desdoblan el péptido conector y producen insulina.
La insulina y el péptido conector desdoblado se concentran juntos en gránulos secretores y cuando es estimulada la célula "beta" se liberan en cantidades equimolares hacia la sangre.
Regulación de la Secreción de Insulina
El incremento de la glucemia estimula rápidamente la secreción de insulina a partir de células “Beta”.
Mecanismos de la Insulina:
La acción de la insulina sobre las células efectoras se inicia cuando la hormona se une a su receptor en la membrana celular. El receptor de insulina es un tetrámero compuesto por dos subunidades “Alfa” y dos subunidades “Beta”. Las subunidades “Alfa” están situadas en el dominio extracelular y las “Beta” atraviesan todo el espesor de la membrana celular. Un puente disulfuro conecta las dos subunidades”Alfa”, cada una conectada a la subunidad “Beta” mediante un puente disulfuro. Las subunidades “Beta” poseen actividad de Tirocinasinasa.
La insulina actúa sobre sus células efectoras como lo describen los siguientes pasos:
1. La insulina se une a la subunidad “Alfa” del receptor de insulina tetramérico y genera un cambio conformacional en el receptor, este cambio activa la tirosinacinasa en la subunidad “Beta”, la cual se fosforila a sí misma en presencia de ATP. En otras palabras, la subunidad “Beta” se autofosforila
2. La tirosinacinasa activada fosforila a varias proteínas o enzimas que participan en las acciones fisiológicas de la insulina, incluyendo proteincinasas, fosfatasas, fosfolipasas y proteínas G. La fosforilación activa o inhibe a estas proteínas para producir diferentes acciones metabólicas de la insulina.
3. El complejo insulina- receptor es internalizado (esto es, llevado hacia el interior de la célula efectora) mediante endocitosis. Las proteasas intracelulares descomponen la insulina. También descomponen el receptor.
Mecanismo de secreción:
1. Transporte de glucosa en las células “Beta”: La membrana de las células “Beta” contiene GLUT 2, un transportador específico de glucosa que desplaza glucosa de la sangre al interior de las células mediante difusión facilitada.
2. Metabolismo de la glucosa en el interior de la célula “Beta”: Una vez dentro de la célula, la glucocinasa fosforila la glucosa para producir glucosa-6-fosfato y subsecuentemente la glucosa-6-fosfato se oxida. De los productos de esta oxidación, el ATP parece ser el factor clave que regula la secreción de insulina.
3. El ATP cierra los canales de K sensibles a ATP: Los cambios de la concentración de ATP regulan los canales de K en la membrana de las células “Beta” (se abren o se cierran). Cuando la concentración de ATP aumenta en el interior de la célula “Beta”, los canales de K se cierran y despolarizan la membrana de la célula “Beta”(Cuando los canales de K se cierran, la conductancia de K disminuye y el potencial de membrana se desplaza alejándose del potencial de equilibrio de K y se despolariza).
4. La despolarización abre los canales de Ca sensibles a voltaje: Los canales de Ca, que también se encuentran en la membrana de la célula “Beta”, son regulados por voltaje. La despolarización causada por el ATP abre estos canales. El Ca fluye hacia el interior de la célula “Beta” siguiendo su gradiente electroquímico y la concentración intracelular de Ca aumenta.
5. El incremento del Ca intracelular provoca secreción de Insulina: El incremento del Ca intracelular produce exocitosis de los gránulos secretores que contienen insulina. La insulina es secretada en la sangre venosa pancreática y a continuación llega a la circulación sistémica. El péptido conector (péptido C), es liberado en cantidades equimolares con insulina y es excretado sin cambios en la orina; su tasa de excreción puede utilizarse para evaluar y vigilar la función endógena de las células “Beta”. BASES MOLECULARES DE LAS ACCIONES DE LA INSULINA... [leer más]
hipótesis planteada por el Catedrático de Bioquímica y Biología Molecular Enrique Meléndez Hevia Martes, 17 de mayo de 2011.
Insulina.
La insulina es la hormona hipoglucemiante. Como tal, su función primaria es reducir la concentración de glucosa en sangre (glucemia) promoviendo su transporte al interior de las células, pero sólo actúa en este sentido sobre el tejido adiposo (adipocitos), el músculo (fibras musculares o miocitos) y el corazón (fibras cardiacas o miocardiocitos). La insulina realiza esta función activando el transportador de glucosa GLUT4, que sólo se encuentra en la membrana plasmática de esas células. La glucosa es una sustancia poco polar, y como tal puede difundir libremente por las membranas de las células. Sin embargo, todas las células tienen transportadores específicos de glucosa para acelerar su tránsito a través de sus membranas, pero el único transportador dependiente de insulina está sólo en las células citadas, las cuales tienen además transportadores no dependientes de insulina.
Los transportadores de glucosa son proteínas integradas en la membrana plasmática de las células que permiten o facilitan el transporte de sustancias específicas en ambos sentidos (del medio extracelular al citoplasma, o en sentido contrario, de acuerdo con las condiciones termodinámicas). Se conocen hasta doce transportadores diferentes de glucosa. El más general y más ubicuo es GLUT1. El transportador GLUT3 se encuentra sólo en el cerebro, y GLUT4 (que se encuentra en los músculos, el corazón y el tejido adiposo) es el único de los doce sensible a la insulina. Así, la mayoría de las células no necesitan insulina para consumir glucosa.
1. Medina, R. A. & Owen, G. I. (2002) Glucose transporters: expression, regulation and cancer. Biological Research, 35, 9-26.
2. Maher, F., Vannucci, S. J. & Simpson, I. A. (994) Glucose transporter proteins in brain. FASEB Journal, 8, 1003-1011.
En algunos textos, sin embargo, se atribuye erróneamente a la insulina la función de ser una hormona necesaria para el consumo normal de glucosa por las células. Esta suposición no tiene sentido y es insostenible. Realmente no hay ningún dato o motivo lógico que pueda apoyar esa idea, pero hay muchos que demuestran fuertemente que la insulina juega un papel muy diferente:
(a) La razón principal de esta proposición se basa en primer lugar en la lógica del metabolismo: como una manera de suministrar energía a las células, actividad de la glucólisis no puede depender de una señal hormonal (externa) y menos de una hormona cuya vida es tan sólo unos minutos. Una señal externa, como la adrenalina o glucagón, puede preparar el medio extracelular, aumentando la glucosa en la sangre, lista para consumir, pero el consumo de glucosa por cada célula para satisfacer sus necesidades de energía deben regularse por señales intracelulares, que dependerán de sus necesidades particulares de energía.
(b) Todas las células consumen glucosa en mayor o menor grado, preferentemente como combustible energético, pero también como precursor de muchos productos metabólicos, la insulina no interviene en el transporte de glucosa en la mayoría de los tejidos.
(c) Hay varias hormonas hiperglucémicas: principalmente glucagón, adrenalina, los glucocorticoides (cortisona y cortisol), y la hormona del crecimiento. Todas ellas promueven un aumento de la glucemia, aunque por diferentes motivos. Cada una tiene una función específica y su secreción obedece a necesidades especiales que demandan tejidos específicos o funciones específicas del organismo, y se segregan respondiendo a estímulos diferentes, de acuerdo con cada caso:
El glucagón es una hormona glucostática cuyo efecto es antagónico al de la insulina. Lo segregan las células Alfa del páncreas cuando disminuye la glucemia. Actúa sobre el hígado promoviendo la liberación de glucosa a la sangre a partir del glucógeno hepático para equilibrar la glucemia.
Adrenalina y las demás catecolaminas. La adrenalina es la hormona del estrés. Se segrega por las células de la médula adrenal respondiendo a estímulos del sistema nervioso central para aumentar la concentración de glucosa en sangre cuando es previsible que haya un aumento de consumo de glucosa.
Glucocorticoides. Los glucocorticoides son hormonas segregadas por la corteza adrenal que activan la síntesis de glucosa y de glucógeno (gluconeogénesis) en el hígado y en el riñón. Su efecto hiperglucemiante es un efecto indirecto de esta actividad.
Hormona del crecimiento. Hormona que regula el crecimiento de los tejidos. Su efecto hiperglucemiante es un efecto general para esta función.
Sin embargo, frente a tantas hormonas hiperglucémicas, la insulina es la única hipoglucemica, lo que indica que el significado de la hormona cuya función es reducir la glucosa de la sangre, no es un proceso para suministrar combustible a las células, favoreciendo sus diferentes necesidades energéticas, sino sólo una vía para nivelar la glucemia. Cada hormona hiperglucémica se segrega como respuesta a un estímulo específico diferente, que representa una necesidad metabólica específica. Por el contrario, los mecanismos que producen la secreción de insulina dependen exclusivamente del nivel de glucosa en sangre. Así, el papel de la insulina, de acuerdo con el estímulo que promueve su secreción, no está relacionado con las necesidades de energía de las células, sino estrictamente con el nivel de glucosa en sangre. Por lo tanto, debemos concluir que la insulina no es una hormona que trabaje al servicio las células, sino al servicio de la sangre, ya que su objetivo no está relacionado con el metabolismo celular, sino con la homeostasis sanguínea.
(d) Hace años se supuso que el cerebro no podía utilizar ácidos grasos como combustible, sino sólo glucosa. Sin embargo, esta suposición carecía de base; era un error sin fundamento y sin datos que la apoyasen. A partir de los años 1950, y con muchos resultados confirmados en la década siguiente y sobre todo en la última década de los años 2000, se sabe que el cerebro, y específicamente las neuronas, pueden consumir ácidos grasos como combustible energético ya que tienen todas las enzimas para su degradación.
No obstante, el cerebro es un buen consumidor de glucosa, que usa preferentemente como combustible energético, y sin embargo, las neuronas no necesitan insulina, ya que esta hormona no influye en la actividad de su transportador específico de glucosa GLUT3. Además, la insulina no se segrega en el período de ayuno, lo que indica que cuando la glucemia es normal se preserva la glucosa de la sangre (evitando su consumo excesivo por otros tejidos) para ser utilizada por el cerebro, pues la insulina favorecería su uso por el músculo, adiposo y corazón, dejando el cerebro sin alimentación. Estos datos nuevamente demuestran que el papel erróneamente asignado a la insulina como hormona necesaria para el consumo normal de glucosa por las células no tiene sentido. Si la insulina fuese necesaria para el consumo normal de glucosa por las células, sería el cerebro, que es el órgano más dependiente de su consumo, quien debería tener su transportador sensible a la insulina. Esta ausencia de insulina en períodos donde los tejidos deben tener glucosa disponible regularmente, indica otra vez que el papel de la insulina es realmente una hormona exclusivamente hipoglucemiante, lo que realmente significa que la hipoglicemia no es sólo su efecto, sino su función real. Véase: Insulina, glucemia y glucostasis (póster).
(e) Las células musculares son grandes consumidoras de glucosa, y están entre las más sensibles a la insulina, con el transportador de glucosa GLUT4. Sin embargo, estas células no necesitan insulina para consumir glucosa porque también tienen otros transportadores de glucosa no sensibles a la insulina (GLUT1, GLUT10 y GLUT11) glucólisis muscular no necesitamos que funcione. Es sabido que el ejercicio físico reduce los niveles de glucosa de la sangre. Los diabéticos saben que cuando hacen ejercicio físico pueden reducir su dosis de insulina o de medicamentos hipoglucemiantes consiguiendo mejores niveles de glucosa que con una vida sedentaria. Esto demuestra claramente que el músculo no necesita insulina para trabajar.
¿Por qué la insulina activa específicamente la entrada de glucosa sólo en las células musculares, corazón y adiposo? La explicación es sencilla: la insulina, como hormona hipoglucemiante debe eliminar el exceso de glucosa y el recurso que se usa para ello es forzar su entrada en las células que más lo pueden soportar porque son buenas consumidoras de glucosa: músculo y corazón, como material energético, y tejido adiposo, para convertirla en grasa que se va a acumular allí. Pero esto no significa que esas células necesiten una sobrecarga de glucosa.
Con independencia de activar la captación de glucosa en adiposo, músculo y corazón, la insulina ejerce otras funciones metabólicas: aumenta la biosíntesis de grasa (ácidos grasos y triglicéridos) en hígado y tejido adiposo (tejidos mayoritarios de síntesis de grasa) activando la expresión génica de todas las enzimas del proceso: acetil-CoA carboxilasa [3,4], ácido graso sintasa [5,7] y glicerol 3-fosfato aciltransferasa [5,8]. Los efectos sobre los genes de sintasa y transferasa también son activados por glucosa directamente [9]. Además, la insulina aumenta este efecto indirectamente evitando el consumo de grasa al reprimir la expresión génica de la enzima piruvato carboxilasa; véase anaplerosis. Es importante insistir en este punto: al regular la insulina la expresión de estos genes, estos efectos son muy duraderos, y se pueden tardar semanas o meses en recuperar su expresión normal. Véase una revisión de estos efectos en [8].
3. Mabrouk, G. M., Helmy, I. M., Thampy, K. G. & Wakil, S. J. (1990) Acute hormonal control of acetyl-CoA carboxylase. Journal of Biological Chemistry 265, 6330-6338.
4. Witters, L. A. & Kemp, B. E. (1992) Insulin activation of acetyl-CoA carboxylase accompanied by inhibition of the 5’-AMP activated protein kinase. Journal of Biological Chemistry 267, 2864-2867.
5. Sul, H. S., Latasa, M.-J., Moon, Y. & Kim, K.-H. (2000) Regulation of the fatty acid synthase promoter by insulin. Journal of Nutrition 130, 315S-320S.
6. Palmer, D. G., Rutter, G. A. & Tavaré, J. M. (2002) Insulin-stimulated fatty acid synthase gene expression does not require increased sterol response element binding protein 1 transcription in primary adipocytes. Biochemical and Biophysical Research Communications 291, 439-443.
7. Wang, Y. et al. (2004) The human fatty synthase gene and the novo lipogenesis are coordinately regulated in human adipose tissue. Journal Nutrition 134, 1032-1038.
8. Ferré (1999) Regulation of gene expression by glucose. Proceedings of the Nutrition Society 58, 621-623.
9. O’Brien, R. M. & Granner, D. K. (1996) Regulation of gene expression by insulin. Physiological Reviews 76, 1109-1161.
La conclusión final de estos efectos es que una dieta muy rica en hidratos de carbono, aunque baja en grasa -o incluso libre de grasa- al producir un aumento considerable de la glucemia promueve la secreción de insulina, lo que activa la síntesis de grasa y su acumulación. Así, la mayor parte de los hidratos de carbono de la dieta se transforma en ácidos grasos y finalmente en triglicéridos [5-9].
Estos efectos no se producen cuando la glucemia tiene su nivel basal (5 mM, equivalente a 90 mg/100 mL), porque esta situación no promueve la secreción de insulina. En estas condiciones no se activa la síntesis de grasa, y la enzima piruvato carboxilasa puede desempeñar su papel anaplerótico permitiendo su degradación. Estos efectos señalan una vez más que la insulina no es una hormona para regular el consumo de glucosa por tejidos para producir ATP, sino para eliminar el exceso de glucosa convirtiéndola en ácidos grasos, promoviendo la obesidad, que es un hecho bien conocido.
Por lo tanto, debe concluirse que la actividad de la insulina está relacionada con el estado homeostático global del cuerpo, cuya función es mantener el nivel de glucosa en sangre baja, obligando a su consumo por algunas células particulares, en lugar de a las necesidades de energía interna de las células. La breve duración de insulina (unos minutos), demuestra que su función es resolver estados críticos de emergencia o de peligro. La insulina no es una hormona necesaria para permitir a las células a consumir glucosa, sino sólo una dispositivo para forzar su consumo rápido, a fin de reducir el nivel de glucosa en sangre cuando la dieta tiene exceso de hidratos de carbono, o cuando otras hormonas (principalmente adrenalina) la han elevado demasiado, y la actividad del cuerpo no ha sido capaz para dar cuenta para ello (un estrés no resuelto).
La causa de la confusión sobre la función de la insulina probablemente se debe a que se ha notado que la capacidad de las células musculares para consumir glucosa puede aumentarse con la influencia de la insulina, y esto probablemente ha llevado a la idea de que la insulina es necesaria para mantener la actividad muscular, y la idea se ha generalizado, extendiéndola a otras células, sin fundamento. Sin embargo, esto no es así. El principal combustible energético del músculo rojo y del corazón no es la glucosa sino los ácidos grasos, mientras que la glucosa es un combustible alternativo secundario (y especial para movimientos rápidos). Este error es sin duda una de las causas de la falta de comprensión de la diabetes. La explicación que aquí presentamos sugiere nuevas formas de lucha contra la diabetes, que explicamos en esta página web. Véase diabetes y metabolismo del ejercicio físico.
El glucagón: El glucagón es una hormona peptídica de 29 aminoácidos producida por las células alfa del páncreas y cuya principal función es estimular la producción de glucosa, aumentando así la glucemia. Esta hormona tiene un peso molecular de 3485 Dalton y es sintetizada por las células alfa del páncreas (en la estructura anatómica denominada islotes de Langerhans :NH2-His-Ser-Gln-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Tyr-Ser-Lys-Tyr-Leu-Asp-Ser-Arg-Arg-Ala-Gln-Asp-Phe-Val-Gln-Trp-Leu-Met-Asn-Thr-COOH
Una de las consecuencias de la secreción de glucagón es la disminución de la fructosa -2- bisfosfato y el aumento de la gluconeogénesis.
Se usa glucagón combinante inyectable en los casos de hipoglicemias por choque insulínico. La inyección de glucagón eleva el nivel de glucosa en la sangre. El glucagón también se utiliza como antídoto para las intoxicaciones por betabloqueadores.
Al afectarse alguno de estos factores se producen múltiples patologías, dentro de las más comunes se encuentra la diabetes mellitus.
HIPERGLUCEMIA
El nivel de azúcar en sangre alto (hiperglucemia) afecta a las personas que tienen diabetes. Hay varios factores que pueden contribuir a la hiperglucemia en las personas con diabetes, entre ellos, la elección de alimentos y actividad física, enfermedades, medicamentos no relacionados con la diabetes, o el hecho de saltear o no tomar suficientes medicamentos para bajar la glucosa.
Es importante tratar la hiperglucemia, dado que, de lo contrario, puede empeorar y dar lugar a complicaciones graves que requieren atención de emergencia, como un coma diabético. A largo plazo, la hiperglucemia persistente, incluso si no es grave, puede provocar complicaciones en los ojos, los riñones, los nervios y el corazón.
Síntomas
La hiperglucemia no provoca síntomas hasta que la concentración de glucosa es muy elevada, generalmente, cuando está por encima de los 180 a 200 miligramos por decilitro (mg/dl) o de los 10 a 11,1 milimoles por litro (mmol/l). Los síntomas de la hiperglucemia evolucionan lentamente durante el transcurso de varios días o semanas. Mientras más tiempo permanezcan altos los niveles de glucosa en la sangre, más graves pueden ser los síntomas. Sin embargo, algunas personas que tuvieron diabetes tipo 2 durante mucho tiempo no presentan síntomas a pesar de tener niveles altos de glucosa en la sangre.
Signos y síntomas iniciales.
Reconocer los síntomas iniciales de la hiperglucemia puede ayudarte a tratar la enfermedad de inmediato. Presta atención a lo siguiente:
- Micción frecuente
- Aumento de la sed
- Visión borrosa
- Fatiga
- Dolor de cabeza
Signos y síntomas posteriores
Si no se trata la hiperglucemia, puede favorecer la acumulación de ácidos tóxicos (cetonas) en la sangre y en la orina (cetoacidosis). Los signos y síntomas incluyen los siguientes:
- Aliento con olor a fruta
- Náuseas y vómitos
- Falta de aire
- Sequedad en la boca
- Debilidad
- Desorientación
- Coma
- Dolor abdominal
Cuándo debes consultar a un médico:
- Estás enfermo y no toleras alimentos ni líquidos.
- Los niveles de glucosa en la sangre están siempre por encima de los 240 mg/dl (13,3 mmol/l) y hay cetonas en la orina.
Pide una cita con el médico en los siguientes casos:
- Si tienes diarrea o vómitos constantes, pero puedes tolerar algunos alimentos o bebidas
- Si tienes fiebre durante más de 24 horas
- Si el nivel de glucosa en la sangre está por encima de los 240 mg/dl (13,3 mmol/l) aunque hayas tomado los medicamentos para la diabetes
- Si tienes dificultades para mantener el nivel de glucosa en la sangre dentro de los valores deseados
Muchos factores pueden contribuir a la hiperglicemia, entre ellos:
- No administrarse suficiente insulina o no consumir medicamentos por vía oral para tratar la diabetes
- No inyectarse insulina en forma adecuada o administrarse insulina vencida
- No seguir el plan de alimentación para la diabetes
- No realizar actividad física
- Tener una enfermedad o infección
- Consumir ciertos medicamentos, como los esteroides
- Tener una lesión o someterse a una cirugía
- Experimentar estrés emocional, como conflictos familiares o desafíos en el lugar de trabajo
Una enfermedad o el estrés pueden desencadenar hiperglicemia debido a que las hormonas producidas para combatir la enfermedad o el estrés también pueden hacer que aumente tu nivel de glucosa en la sangre. Incluso las personas que no tienen diabetes pueden desarrollar hiperglucemia transitoria durante una enfermedad grave. Pero las personas con diabetes podrían necesitar un medicamento adicional para la diabetes para mantener la glucosa en sangre cerca del nivel normal durante una enfermedad o un episodio de estrés.
Complicaciones.
Complicaciones a largo plazo
Mantener el nivel de glucosa en la sangre dentro de un rango saludable puede ayudar a prevenir muchas complicaciones relacionadas con la diabetes. Las complicaciones a largo plazo de la hiperglucemia no tratada pueden incluir los siguientes:
- Enfermedades cardiovasculares
- Daño a los nervios (neuropatía)
- Daño renal (nefropatía diabética) o insuficiencia renal
- Daño en los vasos sanguíneos de la retina (retinopatía diabética), que potencialmente lleva a la ceguera
- Nubosidad en la lente normalmente transparente del ojo (catarata)
- Problemas en los pies causados por nervios dañados o un flujo sanguíneo insuficiente que puede causar infecciones importantes de la piel, úlceras y, en algunos casos graves, la necesidad de amputación
- Problemas en los huesos y las articulaciones
- Infecciones en los dientes y encías
Prevención
Las siguientes sugerencias pueden ayudar a mantener tu nivel de glucosa sanguínea dentro del rango objetivo:
Respeta tu plan de comidas para la diabetes. Si te aplicas insulina o tomas un medicamento para la diabetes por vía oral, es importante que esto sea consistente con la cantidad y el horario de tus comidas y refrigerios. Se debe lograr un equilibrio entre los alimentos que consumes y la insulina que funciona en tu cuerpo.
Controla el nivel de glucosa en la sangre. Según tu plan de tratamiento, es posible que tengas que controlar y registrar tu nivel de glucosa en la sangre varias veces a la semana o varias veces al día. Un control riguroso es la única manera de asegurarte de que tu nivel de glucosa en la sangre se mantenga dentro del rango objetivo. Anota cuando tus lecturas de glucosa estén por encima o por debajo del rango objetivo.
Toma tus medicamentos según las indicaciones del médico.
Modifica tu medicación según la actividad física que realizas. La modificación depende de los resultados de la prueba de glucosa sanguínea y del tipo y la duración de la actividad.
Si la insulina es una hormona, ¿De donde viene la insulina que los diabéticos se inyectan?
Al principio la insulina se extraía del páncreas de los cerdos porque era prácticamente igual a la de los humanos salvo por un aminoácido, sin embargo esto traía problemas a largo plazo y los pacientes rechazaban este tratamiento.
Los científicos mediante ingeniería genética modificaron bacterias de E. coli con un plásmido que contenía el gen aislado de la insulina humana para crear la insulina reconvinante que en 1982 fue aprobada para su uso en humanos.
Las bacterias que tienen el gen humano de la insulina se multiplican a un ritmo veloz y a medida que lo hacen, producen grandes cantidades de insulina humana, entre otras sustancias. Entonces, la insulina humana se extrae de las bacterias, se purifica y se vende como medicamento.
En la actualidad los laboratorios extraen insulina de bacterias y levaduras, la insulina biosintética Es idéntica en todos los aspectos a la humana.
En los últimos años se está trabajando en vacas transgénicas para que produzcan leche enriquecida en insulina humana para que solo se deba beber la leche sin tener que purificar la proteína. También se hace lo mismo con el Cartamo que se ha mofificado para que produzca insulina en las semillas.
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