Insulina

Insulina sau „hormonul antidiabetic” este singurul hormon cu acțiune hipoglicemiantă din organism. Meritul descoperirii sale îi revine medicului și omului de știință Nicolae Paulescu, deși Premiul Nobel pentru Medicină i-a recompensat, 2 ani mai târziu, adică în 1923, pe canadienii Collip, Banting, Best și McLeod pentru demonstrarea acțiunii terapeutice a insulinei în tratamentul diabetului zaharat la om. [1]

Numele de „insulină” arată originea sa, și anume insulele Langerhans, dar inițial acest hormon s-a numit „pancreină”, denumire atribuită de către Paulescu în 1921.

Producția și eliberarea insulinei

Insulina este secretată de componenta endocrină a pancreasului, care este reprezentată de aproximativ 800 000-1 200 000 de insule Langerhans, ceea ce înseamnă doar 1-2% din masa pancreatică totală. [2]

Insulele Langerhans sunt alcătuite din mai multe tipuri de celule, fiecare dintre ele având specificitatea secreției unui alt compus. Importanța primordială aparține însă celulelor B (beta), ce secretă insulina și amilina; aceste celule sunt dispuse în centrul insulelor Langerhans și sunt cele mai numeroase, constituind circa 80% din numărul total de celule. Celulele A (alfa), dispuse la periferie, secretă glucagonul, celulele C secretă polipeptidul pancreatic și, în fine, celulele D (delta) secretă somatostatina.

Din punct de vedere chimic, insulina este un polipeptid cu o greutate moleculară de aproximativ 6000 Da, ce este alcătuită din două lanțuri de aminoacizi: lanțul A, constituit din 21 de aminoacizi, respectiv lanțul B, format din 30 de aminoacizi, aceste două lanțuri fiind legate între ele prin intermediul a două punți disulfidice. Sinteza insulinei se petrece la nivelul ribozomilor celulelor beta, sub formă de pre-proinsulină; aceasta este o moleculă mare, alcătuită din 108 aminoacizi, ce partajează 3 fragmente distincte. Primul dintre ele este „peptidul-semnal”, format din 23 de aminoacizi și care se detașează rapid din moleculă, restul de 86 de aminoacizi însumând o greutate estimativă de 9000 Da, reprezentând fragmentul numit „proinsulină”. Molecula de proinsulină rezultată va fi transportată din ribozomi (situsul inițial) în reticulul endoplasmatic unde va fi supusă unui proces de „împachetare”, apoi va ajunge în aparatul Golgi, la acest nivel formându-se veziculele secretorii. În cursul procesului de maturare a acestor vezicule, molecula de proinsulină este scindată de către convertaze (un tip de enzime specifice) în insulină (compusă din 51 de aminoacizi) și peptidul C (format din 33 de aminoacizi). [2], [3]

Stimulul fiziologic cel mai important care determină secreția de insulină este glucoza. Ea pătrunde în celula beta prin intermediul unui transportor de glucoză, denumit GLUT 2, ceea ce va conduce la activarea hexokinazei, considerată a fi un veritabil senzor al glicemiei, iar activarea acesteia va stimula producția de ATP (adenozin trifosfat). Atunci când raportul ATP/ADP va crește, se va produce depolarizarea membranei celulei beta ca urmare a închiderii canalelor de potasiu. Acest fenomen al depolarizării va conduce la deschiderea în mod automat a canalelor de calciu, care sunt voltaj-dependente; așadar, calciul va pătrunde în celulă, iar drept urmare va avea loc procesul de exocitoză a granulelor care conțin insulina. [2] Exocitoza reprezintă eliberarea în mediul extracelular a componentelor din structurile veziculare.

Celula beta este deci o celulă polarizată, ea având caracteristicile unei celule excitabile, al cărei stimul este reprezentat de creșterea nivelului de glucoză în plasmă, iar scopul este acela de a elibera insulina din veziculele secretorii.
Secreția de insulină se face atât în condiții bazale, cât și după stimulare, aceasta din urmă producându-se atunci când glicemia (concentrația de glucoză din sânge) depășește valoarea de 80 mg/dl, atingând un maximum la nivele de peste 300 mg/dl. [2], [3]

Se poate afirma așadar că secreția insulinică are un caracter discontinuu, pulsatil, oscilator. La indivizii normali, fără diabet zaharat, insulina este secretată în paralel cu valoarea glicemiei din plasmă.

Odată cu eliberarea insulinei în vena portă, se mai eliberează și peptidul C, alcătuit din 35 de aminoacizi. Spre deosebire de peptidul C, insulina ajunge în proporții de aproximativ 50% în ficat, unde rămâne captată, astfel încât doar jumătate din cantitatea de insulină secretată inițial va ajunge în circulația generală. Peptidul C însă, nu este „sechestrat” la nivel hepatic, așa încât el va ajunge în întregime în circulația generală. Deoarece insulina si peptidul C sunt secretate în cantități egale, echimoleculare, determinarea nivelului de peptic C din sângele periferic reflectă indirect, dar cu fidelitate secreția endogenă a insulinei. [4]

Rolul și importanța insulinei

Grație rolurilor vitale, multiple și complexe pe care le deține, insulina poate fi considerată, pe bună dreptate, un veritabil „hormon al vieții”. Menirea primordială a insulinei este reglarea nivelurilor de zaharuri din sânge, în acest sens ea fiind singurul hormon hipoglicemiant din întregul organism. Insulina își exercită acțiunea pe majoritatea celulelor din organism, excepție făcând doar anumite tipuri celulare particulare, cum ar fi de exemplu, celulele nervoase. [8]

Insulina permite absorbția glucozei de către celulele musculare și adipoase, promovând așadar utilizarea acesteia la nivel periferic. Atunci când există un exces de glucoză în sânge, insulina favorizează stocarea acesteia sub formă de glicogen hepatic, așa încât să nu mai ajungă în circulația generală, care ar determina astfel o creștere și mai mare a glicemiei. Acest hormon detectează de asemenea și nivelele crescute de lipide din sânge, situație în care va promova transferul grăsimilor la nivel adipos, rezultând îngrășarea. [6], [7]

În plus, insulina stimulează și preluarea de aminoacizi din sânge, contribuind la creșterea și dezvoltarea celulelor. [5]

La nivel cardiac favorizează aprovizionarea cu oxigen, ameliorând funcția contractilă a miocardului. Din punct de vedere electrolitic, insulina scade nivelul de potasiu din sânge, favorizează transportul intracelular de magneziu și de fosfați și de asemenea crește reabsorbția renală de sodiu.

Dezechilibre ale secreției de insulină

Hipersecreția de insulină

Hipersecreția de insulină este mai degrabă o situație ipotetică, întrucât în realitate, este puțin probabilă, acest caz pretându-se în cazul în care s-a dezvoltat un insulinom (tumoră pancreatică care hipersecretă insulină). Totuși, un exces de insulină conduce la apariția unui episod hipoglicemic, care poate fi recunoscut prin manifestări precum:

• instalarea unei stări de rău general;
• incoerență verbală;
• dificultăți de gândire;
• anxietate;
• palpitații;
• confuzii;
• somnolență;
• tulburări de vedere și de comportament;
• tremurături;
• hipersudorație (transpirații excesive;
• cefalee;
• lipotimie.

În cazuri severe se pot produce convulsii, ce pot evolua spre comă și chiar exitus (deces). [8]

Hiposecreția de insulină

Hiposecreția de insulină reprezintă substratul patologic al apariției diabetului zaharat. Atât diabetul zaharat de tip 1, cât și cel de tip 2 au în comun hiperglicemia, care, indiferent dacă e cauzată de o carență absolută sau relativă de insulină, se asociază cu o evoluție cronică, determinând perturbarea nu numai a metabolismului glucidic, ci ulterior și a celorlalte metabolisme: lipidic, proteic, acido-bazic, hidro-electrolitic - toate acestea provocând, în timp, leziuni la nivelul vaselor de sânge, inimii, nervilor, rinichilor, ochilor.

Deficitul de insulină creează contextul hiperglicemic, situație în care are loc o diureză osmotică exagerată, care clinic va fi exprimată prin poliurie (eliminarea de urină în canități de 3000-5000 ml/24 ore, cu aspect decolorat, hipocrom, dar cu densitate crescută, de 1030-1040), ce se poate însoți și de nicturie (micțiuni frecvente noaptea), eventual enurezis la copil și incontinență la persoanele în vârstă. La nivele glicemice foarte crescute apare de asemenea, glicozuria (eliminarea de glucoză prin urină).

Hiperglicemia antrenează mai departe pierderi excesive de apă, electroliți (potasiu, natriu, calciu, magneziu), pierderi la care contribuie în plus, vărsăturile, transpirațiile excesive ori febra – fiind cunoscut faptul că prin febră se pierd estimativ 350 ml de apă la fiecare grad Celsius suplimentar.

Alte manifestări care marchează hiperglicemia cauzată de hipoinsulinemie este polidipsia (setea), senzație care se accentuează cu predilecție în timpul nopții, pacientul resimțindu-și gura „uscată”, dar și polifagia (foamea), care adeseori este greu sesizabilă, întrucât apare în contradicție cu scăderea în greutate, produse pe seama deshidratării și denutriției azotate, prin proteoliză și lipoliză - situații consecutive imposibilității utilizării glucozei ca substrat energetic. [9]

Diagnosticul de diabet zaharat se pune însă pe baza valorilor glicemiei. Paraclinic, prin biochimie, au fost stabilite de către Organizația Mondială a Sănătății următoarele criterii care certifică prezența acestei maladii:

• prezența simptomelor clinice și o glicemie „întâmplătoare”, în orice moment al zilei mai mare sau egală cu 200 mg/dl (11, 1 mmol/l) SAU
• cel puțin două glicemii a jeun (adică pe nemâncate, ultima masă fiind servită cu minimum 8 ore înainte) mai mare sau egală valorii de 126 mg/dl (7 mmol/l) SAU
• o glicemie mai mare sau egală cu 200 mg/dl (11, 1 mmol/l) la 2 ore după efectuarea testului de toleranță la glucoza administrată oral (care se bazează pe ingerarea unui amestec de 75 de grame de glucoză în 250-300 ml de apă);
• un criteriu recent introdus este acela al detectării unei valori mai mari de 6, 5 % a HbA1c (HbA1c reprezintă o entitate a hemoglobinei totale și care în mod normal ar trebui sa fie mai mică decât 6%). [10]

În mod evident, din momentul în care pancreasul endocrin nu mai secretă suficientă insulină, tratamentul ce se impune vizează practic rezolvarea acestui deficit, prin administrarea de antidiabetice orale sau insulină, cu doze ajustate în funcție de nivelul glicemiei. Nevoia de insulină a organismului este imperioasă și desigur, vitală, pentru că acest hormon coordonează buna funcționare a tuturor aparatelor și sistemelor, asigurând transportul glucozei la celulele ce o vor folosi ulterior ca sursă de energie. Este așadar de înțeles de ce, în lipsa ei, se produc ireversibile leziuni ce vor degrada constant organismul, așa cum se întâmplă în evoluția diabetului zaharat.