Metabolismo de la insulina: acción hormonal, efectos y regulación de la glucosa

Acción hormonal y funciones de la insulina

Acción hormonal: interacción entre la hormona y su receptor.

Efecto hormonal: la respuesta que genera la acción.

Función hormonal: lo que produce (por ejemplo, la insulina reduce la glucosa en sangre).

Historia del descubrimiento de la insulina

1920: Banting y Best aíslan la insulina. Premio Nobel: Macleod y Banting.

1945: Sanger purifica la proteína.

Células pancreáticas y biosíntesis de la insulina

Células delta: somatostatina. Células PP: polipéptido pancreático.

Preproinsulina → proinsulina [1 cadena] → (− péptido C) → insulina (2 cadenas).

Receptor de insulina

Insulina → receptor (subunidad alfa) → autofosforilación de la tirosina quinasa (subunidad beta).

Transporte de glucosa

• GLUT 1: barrera hematoencefálica.
• GLUT 3: células nerviosas.

Llegada de glucosa al cerebro (dependiente de insulina en algunos tejidos). Utilización de la glucosa en: síntesis de glucógeno y vía de las pentosas fosfato (obtención de NADPH + H⁺) para la síntesis de lípidos de membrana.

Metabolismo de los cuerpos cetónicos

Sangre: 3-hidroxibutirato; acetoacetato.

Citosol: 3-hidroxibutirato; acetoacetato → acetoacetil-CoA → 2 × acetil-CoA → ácidos grasos. Acetil-CoA + acetoacetil-CoA → 3-hidroxi-3-metilglutaril-CoA → colesterol.

Membrana mitocondrial: 3-hidroxibutirato ⇄ acetoacetato (NAD⁺ ⇄ NADH + H⁺).

Mitocondria: acetoacetato ⇄ acetoacetil-CoA (succinil-CoA ⇄ succinato). Acetoacetil-CoA → acetil-CoA → ciclo de Krebs (se necesita un mínimo de glucosa para formar el oxalacetato del ciclo de Krebs).

Lanzadera de NADH + H⁺ del citosol a la mitocondria

Citosol: α-cetoglutarato → oxalacetato (usando Asp → Glu); oxalacetato → malato (MDH, usando NADH + H⁺ → NAD⁺).

Mitocondria: malato → oxalacetato (usando NAD⁺ → NADH + H⁺); oxalacetato → α-cetoglutarato (usando Glu → Asp).

Metabolismo energético

Fosfocreatina → creatina (creatina quinasa + ATP). AMP + ATP ⇄ 2 ADP (adenilato quinasa).

Neurotransmisores y aminoácidos derivados

Tirosina → DOPA → dopamina → noradrenalina → adrenalina. Triptófano → serotonina. Glutamato → GABA; glutámico, beta-alanina, taurina.

Efectos metabólicos de la insulina

Metabolismo glucídico

• Hígado: activa la glucogénesis y aumenta la utilización de glucosa.
• Músculo: aumenta el transporte mediante GLUT 4 y activa la glucogénesis y la glucólisis.
• Tejido adiposo: incrementa la captación de glucosa. Facilita el metabolismo de la glucosa al permitir su captación en el tejido adiposo y muscular. Al obtener glicerol, se relaciona con el metabolismo de los lípidos.

Metabolismo lipídico

Incrementa la síntesis de ácidos grasos y triglicéridos en el tejido adiposo e hígado (lipogénesis). Inhibe la lipólisis y las acciones lipolíticas de la adrenalina, la hormona del crecimiento y el glucagón.

Metabolismo proteico

• Hígado: desciende el catabolismo proteico.
• Músculo: incrementa la síntesis proteica y la captación de aminoácidos. Inhibe la oxidación hepática de aminoácidos.

Efectos de la hiperglucemia

1. Activa la captación de glucosa a través de GLUT (sobre todo GLUT 4, presente en tejido adiposo y esquelético, muy sensible a la insulina).
2. Activa la glucólisis.
3. Inhibe la gluconeogénesis.
4. Facilita la síntesis de glucógeno.
5. Inhibe la degradación del glucógeno (glucogenólisis).
6. Facilita la lipogénesis.
7. Inhibe la lipólisis.