En
este apartado, nos hemos decidido a explicar el díficil papel de la insulina en
el mecanismo de la metabolización de los hidratos de carbono y cómo la calidad
de este proceso afecta al resto del organismo.
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Producción de insulina
endógena |
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La función de la
insulina sobre con la glucosa |
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Alteraciones
provocadas por la falta de insulina |
Producción de
insulina endógena
Las células Beta fabrican insulina en etapas.
La primera etapa es la producción de la proinsulina. La proinsulina es una
molécula formada por una cadena proteínica de 81 aminoácidos, que es precursora
de la insulina. Las células Beta del páncreas procesan la proinsulina
convirtiéndola en insulina por la sustracción enzimática del péptido C, que es
una estructura de 30 aminoácidos que conecta las cadenas A y B (de 21 y 30
aminoácidos, respectivamente).
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Molécula de insulina,
compuesta de cadenas tipo A y B |
El
péptido C no tiene ninguna función conocida. Sin embargo, se segrega en las
mismas cantidades que la insulina y, de hecho, circula en la sangre más tiempo
que la insulina, por lo que es un preciso marcador cuantitativo del
funcionamiento de las células Beta. Así, unos niveles normales de péptidos C
indican una secreción relativamente normal del páncreas.
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Molécula de insulina,
compuesta de cadenas tipo A y B |
La
insulina se almacena en las células Beta en gránulos secretorios, que se
preparan para liberarla en la circulación sanguínea, en respuesta al estímulo
de una concentración creciente de glucosa en sangre. Un páncreas funcionando
normalmente puede fabricar y liberar diariamente de
La función de la insulina
sobre con la glucosa
La
glucosa es el combustible primario para todos los tejidos de cuerpo. El cerebro
usa en torno al 25% de la glucosa total de cuerpo. Sin embargo, debido a que el
cerebro almacena muy poca glucosa, siempre tiene que haber un abastecimiento
constante y controlado de glucosa disponible en la corriente sanguínea. El
objetivo es mantener al cerebro funcionando adecuadamente. En este sentido, es
de vital importancia que el nivel de glucosa en sangre se mantenga en un rango
de
La
insulina es la principal hormona que regula los niveles de glucosa en sangre.
Su función es controlar la velocidad a la que la glucosa se consume en las
células del músculo, tejido graso e hígado.
Cada
uno de estos tipos de células del cuerpo usan la glucosa de una manera
diferente. Este uso está determinado por el sistema enzimático específico de
cada una. El tratamiento de la diabetes se basa en la interacción de la
insulina y otras hormonas con los procesos celulares de estos tres tipos de
células del cuerpo.
La
glucosa es el estímulo más importante para la secreción de insulina.
La grasa
La función primaria de la célula del tejido
adiposo es almacenar energía en forma de grasa. Estas células contienen enzimas
únicos que convierten la glucosa en triglicéridos y posteriormente los
triglicéridos en ácidos grasos, que son liberados y convertidos en cuerpos
cetónicos según el hígado los va necesitando. Tanto la conversión de glucosa a
triglicéridos como la ruptura de los triglicéridos a ácidos grasos son
regulados por la insulina. La insulina también inhibe la lipasa, un enzima que
descompone la grasa almacenada en glicerol y ácido grasos. Por lo tanto,
regulando la captación de glucosa en las células grasas, la insulina influye en
el metabolismo de las grasas. En ausencia de insulina, las células grasas
segregan de forma pasiva la grasa almacenada en grandes cantidades, por lo que
no se metabolizan completamente y conducen al diabético a la cetoacidosis.
Músculo
Con respecto al metabolismo de la insulina,
las células del músculo tienen dos funciones primarias:
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Convertir la
glucosa en la energía que necesita el músculo para funcionar. |
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Servir como un
depósito de proteína y glucógeno. |
Como
el tejido graso, el músculo necesita que la insulina facilite el transporte de
la glucosa a través de la membrana de la célula. La célula del músculo tiene
sus enzimas propias para controlar los dos caminos metabólicos hasta la
glucosa: su conversión en energía contractil y su conversión en glucógeno.
Cuando el nivel de glucosa en sangre es normal, la insulina también influye
sobre las enzimas de las células del músculo al favorecer la captación de
aminoácidos e impedir la utilización de la proteína propia.
El hígado
El glucógeno del hígado es otra forma de
almacenamiento de glucosa. Es mucho más fácil disponer del glucógeno para
obtener energía que de los triglicéridos, que primero tienen que ser
convertidos en ácidos grasos y, posteriormente, en cuerpos cetónicos. El hígado
controla estas conversiones y también convierte los aminoácidos en glucosa si
es necesario. Este último proceso se llama la gluconeogénesis (formación de
nueva glucosa).
Aunque
la insulina no sea necessaría para el transporte de la glucosa al hígado,
afecta directamente la capacidad del hígado para aumentar la captación de la
glucosa al reducir el valor de glucogenólisis (la conversión de glucógeno en
glucosa), aumentando la síntesis de glucógeno, y disminuyendo el valor de
gluconeogénesis.
Las
células Beta del páncreas controlan el nivel de glucosa. En primer lugar,
sirven como un sensor de los cambios del nivel de glucosa en sangre y, después,
segregan la insulina necesaria para regular la captación de carbohidratos y
mantener los niveles de glucosa dentro de un margen muy estrecho. Existe un
sistema de retroalimentación por medio del cual una pequeña cantidad de
carbohidratos estimula las células Beta para liberar una cantidad también
pequeña de insulina. El hígado responde al aumento de la secreción de insulina
suprimiendo la conversión de glucógeno (glucogenólisis). Asimismo, la formación
de glucosa se paraliza.
Aunque
el proceso de estimulación de las células Beta y la secreción de insulina no se
comprenda completamente, se sabe que el metabolismo provoca la síntesis de
glucosa mediante un precursor de la insulina llamado proinsulina. La
proinsulina se transforma en la insulina dentro de las célula Beta y esta
insulina se almacena entonces en gránulos y se libera en respuesta a ciertos
estímulos. La glucosa es el estímulo más importante para la secreción de
insulina.
Otros
estímulos pueden ser:
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Aminoácidos |
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Hormonas tales
como:
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Estimulación
vagal |
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Sulfonilurea
(droga) |
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Cuerpos cetónicos
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Cuando las Células Beta están afectadas y sólo permanecen en
buen estado entre un 10% y un 20%, los síntomas de diabetes aparecen.
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Alteraciones
provocadas por la falta de insulina
La
diabetes mellitus es la carencia absoluta o relativa de insulina que da como
resultado acumulaciones anormales de grasa, y deficiencias en el metabolismo de
las proteínas y los carbohidratos.
Inicialmente,
la ausencia en la producción de insulina afecta a la captación y entrada de
glucosa en el músculo y células grasas. Cuando la ingesta de glucosa disminuye,
el cuerpo demanda combustible, y el glucógeno se libera desde el hígado. El
nivel de glucosa en sangre se eleva aún más. Cuando los niveles de glucosa en
sangre se acercan a los 180 mg/dl, la capacidad de los conductos renales para
reabsorber la glucosa (el umbral renal) se excede, y la glucosa es excretada
por la orina (glucosuria). Puesto que la glucosa es un diurético osmótico, se
excreta agua y sales en grandes cantidades y se produce la deshidratación
celular. Cuando la situación se prolonga, la excesiva diuresis (poliuria)
combinada con la pérdida de calorías ocasiona polidipsia (sed aumentada),
polifagia (hambre aumentada) y fatiga: los síntomas clásicos de la diabetes
mellitus.
Poliuria
Polidipsia
Polifagia
El
primer intento de las células del cuerpo de contrarrestar la falta de glucosa
es metabolizar proteínas, cuyo resultado es la liberación de grandes cantidades
de aminoácidos. Algunos de los aminoácidos se convierten en urea en el hígado y
se excretan, dando como resultado un balance negativo de nitrógeno.
En
ausencia de insulina, las células del tejido adiposo intentan proveer
combustible movilizando las reservas grasas. Los ácidos grasos libres se utilizan
inicialmente para la producción de energía, pero la mayoría alcanzan el hígado
donde se forman tres fuertes ácidos: ácido acetoacético, ácido
betahidroxibutírico y acetona. Estos cetoácidos (o cuerpos cetónicos) son
excretados finalmente por el riñón junto con bicarbonato de sodio. La
combinación de la acumulación de cetoácidos y la excreción de bicarbonato
ocasiona una caída en el PH del plasma, cuyo resultado es una acidosis.
El
cuerpo intenta corregir la acidosis mediante la llamada respiración Kussmaul's,
que es una respiración trabajosa y profunda provocada por el esfuerzo del
cuerpo para convertir el ácido carbónico en dióxido de carbono. Si no se
diagnostica la acidosis, la deshidratación y el desequilibrio de electrólitos
afectará al cerebro y, finalmente, causará coma. Si no se trata la deficiencia
de insulina. se puede llegar a la muerte.
El
tratamiento con insulina pretende revertir el estado catabólico creado por la
deficiencia de insulina. Cuando el cuerpo recibe insulina, los niveles de
glucosa en sangre comienzan a caer, de forma que las grasas dejan de proveer
combustible, con lo que cesa la producción de cuerpos cetónicos, los niveles de
bicarbonato sódico en sangre y el PH suben, y el potasio se desplaza
intracelularmente a medida que el anabolismo (reconstrucción de tejidos)
comienza.
La
insulina pancreática se segrega directamente en la circulación portal y es
transportada al hígado, que es el órgano central de homeostasis de la glucosa,
donde se degrada el 50% de la insulina. La circulación periférica transporta
entonces la insulina hasta las células del cuerpo y finalmente al riñón, donde
se degrada otro 25% y se produce la excreción.
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La diabetes mellitus es un estado catabólico ocasionado por
una deficiencia de insulina
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