INSULINA
Una volta secreta dalle beta-cellule, dopo tutta una serie di passaggi a livello epatico, l’insulina raggiunge il liquido extracellulare ed arriva a contatto con le cellule producendo degli effetti biologici.
Effetti biologici dell’insulina
Coinvolgono pressoché tutti gli organi del corpo. L’insulina media le reazioni biologiche che portano in genere alla sintesi del glicogeno a partire dal glucosio, all’accumulo dei lipidi e all’aumento della sintesi proteica e le reazioni che portano a questi composti vengono dette di tipo anabolico. Visto che questo ormone agisce nella via anabolica, ha un effetto anti-catabolico, cioè inibisce la degradazione dei trigliceridi in acidi grassi e del glicerolo in glucosio. L’effetto biologico che permette all’insulina di espletare le sue funzioni anaboliche è quello di facilitare l’ingresso del glucosio nelle cellule.

INSULINA E FEGATO
Il fegato è l’organo più importante che può produrre il glucosio, infatti il glucosio può anche essere prodotto dal rene e dalla mucosa intestinale. Il fegato è il primo organo che l’insulina trova nel suo passaggio dopo essere stata liberata a livello del circolo portale (la vena porta trasporta il sangue al fegato). Questo organo può intrappolare circa il 50% della quantità totale di insulina liberata dal pancreas e quindi è molto importante nella regolazione della omeostasi glicemica. Nel tessuto muscolare e in quello adiposo l’insulina è necessaria per il passaggio del glucosio dall’esterno all’interno della cellula. Nel fegato invece il passaggio del glucosio può avvenire liberamente cioè le cellule epatiche sono liberamente permeate dal glucosio senza effetto insulinico. Il fegato ha un comportamento particolare per quanto riguarda la capacità di captare i carboidrati (glucosio) che derivano dall’assorbimento intestinale e di immetterli in circolo. In generale possiamo dire che il fegato produce e immette glucosio in circolo ogni qualvolta la glicemia scende al di sotto dei 120mg/dl. Con glicemie al di sopra dei 120mg/dl il fegato non libera glucosio ma cerca di immagazzinarlo sotto forma di glicogeno. Con glicemie stabili intorno a 120mg/dl il flusso bidirezionale del glucosio cessa (non c’è immissione in circolo). L’insulina può quindi controllare le capacità del fegato di accumulare glucosio, quando esso è presente come ad esempio durante il suo assorbimento intestinale, oppure la capacità di immetterlo in circolo durante il digiuno o durante le ore notturne. In questo ultimo caso il glucosio viene o dalla scissione del glicogeno o, se il digiuno si protrae per più di 12-16 ore, si possono utilizzare substrati non glucidici come gli aminoacidi glucogenetici. L’insulina esplica un’azione di controllo molto fine sulla gluconeogenesi (produzione del glucosio a partire dal glicogeno) e sulla glicolisi (scissione del glucosio per produrre energia). Gli enzimi glicolitici sono attivati dall’insulina, mentre quelli gluconeogenetici vengono inibiti dall’insulina come in condizioni di disponibilità di substrati nutritivi oppure vengono attivati dalla carenza insulinica o dagli ormoni contro insulari (glucagone, catecolamine, glucocorticoidi, l’ormone somatotropo e in minor misura anche quelli tiroidei). Questi ormoni possono attivare gli enzimi gluconeogenetici soprattutto se c’è una carenza di insulina come accade nel diabete mellito. In corso di diabete mellito non può avvenire la fosforilazione del glucosio, la sintesi del glicogeno e il fegato usa gli aminoacidi del catabolismo muscolare per produrre glucosio. Inoltre arrivano al fegato, dal tessuto adiposo, grosse quantità di acidi grassi liberi che dovrebbero essere usate per produrre le VLDL; questo avviene nell’uomo ma in quantità molto limitate infatti la più grossa quota di essi viene usata per formare corpi chetonici che una volta in circolo vengono usati dal muscolo. Fonte

INSULINA E MUSCOLI
Anche a livello del tessuto muscolare esiste una riserva energetica formata da poco tessuto adiposo e molto glicogeno che viene sintetizzato e depositato nel muscolo a partire dal glucosio.L’insulina anche nel tessuto muscolare facilita l’ingresso del glucosio nel muscolo; ed anche di una grossa quota di aminoacidi che stimolano la sintesi proteica muscolare. Attraverso l’attivazione della glicogeno sintetasi l’insulina stimola la produzione di glicogeno. Dalla contrazione muscolare si origina l’acido lattico che viene eliminato dal tessuto muscolare, raggiunge il fegato dove viene di nuovo trasformato in glucosio (questo processo è detto ciclo di cori). Comunque il muscolo per le sue necessità metabolico-energetiche può utilizzare il lattato (le reazioni sono bidirezionali). Un altro substrato che il muscolo è in grado di utilizzare è costituito dagli acidi grassi liberi che possono derivare dal tessuto adiposo per i processi di lipolisi.
Carente effetto insulinico
In questo caso si riduce la possibilità di utilizzare il glucosio per la sintesi del glicogeno, quindi c’è unimpoverimento delle riserve di glicogeno all’interno del muscolo. Non c’è la possibilità che gli aminoacidi vengano utilizzati perché non penetrano nella cellula muscolare anzi le proteine che sono presenti nel muscolo vengono catabolizzate e trasformate in aminoacidi che escono dal muscolo e vengono usati dal fegato per produrre glucosio. Quello che succede nel tessuto adiposo in seguito alla carenza di insulina (diabete o digiuno), cioè la liberazione di acidi grassi liberi (FFA), influisce sul tessuto muscolare che utilizza questi FFA a fini energetici quando manca il glucosio. Nel diabete c’è, rispetto al digiuno, una lipolisi molto più accentuata. Il muscolo a fini energetici può anche usare i corpi chetonici che si producono al livello del fegato. Quindi il muscolo risente del comportamento del tessuto adiposo a del tessuto epatico.

INSULINA E TESSUTO ADIPOSO
La funzione principale del tessuto adiposo nel nostro organismo è quella di fungere da riserva energetica. Nell’uomo di riferimento che ha un peso di 75 Kg, sono presenti circa 15 Kg di tessuto adiposo, ed il 90% di questo tessuto adiposo è costituito da trigliceridi e il totale calorico contenuto è di 121.500 calorie (enorme riserva energetica). Il principale substrato della sintesi dei trigliceridi è rappresentato dal glucosio che viene immesso in circolo dopo i pasti e captato tramite l’insulina. La cellula adiposa oltre che produrre trigliceridi a partire dal glucosio è in grado di utilizzare degli acidi grassi liberi che prelevano dal circolo sanguigno. Questi acidi grassi liberi derivano dal catabolismo delle lipoproteine che trasportano trigliceridi: chilomicroni di origine intestinale che trasportano i trigliceridi esogeni (derivanti dall’assorbimento intestinale) e le VLDL che trasportano i trigliceridi endogeni (sintetizzate nel fegato). Questi trigliceridi endogeni ed esogeni una volta in circolo sono soggetti all’azione di un enzima: la lipoproteinlipasi che è localizzata a livello delle pareti cellulari adiacenti alle cellule adipose che determinano l’idrolisi dei trigliceridi trasportati dai chilomicroni o dalle VLDL in acidi grassi liberi e glicerolo. Questa attività enzimatica viene stimolata dall’insulina che in questo modo facilita il rifornimento della cellula adiposa con gli acidi grassi liberi. Una volta che la cellula adiposa ha sintetizzato i suoi trigliceridi o li ha ricevuti dell’esterno attraverso le modalità descritte, questi sono soggetti ad un continuo turnover che varia a seconda della disponibilità di substrati. Ad esempio nel digiuno, quando la quantità di substrati nutritivi è bassa, attraverso l’azione di glucagone, catecolamine, glucocorticoidi ecc. viene attivata una lipasi ormono-sensibile endocellulare che determina l’idrolisi dei trigliceridi contenuti nella cellula adiposa in acidi grassi liberi e glicerolo.
Carente effetto insulinico
Oltre che nel diabete, si può avere anche in situazioni di digiuno protratto, in cui i livelli di insulina sono fisiologicamente bassi. In queste condizioni l’ingresso del glucosio all’interno dell’adipocita è ostacolato, non si ha quindi la formazione degli acidi grassi liberi (perché manca l’effetto insulinico).Vi è una inibizione della lipoproteinlipasi, quindi non c’è ingresso di acidi grassi dall’esterno all’interno della cellula ma al contrario tramite gli ormoni antagonisti dell’insulina (glucagone, catecolamine, glucocorticoidi ecc.) si ha l’attivazione della lipasi endocellulare ormono-sensibile che determina la lipolisi e quindi la scissione dei trigliceridi contenuti nell’adipocita in acidi grassi e glicerolo. Il risultato del carente effetto insulinico e dell’eventuale presenza di ormoni contro insulari determina una lipolisi liberando notevoli quantità di acidi grassi nel circolo sanguigno. In corso di digiuno questi acidi grassi vengono utilizzati come substrati energetici da parte di altre strutture come la cellula muscolare.In corso di diabete quando manca l’insulina si ha la inibizione della lipoproteinlipasi, l’attivazione della lipasi ormono-sensibile e una massiccia liberazione di acidi grassi da parte delle cellule adipose.
Dott. Massimo Gentili