Los Islotes de Langerhans, que son unas agrupaciones celulares complejas, de unas 3.500 células, que se rodean por los acinos del páncreas exocrino. Los islotes pancreáticos se componen de cuatro tipos fundamentales de células, (las células alfa, beta, gamma y delta).
El gen de la insulina de los mamíferos codifica una proteína precursora de una sola cadena, la preproinsulina, que madura hasta convertirse en insulina activa a través de una serie de reacciones proteolíticas. A medida que se traduce el ARNm de la preproinsulina, el péptido señal N-terminal es reconocido por partículas de reconocimiento de señales que dirigen el ribosoma al RE y facilitan la translocación de la preproinsulina a través de la membrana del RE, donde se elimina el péptido señal de 23 aminoácidos. La eliminación proteolítica de la secuencia señal y la formación de tres puentes disulfuro produce la proinsulina. Después de pasar el punto de control de calidad, la proinsulina se moviliza hasta el Aparato de Golgi donde sufre las modificaciones dependientes de las enzimas residentes. La proinsulina se secuestra en el sitio de gemación del gránulo secretor a través de interacciones con proteínas formando grandes agregados. La luz del gránulo secretor de insulina se acidifica por acción de la acción de la bomba de protones dependiente de ATP, que a su vez aumenta la actividad de las enzimas convertidoras de proinsulina. Estas enzimas separan un fragmento (péptido C) de la proinsulina y lo convierten en insulina. Las moléculas de insulina resultantes se pliegan con la ayuda de chaperonas, y forman hexámeros estables a través de interacciones con iones de zinc. La insulina se almacena como un hexámero dentro del gránulos secretores de insulina a través de la interacción con los iones de calcio y zinc. Las seis moléculas de insulina permanecen inactivas por largo tiempo en su forma hexamérica, como forma de almacenamiento de disponibilidad rápida y protección de la altamente reactiva molécula de insulina. La estimulación aguda de la secreción de insulina implica principalmente la liberación de gránulos ya presentes en la membrana plasmática. La estimulación prolongada requiere la movilización de gránulos de la reserva a través de un mecanismo que depende de la glucosa y una maquinaria de transporte de gránulos. Cuando el aumento de la glucosa en la sangre es suficiente para desencadenar la secreción la insulina es liberada por las células beta (β) directamente en el espacio intersticial, de donde pasa a los capilares fenestrados del islote y de allí a la vena porta. La molécula activa de insulina tiene 51 aminoácidos en total y se compone de dos cadenas; una cadena A de 21 aminoácidos y una cadena B de 30 aminoácidos. Las moléculas de insulina están acompañadas en cantidad equimolecular por moléculas de péptido C. La glucosa es un sustrato esencial en el metabolismo de la mayoría de las células cuyo transporte a través de las membranas biológicas requiere, por la polaridad de la molécula, de proteínas transportadoras específicas. El transporte de la glucosa a través de la membrana celular puede dividirse en dos grandes tipos, el transporte activo y el transporte pasivo. La difusión facilitada de la
glucosa a través de la membrana celular es catalizada por transportadores de glucosa GLUT o SLC2 por sus siglas en inglés: Solute Carrier Family. El transporte de moléculas por parte de estas proteínas transportadores es un ejemplo de difusión facilitada y no requiere de ATP.
La insulina se une a su receptor en la membrana plasmática de las células blanco y como consecuencia de esta unión ligando-receptor se desencadenan una serie de procesos intracelulares que finalmente promueven el ingreso de glucosa a dichas células. Los receptores insulínicos (INS-R) están ubicados en diversos tipos de células del organismo, principalmente en las células del hígado, el músculo y el tejido adiposo. Los tejidos con mayor abundancia de receptores de insulina son el parénquima hepático y el tejido adiposo, donde pueden llegar a existir 200 000 a 300 000 copias del receptor por célula. El INS-R es una glucoproteína transmembranal con actividad de enzima tirosina quinasa. Este receptor está conformado por dos subunidades alfa y dos unidades beta. En las células diana se inicia una transducción de señales cuyo efecto es el incremento en la captación de glucosa y su posterior almacenamiento, evitando así un ascenso excesivo de la glucemia posprandial. Como consecuencia de esta unión ligando-receptor en las células musculares y adiposas se produce un aumento en el número de transportadores GLUT4 en la membrana y aumento en la absorción de glucosa. Con la reducción de la concentración circulante de glucosa, se degrada la insulina ya secretada, finalizando así la respuesta unas 2 o 3 horas después de la ingesta. Además del aumento de transportadores de glucosa, la insulina es responsable de la activación de muchas reacciones anabólicas o de síntesis relacionadas con el metabolismo de carbohidratos, grasas y proteínas.
Para más información respecto de la estructura de la insulina visite el sitio:
https://pdb101.rcsb.org/motm/14
Fuente: Canal YouTube de Alejandro Porto Andión