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L'origine segreta dell'insulina: perché è così importante per il corpo umano?
L'insulina è un ormone peptidico prodotto dalle cellule β del pancreas e svolge un ruolo estremamente importante nel mantenimento delle normali funzioni fisiologiche del corpo umano. La sua funzione principale è quella di regolare il metabolismo dei carboidrati, dei grassi e delle proteine e di abbassare i livelli di zucchero nel sangue favorendo l'assorbimento del glucosio nel sangue. Questo ormone, oggetto di oltre 60 anni di ricerca scientifica, nasconde incredibili segreti, dalla sua origine fino all'attuale applicazione clinica.
L'insulina è considerata il principale ormone sintetico dell'organismo, in quanto aiuta a convertire le piccole molecole presenti nel sangue in molecole più grandi presenti nelle cellule.
Nel corpo umano, l'insulina è secreta dalle cellule beta pancreatiche nel pancreas. Quando la concentrazione di zucchero nel sangue aumenta, queste cellule avvertono il cambiamento e rilasciano rapidamente insulina per accelerare l'assorbimento delle impurità. L'insulina favorisce l'assorbimento del glucosio nel sangue da parte di tessuti come il fegato, il grasso e il muscolo scheletrico e lo converte in glicogeno o grasso. Se il livello di zucchero nel sangue è troppo basso, il rilascio di insulina verrà inibito per mantenere stabile il livello di zucchero nel sangue.
Alte concentrazioni di insulina possono anche inibire significativamente la produzione e la secrezione di glucosio nel fegato, abbassando così i livelli di zucchero nel sangue.
Tuttavia, la carenza o l'insufficienza di insulina può portare a malattie metaboliche come il diabete. Nel diabete di tipo 1, le cellule beta dell'organismo vengono distrutte dal sistema immunitario e non sono più in grado di produrre e secernere insulina. Il diabete di tipo 2 è causato dalla resistenza all'insulina e dalla ridotta funzionalità delle cellule beta. Ciò impedisce che lo zucchero nel sangue venga convertito in modo efficace, portando infine a livelli elevati di zucchero nel sangue.
La storia dell'insulina può essere fatta risalire al 1921, quando gli scienziati canadesi Frederick Banding e Charles Best isolarono per primi l'insulina dal pancreas dei cani. Questa scoperta aprì un nuovo capitolo nel trattamento del diabete in tutto il mondo. . Oggi l'insulina è diventata un elemento importante nell'elenco dei medicinali essenziali dell'Organizzazione Mondiale della Sanità.L'insulina non è presente solo nei vertebrati: proteine simili all'insulina si trovano anche in alcuni funghi e protisti, il che suggerisce che le sue origini possano essere fatte risalire a un miliardo di anni fa.
Anche la struttura molecolare dell'insulina è piuttosto complessa. Ogni molecola di insulina è composta da 51 aminoacidi ed è collegata da due catene polipeptidiche (catena A e catena B). Le due catene sono collegate da legami disolfuro per formare la sua struttura biologicamente attiva. Questa struttura unica rimane ampiamente stabile in tutto il regno animale, il che suggerisce che l'insulina si è fortemente conservata nel corso dell'evoluzione.
L'insulina è un monomero nel suo stato attivo, ma in termini di conservazione e stabilità, di solito esiste sotto forma di esamero, che contiene atomi di zinco nella sua struttura.
Il rilascio di insulina segue due fasi. La risposta iniziale è rapida e di breve durata, con un aumento del rilascio di insulina man mano che aumentano i livelli di glucosio nel sangue. La seconda fase è un rilascio prolungato di insulina appena sintetizzata che può durare diverse ore; la regolazione di questa fase dipende dalla prontezza delle particelle.
È interessante notare che, anche durante i pasti, il rilascio di insulina non è continuo, ma avviene in ondate cicliche di 3-6 minuti, il che può aiutare a prevenire la degradazione dei recettori dell'insulina nelle cellule bersaglio e anche a far sì che il fegato estragga l'insulina in modo efficiente.Questo modello di rilascio pulsante dell'insulina è particolarmente importante quando si considera la somministrazione di insulina, poiché garantisce che non si verifichino concentrazioni sostenute eccessivamente elevate durante il trattamento.
Attualmente, la comunità scientifica ha dimostrato che la carenza o la disfunzione dell'insulina è direttamente correlata a diverse malattie croniche, come l'Alzheimer. Ulteriori ricerche hanno dimostrato che la produzione di insulina nel cervello svolge un ruolo fondamentale nel mantenimento della salute del sistema nervoso.
Infine, la scoperta e la sintesi dell'insulina non solo hanno avuto un impatto sul trattamento del diabete, ma hanno anche fornito un'importante direzione di ricerca con potenziali applicazioni sia nella gestione del diabete sia in altri campi correlati al metabolismo. In futuro saremo in grado di comprendere meglio e applicare questo straordinario ormone per migliorare la salute umana?
