Descobriment de la insulina i el seu paper en el cos

Descobriment de la insulina i el seu paper en el cos

Exempció de responsabilitat

Si teniu cap pregunta o dubte mèdic, consulteu el vostre proveïdor d’atenció mèdica. Els articles sobre Health Guide estan recolzats en investigacions revisades per parells i en informació extreta de societats mèdiques i agències governamentals. Tot i això, no substitueixen l’assessorament mèdic professional, el diagnòstic o el tractament.

En una nit de pluja de 1921 a la Universitat de Toronto, Frederick Banting, juntament amb el seu ajudant Charles Best, van descobrir la insulina en un laboratori que John Macleod els va proporcionar. En fer-ho, van aconseguir un dels avenços mèdics més significatius de tots els temps.

D’acord, no sabem si en realitat plovia. I l’avenç segurament no es va produir en una sola nit. Però a aquests tres científics, juntament amb James Collip, que més tard va ajudar a purificar la insulina, se’ls atribueix el descobriment de la insulina.

Vitals

  • Fins al descobriment de la insulina a principis del segle XX, la diabetis tipus 1 (T1DM) va ser sempre fatal.
  • Inicialment, la insulina que s’utilitzava per al tractament es derivava d’animals, específicament de vaques (insulina bovina) i porcina (insulina porcina).
  • Ara, la insulina humana sintètica es fabrica amb bacteris. Els tipus difereixen en la rapidesa amb què actuen sobre el cos i en el mètode de lliurament.
  • El tractament amb insulina també l’utilitza el 31% de les persones amb diabetis tipus 2 (T2DM), generalment després que el pàncrees es quedi produint insulina addicional per compensar la resistència de les cèl·lules.


La veritable història de descobriment de la insulina abasta diversos anys i una legió d’investigadors (Vecchio, 2018). Tot i que les descripcions d’una malaltia que es considerava diabetis daten del 1500 aC a l’antic Egipte, no va ser fins a la dècada del 1800 que la gent va començar a adonar-se que el pàncrees podria jugar un paper en la malaltia. El 1890, els investigadors van notar que l’eliminació completa del pàncrees d’un gos donava lloc als símptomes que sovint es veien en persones amb diabetis. A partir d’això, sabien que el pàncrees tenia alguna cosa a veure amb la malaltia; només havien d’esbrinar què era exactament això.

El pàncrees és un òrgan únic que té funcions exocrines i endocrines. Exocrí: un òrgan segrega substàncies químiques a través dels conductes. En aquest cas, el pàncrees segrega enzims digestius a través dels conductes i cap a l’intestí. Endocrí: un òrgan segrega substàncies químiques directament al torrent sanguini.





Publicitat

Més de 500 medicaments genèrics, cada un de 5 dòlars al mes





Canvieu a Ro Pharmacy per obtenir les receptes emplenades per només 5 dòlars al mes cadascuna (sense assegurança).

Aprèn més

Els investigadors van notar que el pàncrees tenia múltiples funcions. Quan bloquejaven els conductes del pàncrees (la seva funció exocrina), algunes parts del pàncrees moririen. No obstant això, les zones del pàncrees conegudes com a illots de Langerhans (perquè semblaven illes de teixit al pàncrees) no van morir i el sucre en la sang no es va veure afectat. Això indicava que els illots tenien algun tipus de funció endocrina que jugava un paper en els nivells de sucre en sang. A la dècada de 1910, Sir Edward Sharpey-Schafer va encunyar el terme insulina per referir-se a la substància secretada d'aquests illots que podien controlar el sucre en sang, prenent el terme del llatí la illa , que significa illa.

Banting i Best van treballar per aïllar la insulina del pàncrees el 1921 realitzant investigacions sobre gossos. Van presentar els seus descobriments —anunciant oficialment el descobriment de la insulina— el desembre de 1921 i el 1922 la insulina es va utilitzar per primera vegada en humans. El primer receptor d’insulina va ser Leonard Thompson, un noi de 14 anys amb diabetis tipus 1. Abans d’aquest temps, la diabetis mellitus tipus 1 havia estat una malaltia mortal.





Què és la insulina i per què és tan important?

Com van descobrir Banting i altres, la insulina és una hormona que es segrega a les zones del pàncrees anomenades illots de Langerhans. Concretament, la insulina es segrega de les cèl·lules beta dels illots. També hi ha cèl·lules alfa que secreten glucagó (una altra hormona implicada en la regulació dels nivells de sucre a la sang) cèl·lules delta que secreten somatostatina (una hormona inhibidora) i quantitats més petites d’altres cèl·lules secretores d’hormones.

La insulina i el glucagó són les principals hormones que regulen els nivells de sucre en la sang al cos. Per mantenir-se sa, és essencial que els nivells de sucre en sang es mantinguin estretament controlats. Tenir nivells de sucre a la sang massa baixos (anomenats hipoglucèmies) o nivells de sucre a la sang massa elevats (hiperglucèmies) poden provocar complicacions i fins i tot la mort. La insulina ajuda a reduir els nivells de sucre en sang, mentre que el glucagó ajuda a augmentar-los. Els trastorns de la insulina són, per tant, trastorns en què els nivells de sucre en sang no estan controlats. Això es refereix principalment a malalties com la diabetis mellitus tipus 1 (T1DM) i la diabetis mellitus tipus 2 (T2DM). No obstant això, algunes afeccions poc freqüents també poden afectar els nivells d’insulina en sang. Hi arribarem aviat, però primer, aprofundim en el que fa la insulina al cos.

Insulina al cos

La insulina és un tipus d'hormona coneguda com a hormona peptídica. Les hormones pèptides treballen al cos actuant sobre la superfície de les cèl·lules per transmetre els missatges. La insulina comença com una única cadena d’aminoàcids coneguda com preproinsulina abans de convertir-la en proinsulina i, finalment, en insulina. Part d’aquest procés crea un subproducte conegut com el pèptid C. Mesurar el pèptid C pot ser important clínicament perquè pot donar una indicació de la quantitat d’insulina natural que produeix el cos d’una persona.





quant triga a desaparèixer les nafres per herpes

La insulina s’allibera de les cèl·lules beta al torrent sanguini en resposta a nivells elevats de sucre en sang (també anomenats nivells de glucosa en sang). Quan mengeu aliments amb sucre o hidrats de carboni (que es descomponen en sucre), els nivells de glucosa a la sang augmenten. Les molècules de glucosa entren a les cèl·lules beta del pàncrees passant per una proteïna de la superfície cel·lular anomenada transportador de glucosa 2 (GLUT2). Això indica a la cèl·lula beta que és hora de segregar insulina.

Un cop alliberada al cos, la insulina s’uneix als receptors d’insulina de la superfície de les cèl·lules. A les cèl·lules grasses (adiposes) i les cèl·lules musculars, l’activació del receptor d’insulina mou una proteïna anomenada transportador de glucosa 4 (GLUT4) a la superfície de les cèl·lules. La glucosa és capaç d’entrar a les cèl·lules musculars i de greix mitjançant GLUT4, reduint efectivament la quantitat de glucosa a la sang. A les cèl·lules grasses, la glucosa s’emmagatzema com a triglicèrids (un tipus de greix). A les cèl·lules musculars, la glucosa s’utilitza per obtenir energia i també es pot emmagatzemar per a llargues cadenes anomenades glicogen.

La insulina també actua sobre les cèl·lules hepàtiques, cosa que fa que també emmagatzemin glucosa com a glucogen. La glucosa pot entrar a les cèl·lules hepàtiques sense GLUT4. No obstant això, la insulina activa un enzim anomenat hexocinasa i altres enzims que intervenen en la fabricació de glicogen, capturant efectivament la glucosa allà i mantenint els nivells de sucre en la sang.

És possible fer una anàlisi de sang per comprovar els nivells d’insulina al cos. Tanmateix, aquests valors no es comproven habitualment. En canvi, es poden utilitzar altres anàlisis de sang per diagnosticar malalties com prediabetes, T1DM i T2DM, incloses la prova de glucosa en sang en dejú (FPG), la prova de tolerància oral a la glucosa (OGTT) i la prova d’hemoglobina A1c (HbA1c).





Trastorns de la insulina

Els trastorns de la insulina inclouen estats en què hi ha massa insulina al cos (anomenada hiperinsulinèmia), estats en què no hi ha prou insulina al cos i estats en què hi ha una quantitat variable d’insulina, però les cèl·lules del cos no ho són. responent-hi eficaçment. Aquesta última situació s’anomena resistència a la insulina i és la causa del prediabetes i del T2DM.

Prediabetes, T1DM i T2DM són els trastorns més freqüents de la insulina amb diferència. D'acord amb la Centres de Control i Prevenció de Malalties (CDC) , a partir del 2015, més de 84 milions d’americans tenien prediabetes, una afecció que pot provocar T2DM (CDC, 2017). A més, més de 30 milions de persones (és a dir, gairebé 1 de cada 10) als Estats Units tenen diabetis. D’aquests, el 90-95% de les persones tenen T2DM.

El T1DM és una malaltia autoimmune en què el cos deixa de produir insulina o només produeix molt poca insulina. Una malaltia autoimmune és un trastorn en què el cos s’ataca a si mateix. A T1DM, el cos fabrica anticossos que es dirigeixen i destrueixen les cèl·lules beta del pàncrees. Com a resultat, ja no són capaços de produir insulina. Abans es coneixia la T1DM com a diabetis juvenil o diabetis d’aparició juvenil, però, és possible que se li diagnostiqui recentment T1DM com a adult. La genètica sembla tenir almenys un paper parcial a l'hora de posar a algú en risc de desenvolupar T1DM, però no és l'únic factor. Els investigadors creuen que les exposicions, com ara les exposicions a virus, també tenen un paper important. Com que les persones amb T1DM no fabriquen insulina, depenen de la insulina com a tractament.

T2DM i prediabetes són malalties en què el cos és resistent a la insulina. Això significa que el pàncrees encara és capaç de produir insulina (com a mínim, al principi), però les cèl·lules del cos tenen una sensibilitat a la insulina disminuïda. Això condueix a augmentar els nivells de sucre en la sang perquè la glucosa no es transporta eficaçment a les cèl·lules grasses i musculars, ni es manté efectivament al fetge com a glicogen. Quan els nivells són lleugerament elevats, es diu que un individu té prediabetes. Un cop els nivells de sucre en sang superen un llindar determinat, es diagnostica un individu amb T2DM.

Els investigadors no estan segurs del que causa exactament la resistència a la insulina a nivell molecular, però els factors de risc més significatius són viure un estil de vida sedentari i tenir sobrepès o obesitat (en particular tenir un excés de greix al centre o augmentar la mida de la cintura). Al principi, les cèl·lules beta del pàncrees poden estar al dia amb les necessitats del cos, compensant la resistència a la insulina. No obstant això, amb el pas del temps, el pàncrees es crema i no pot produir tanta insulina com el cos necessiti. Els medicaments per al T2DM estan orientats a disminuir els nivells de sucre en sang i a fer el cos més sensible a la insulina. Una mica menys d’un terç (31%) de les persones amb T2DM necessiten insulina com a tractament.

Hi ha alguns trastorns més rars que afecten els nivells d’insulina al cos. Els insululinomes són tumors que segreguen insulina, cosa que provoca nivells elevats d’insulina en sang i nivells baixos de sucre en la sang. Són extremadament rars, amb una estimació 4 cases per 1,000,000 persones cada any (UpToDate, 2019). La nesidioblastosi és una altra afecció en què el cos produeix massa insulina. No obstant això, en lloc de tenir un tumor secretor d’insulina, les persones amb nesidioblastosi només tenen un nombre més alt de cèl·lules beta al pàncrees del normal. Per últim, hi ha causes genètiques de la insulina alta en la sang amb què neixen alguns individus. Això s’anomena hiperinsulinisme congènit. Fins ara, s’han identificat nou mutacions gèniques que poden provocar-ho, però també són molt rares: 1 de cada 2.500 a 1 de cada 50.000.

Quins són els signes i símptomes dels problemes d’insulina?

Els símptomes associats amb problemes d’insulina són els mateixos que els símptomes que es presenten quan els nivells de sucre en sang són massa elevats o massa baixos.

Quan els nivells d’insulina són massa alts, pot causar hipoglucèmia. Els símptomes de baix nivell de sucre en sang poden començar lleus, però poden arribar a ser perillosos i fins i tot mortals. Inclouen:

  • Ansietat
  • Mareig
  • Fatiga
  • Cefalea
  • Batecs del cor o palpitacions irregulars (batecs del cor ràpids que semblen agitar)
  • Trastorn
  • Suar
  • Canvis de visió
  • Confusió
  • Esborrany de paraules
  • Convulsions
  • Pèrdua de consciència
  • Mort

Quan els nivells d’insulina són massa baixos o el cos és resistent a la insulina, pot causar hiperglucèmia. Un nivell elevat de sucre en la sang pot ser asimptomàtic, pot provocar complicacions a llarg termini o pot provocar afeccions potencialment mortals conegudes com a cetoacidosi diabètica (DKA) i estat hiperglucèmic hiperosmolar (HHS). Els símptomes inclouen:

  • Augment de la set (polidipsia)
  • Micció freqüent (poliúria)
  • Fam extrema (polifàgia)
  • Manca d’energia
  • Pèrdua de pes
  • Canvis de visió
  • Adormiment, formigueig o dolor a les extremitats (neuropatia)
  • Dificultat per curar
  • Infeccions freqüents
  • Problemes de malalties del cor o vasos sanguinis
  • Alè afruitat
  • Somnolència
  • Mal de panxa
  • Vòmits
  • Febre
  • Confusió
  • coma

La insulina com a medicament

Des del seu descobriment, la insulina ha estat provada i desenvolupada en diversos medicaments que es poden administrar a persones amb diabetis. El American Diabetis Association (ADA) calcula que sis milions de persones utilitzen insulina als Estats Units (ADA, 2015).

A diferència d'altres medicaments contra la diabetis, la insulina no és una pastilla. Amb una excepció, s’ha de donar a través de la pell, normalment amb agulla. Dit això, n’hi ha múltiples opcions per a persones que prenen insulina (Shah, 2016).

  • Flascó i xeringa: el mètode del flascó i de la xeringa és el que normalment podeu pensar quan preveieu injeccions d’insulina o tirs d’insulina. Implica que l’usuari realitzi una dosi predeterminada d’insulina en una xeringa, que després s’utilitzarà per injectar-se.
  • Ploma d’insulina: les plomes d’insulina són dispositius que ja contenen insulina. L'usuari pot ajustar la dosi, normalment amb un dial o algun altre mecanisme. Els bolígrafs d’insulina són més fàcils d’utilitzar i també poden tenir agulles més petites, cosa que els fa més còmodes d’utilitzar.
  • Bomba d’insulina: les bombes d’insulina són dispositius que s’adhereixen al cos que poden administrar petites quantitats d’insulina contínuament i dosis més grans durant l’hora de menjar. Aquestes bombes imiten més de prop el que realment fa el pàncrees al cos. També poden administrar dosis d’insulina més precises. Les bombes d’insulina poden permetre a una persona una major flexibilitat en el seu estil de vida, ja que les persones només han de portar el dispositiu i no han de preocupar-se de les injeccions individuals constantment.

Quan es combinen amb un seguiment continu de la glucosa, les bombes d’insulina poden servir com una forma de lliurament d’insulina en bucle tancat. Això significa que els nivells de sucres en sang es continuen controlant i la bomba respon adequadament a les lectures. Aquest sistema de vegades es coneix com a pàncrees artificial i actualment s’està provant.

  • Injector de raig d’insulina: els injectors de raig funcionen disparant medicaments líquids a alta pressió per la pell. Poden ser un mètode de lliurament eficaç per a aquells que no se senten còmodes amb les agulles. Un estudi fins i tot ha demostrat que l’injector de raig pot ser superior a la ploma d’insulina per controlar els nivells de sucre en sang de les persones amb T2DM (Guo, 2017).
  • Insulina inhalada: actualment hi ha una forma d’insulina inhalada aprovada per la FDA, anomenada Afrezza. Afrezza és una forma d’insulina d’acció ràpida que redueix el nombre de palets d’agulla diaris que pot necessitar un individu. Altres tipus d’insulina inhalada solien estar disponibles però no eren molt populars , possiblement a causa d’efectes secundaris respiratoris (Oleck, 2016).

Igual que els mètodes d’administració d’insulina varien, també varien els tipus d’insulina que les persones poden donar-se. Al principi, la insulina que s’utilitzava per al tractament es derivava d’animals, concretament de vaques (insulina bovina) i porcina (insulina porcina). Ara, la insulina humana sintètica es fabrica amb bacteris. Per aconseguir això, els científics van utilitzar la tecnologia d’ADN recombinant. Això implica prendre el gen humà per a la producció d’insulina i col·locar-lo al codi genètic dels bacteris. Els bacteris llegeixen el codi com si fos propi i produeixen insulina humana.

Un dels objectius del tractament amb insulina és imitar el que passa amb la insulina al cos. Això inclou un subministrament constant d’insulina de baix nivell que dura tot el dia (s’anomena insulina basal) juntament amb augments d’insulina durant l’hora dels àpats per gestionar els augments relacionats de sucre en la sang (s’anomenen bolus). Amb això en ment, s’han desenvolupat diverses formes diferents d’insulina que difereixen en funció del seu temps d’aparició (quant de temps triga la insulina a començar a funcionar), del temps màxim (quant de temps després de la injecció la insulina és més eficaç) i de la seva durada (com duren els efectes de la insulina). Aquestes diferents formes de vegades es coneixen com anàlegs de la insulina. Ordenats per la rapidesa amb què funcionen, els principals tipus d’insulina segons l’ADA són:

  • D'acció ràpida: comença a treballar en 15 minuts, pics en 1 hora, és efectiu durant 2-4 hores (per exemple, lispro / Humalog, aspart / Novolog)
  • D'acció regular o de curta durada: comença a funcionar en 30 minuts, pics en 2-3 hores, és efectiu durant 3-6 hores (per exemple, Humulin R, Novolin R)
  • Actuació intermèdia: comença a treballar en 2-4 hores, pics en 4-12 hores, és efectiu durant 12-18 hores (per exemple, NPH / Humulin N, NPH / Novolin N)
  • De llarga durada: comença a treballar després de diverses hores; és efectiu durant més de 24 hores (per exemple, detemir / Levemir, glargine / Basaglar, glargine / Lantus)
  • Actuació ultra llarga: comença a funcionar després de diverses hores i és efectiva durant més de 42 hores (per exemple, degludec / Tresiba) ( HI HA )

En alguns casos, es poden combinar diferents tipus d’insulina.

Si esteu prenent insulina per al tractament de la diabetis, és important que parleu amb un professional sanitari sobre la vostra dosi. Fer un seguiment dels nivells de glucosa en sang és una bona manera d’identificar si teniu molts episodis d’hipoglucèmia o hiperglucèmia, que poden indicar que la vostra dosi hauria de canviar.

Referències

  1. Associació Americana de Diabetis. (nd). Conceptes bàsics sobre insulina. Recuperat de https://www.diabetes.org/diabetes/medication-management/insulin-other-injectables/insulin-basics .
  2. Associació Americana de Diabetis. (2015). Dades i estadístiques de dades ràpides sobre la diabetis . DADES RÀPIDES i estadístiques sobre la diabetis . Recuperat de https://professional.diabetes.org/content/fast-facts-data-and-statistics-about-diabetes .
  3. Centres de Control i Prevenció de Malalties. (2017, 18 de juliol). Nou informe dels CDC: més de 100 milions d’americans tenen diabetis o prediabetes. Recuperat de https://www.cdc.gov/media/releases/2017/p0718-diabetes-report.html .
  4. Guo, L., Xiao, X., Sun, X. i Qi, C. (2017). Comparació de l’injector de raig i el bolígraf d’insulina per controlar les concentracions plasmàtiques de glucosa i insulina en pacients diabètics tipus 2. Medicament , 96 (1). doi: 10.1097 / md.0000000000005482, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28072690
  5. Oleck, J., Kassam, S. i Goldman, J. D. (2016). Comentari: Per què la insulina inhalada va ser un fracàs al mercat? Espectre de la diabetis , 29 (3), 180–184. doi: 10.2337 / diaspect.29.3.180, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5001220/
  6. Shah, R., Shah, V., Patel, M. i Maahs, D. (2016). Mètodes de lliurament d’insulina: passat, present i futur. Revista Internacional d'Investigació Farmacèutica , 6 (1), 1. doi: 10.4103 / 2230-973x.176456, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4787057/
  7. Actualitzat. (2019). Insulinoma. Recuperat de https://www.uptodate.com/contents/insulinoma .
  8. Vecchio, I., Tornali, C., Bragazzi, N. L. i Martini, M. (2018). El descobriment de la insulina: una fita important en la història de la medicina. Fronteres en endocrinologia , 9 . doi: 10.3389 / fendo.2018.00613, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/30405529
Veure més

banneradss-2