Molecola del Mese di David S. Goodsell Trad. di Mauro Tonellato

Insulina

Indice 2001

Un Messaggero Molecolare
Le nostre cellule comunicano usando una specie di sistema postale molecolare: il sangue è il servizio postale e gli ormoni sono le lettere. L'insulina è uno degli ormoni più importanti, porta messaggi che descrivono la quantità di zucchero disponibile di momento in momento nel sangue. L'insulina è sintetizzata nelle cellule endocrine del pancreas e viene aggiunta al sangue dopo i pasti quando i livelli di zucchero aumentano. Questo segnale si diffonde in tutto il corpo: ai muscoli , al fegato e alle cellule adipose. L'insulina dice a questi organi di prendere il glucosio dal sangue per utilizzarlo nella produzione di energia, per immagazzinarlo sotto forma di glicogeno o di grasso.

Avvolgere Proteine Piccole
L'insulina è una piccola proteina e questo la rende un messaggero ancora più efficiente, infatti, essendo piccola, si può muovere rapidamente attraverso il sangue e si può legare facilmente ai recettori sulla superficie delle cellule. Le proteine piccole però pongono un problema alla cellula: è difficile farle avvolgere su se stesse nel modo corretto perchè la loro struttura non è abbastanza stabile. La cellula risolve questo problema sintetizzando una catena proteica più lunga che può avvolgersi fino ad assumere la struttura corretta. Il pezzo addizionale viene poi tagliato via, lasciando due piccole catene avvolte nel modo voluto. Queste due catene sono evidenziate in blu e verde nella figura qui a destra in basso. Le figure qui a destra rappresentano l'insulina di maiale (archivio PDB 4ins). La struttura è ulteriormente stabilizzata da tre ponti disolfuro, uno dei quali è visibile in giallo in tutte e due le figure.

Diabete Mellito
Quando la funzione dell'insulina è compromessa, o da un danno al pancreas o dall'invecchiamento, i livelli di glucosio nel sangue salgono pericolosamente, conducendo al diabete mellito. Per le persone totalmente prive di insulina, come i bambini che sviluppano il diabete nei primi anni di vita spesso a causa di una autoimmunità, questo può essere davvero pericoloso. Alti livelli di glucosio portano alla disidratazione, perchè il corpo tenta di eliminare lo zucchero in eccesso con l'urina, e a pericolose variazioni del pH del sangue, perchè il corpo utilizza i grassi per produrre energia. Il diabete mellito ha anche gravi effetti a lungo termine. È una delle più diffuse malattie croniche del mondo industrializzato. Bassi livelli di insulina, come quelli che si possono generare con l'invecchiamento, favoriscono alti livelli di zucchero nel sangue per lunghi periodi di tempo. Quindi le molecole di zucchero si legano alle proteine in tutto il corpo, compromettendo la loro funzione e si formano nuovi zuccheri derivati del glucosio che ostacolano la funzione cellulare.

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