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terça-feira, 24 de maio de 2011

Insulina

Oi gente! Voltei, e agora para falar de algo mais bioquímico! Hehe. Hoje vamos falar sobre uma molécula muito importante e que a todo o momento é citada em nosso blog, a insulina. Pretendo falar nesse mesmo post sobre a função, a produção, o histórico e a estrutura dessa molécula tão essencial em nossas vidas.

Então vamos lá!

Função da insulina

Sua principal função é regular o metabolismo da glicose por todos os tecidos do corpo, com exceção do cérebro. Ela aumenta a velocidade de transporte da glicose para dentro das células musculares e do tecido adiposo. Com a captação da glicose, se ela não for imediatamente catabolizada como fonte de obtenção energética, gera-se glicogênio nos músculos e triglicerídeos no tecido adiposo. Ou seja, o efeito da insulina é hipoglicemiante, visto que reduz a glicemia sangüínea.

Normalmente, a insulina é liberada em ocasiões nas quais existam altos índices de glicose plasmática, como acontece após as refeições, variando de acordo com a quantidade e o tipo de alimento ingerido. Quando os níveis sangüíneos de alguns aminoácidos forem elevados, principalmente os BCAA’S, também ocorre um aumento considerável na liberação de insulina.

Ela atua primeiramente reabastecendo as reservas de glicogênio nos músculos e no fígado. Depois disso, se os níveis de glicose sangüínea ainda forem altos, a insulina estimula o seu armazenamento em tecido adiposo.

Produção de insulina

A insulina é um hormônio produzido pelo nosso organismo nas células beta dos pâncreas e muitas vezes, por uma disfunção nessa produção, é necessária uma reposição de insulina para indivíduos diabéticos.

Há um tempo atrás esse hormônio era extraído do pâncreas de animais que também sintetizam insulina e então aproveitado para fazer essa reposição nos organismos. Porém essa técnica não era a mais recomendada, pois o hormônio, por muitas vezes, não era compatível com o organismo humano e podia gerar efeitos colaterais, como erupções na pele e reações alérgicas, que resultavam em perda de tecido nos locais da injeção.

Com o aumento nas pesquisas sobre esse hormônio, outra técnica foi desenvolvida. A insulina passou a ser produzida em outros organismos utilizando o DNA recombinante. Essa técnica consiste em introduzir em bactérias o gene da pró-insulina humana, precursor da insulina ativa, de forma que esta passe a produzir o hormônio em grandes quantidades. O plasmídeo é cortado com enzimas de restrição e misturado com uma amostra contendo fragmentos de restrição (que contêm o gene que codifica para a insulina) produzidos por clivagem de DNA com a mesma enzima de restrição. Com auxílio de uma DNA ligase, temos a formação de um plasmídeo recombinante. E a partir disso, a produção de insulina pelo microorganismo.


Na nossa universidade, essa técnica foi desenvolvida em bactérias comuns na flora intestinal humana, como a bactéria Escherichia coli. Confira esse trabalho no seguinte link:http://www.redetec.org.br/inventabrasil/biobras.htm

Estrutura da insulina

A molécula de insulina é um polipeptídeo que possui duas cadeias A e B, ligadas por duas pontes dissulfeto entre as cadeias, que conectam os aminoácidos A7 ao B7 e A20 ao B19. Uma terceira ponte dissulfeto na cadeia A liga os resíduos A6 e A11. A estrutura covalente da insulina humana é apresentada abaixo:




Abaixo, uma animação da conformação 3D da molécula, destacando alguns aspectos das estruturas secundária (as cadeias e os "motifs"), terciária (a organização das cadeias, evidênciando as pontes dissulfeto), e por último os aminoácidos relacionados à atividade biológica da molécula, isto é, seu provável sítio de ligação com o receptor.


Quando a molécula de insulina liga-se ao seu receptor ocorre um sinal que promove a translocação de vesículas que contém transportadores para glicose. Estas vesículas aumentam a população de Glut 4 na superfície da célula, favorecendo assim a regulação da entrada de glicose.

Breve histórico

A descoberta da insulina foi uma das maiores descobertas da medicina, pois permitiu a sobrevivência de milhares de indivíduos com diabetes. Esse grande feito foi realizado na universidade de Toronto pelos pesquisadores Banting, Best, Collip e MacLeod, o que rendeu o prêmio Nobel em Medicina. Em 12 de janeiro de 1922, foi aplicada em um paciente humano a primeira injeção de insulina com finalidade terapêutica e Leonard Thompson foi o primeiro paciente a se beneficiar deste tratamento. Após obtenção de um extrato mais refinado da substância, houve redução acentuada da glicemia, o paciente recuperou peso e viveu por 13 anos, vindo a falecer aos 27 anos de pneumonia. Logo vários outros pacientes foram beneficiados com a insulinoterapia e a sobrevida média de pacientes após diagnóstico de diabetes aumentou consideravelmente. Porém, era clara que a insulina administrada, ainda necessitava de melhorias.

A estrutura exata da insulina foi descrita por Frederick Sanger, o qual recebeu o prêmio Nobel em química de 1958. Isso facilitou muitos os estudos e técnicas mais elaboradas para a produção de insulina puderam ser desenvolvidas.

Em 1978 foi anunciada a produção de insulina humana. Foi produzida por DNA recombinante, em que o gene da insulina é inserido no genoma da bactéria Escherichia coli ou no fungo Saccharomyces cerevisiae. Em 1980, tornou-se amplamente utilizada. A insulina humana tem como vantagem a menor imunogenicidade, menos reações locais e menor indução de anticorpos.

Outro ponto importante da evolução da insulinoterapia foi a forma de administração. Em 1944, foi desenvolvida uma seringa específica para administração de insulina. Em 1986, as canetas de aplicação foram introduzidas no mercado, tornado mais prática a aplicação.

Na década de 1980, surgiram as bombas de insulina para infusão de insulina contínua por via subcutânea. Atualmente seus dispositivos são pequenos, de fácil manuseio. São utilizadas apenas insulinas ultra rápidas com infusão contínua. Desta forma consegue-se mimetizar de forma bem próxima a secreção fisológica de insulina.

Vendo todos esses aspectos da insulina, percebemos a grande importância dos estudos nessa área e a grande mudança na vida dos diabéticos graças a sua produção artificial e em larga escala. Espero que tenham gostado das informações. Até a próxima!



Referências:

http://www.fisiculturismo.com.br/artigo.php?id=217

http://users.med.up.pt/med05009/bcm/aplicacoes.htm

http://saude.hsw.uol.com.br/insulina-e-diabetes1.htm

http://www.virtual.epm.br/material/tis/curr-bio/trab2000/insulina/principal.htm

http://www.emtd.com.br/diabetes/diabetes_hist_insulina.htm


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