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Insulina

La insulina es una hormona esencial para todos los vertebrados, pues modula la concentración de glucosa en sangre tras la ingesta de alimentos. Existe de forma natural en el cuerpo, pero el ser humano ha logrado desarrollar variantes artificiales.

Insulina
Samuel Antonio Sánchez Amador

Escrito por el biólogo Samuel Antonio Sánchez Amador en 19 Octubre, 2020

Última actualización: 19 Octubre, 2020

La insulina es una hormona producida por el páncreas que se encarga de regular la cantidad de glucosa presente en la sangre. Resulta interesante conocer que se trata de un polipéptido —molécula formada por más de 10 aminoácidos— muy conservado entre los vertebrados, pues según fuentes científicas, la insulina humana y la porcina solo difieren en un aminoácido.

La diabetes —una patología caracterizada por niveles de azúcar en sangre desmedidos— está cada vez más a la orden del día, pues la Organización Mundial de la Salud (OMS) calcula que 1 de cada 11 adultos la padecen. Esta enfermedad, generada por la falta de producción de insulina o un mal uso de la misma, ha casi duplicado su prevalencia en los últimos 35 años.

Estructura de la insulina

Como ya hemos dicho, la insulina se define como un polipéptido de naturaleza hormonal formado por 51 aminoácidos, que son las moléculas orgánicas básicas de las proteínas. En su forma activa consta de dos cadenas. Estas son las siguientes:

  1. Cadena A: formada por 20 aminoácidos.
  2. Cadena B: formada por 31 aminoácidos.

Cabe destacar que estas cadenas se unen entre sí por puentes disulfuro (uniones covalentes entre dos átomos de azufre). Además, dependiendo del momento, la insulina puede presentar diversas formas tridimensionales, ya que su conformación cambia a lo largo del tiempo.

Por ejemplo, cuando es almacenada en las células beta para su posterior uso, se presenta en forma de hexámero compuesto por seis moléculas básicas de insulina. Por otra parte, su forma activa consiste en la hormona monomérica, es decir, la doble cadena que hemos descrito en las líneas previas.

Proceso de acción de la insulina.
La insulina actúa sobre las células provocando que la glucosa ingrese y se inserte en el metabolismo.

Tipos de insulina

La fundación Diabetes Education Online nos informa que existen diversos tipos de insulina. Las categorías responden a los criterios de clasificación siguientes:

  • Inicio: cuánto tardan en actuar.
  • Pico: en qué momento producen el impacto máximo sobre el organismo.
  • Duración: espacio temporal de actuación.
  • Concentración.
  • Vía de administración: si se inyectan debajo de la piel o si se aplican por vía intravenosa.

En condiciones fisiológicas normales, la insulina se segrega siguiendo dos patrones diferentes. Uno ocurre de forma continua y se conoce como patrón basal. El objetivo de este mecanismo es mantener las concentraciones sanguíneas de glucosa en estado de ayuno y supone un 50 % de la producción de la hormona a lo largo del día.

Por otro lado tenemos al patrón prandial, que activa la secreción de insulina tras la ingesta de alimentos. Según la fundación RedGDPS, podemos distinguir dos grandes grupos de insulina según el patrón que ha llevado a su síntesis. A continuación describimos estas dos categorías de forma general.

Insulinas basales

Se consideran insulinas basales a aquellas que cubren los requerimientos hormonales entre la ingesta de comidas. En esta categoría encontramos a las insulinas detemir, glargina, glargina U-300, degludec y otros análogos biosimilares.

Entre ellas difieren en su forma de obtención —por técnicas de ADN recombinante se pueden sintetizar a partir de bacterias o levaduras, por ejemplo—, inicio de acción, pico máximo y duración máxima. Si bien se busca que tengan una acción plana y sostenida en el tiempo.

Insulinas prandiales

Las insulinas prandiales son de acción corta y pretenden replicar el patrón fisiológico normal tras una ingesta de alimentos ricos en hidratos de carbono. Por ejemplo, dentro de esta categoría podemos encontrar a la insulina rápida, la que empieza a actuar tras su administración en 30 minutos, presenta su pico de actividad entre las 2 y 4 horas y su duración máxima es de 6 horas.

En otra subcategoría se encuentran los análogos ultrarrápidos, donde podemos listar a las variaciones lispro, aspart y glulisina. Estas moléculas han sido modificadas en lo que al orden de aminoácidos en las cadenas se refiere, pues se busca una mayor presteza en los procesos fisiológicos.

En estos casos, la acción se inicia a los 5-15 minutos, su pico máximo se produce entre los 30 y 90 minutos y su efecto no se prolonga más allá de las 4 horas. Por ello, estos análogos a la insulina humana presentan un patrón de acción más rápido y corto.

Es necesario destacar que también existe un tercer grupo: las insulinas premezcladas. Aportan en una combinación fija tanto un componente basal como otro prandial.

La función de la insulina sobre la glucosa

La glucosa es un monosacárido compuesto por seis átomos de carbono y es la forma de azúcar que se encuentra de forma libre en las frutas y la miel. Su rendimiento es de 3,75 kilocalorías por gramo en condiciones normales.

Cabe destacar que estamos ante un glúcido de esencial importancia, pues se trata del compuesto orgánico más abundante en la naturaleza en su forma combinada. Es el componente principal de polímeros complejos como el almidón, un hidrato de carbono que se encuentra en los cereales, patatas, productos lácteos y maíz.

Por ello, no es de extrañar que la glucosa suponga de forma directa el combustible primario para todos los tejidos corporales del ser humano, tal y como cita la Universidad Nacional de Educación a Distancia (UNED). El cerebro usa el 25 % de la glucosa total ingerida, pero debido a que este no es capaz de almacenarla de forma eficaz, siempre tiene que haber un abastecimiento constante y controlado.

Aquí es donde entra en juego la insulina, la hormona anabólica por excelencia, que permite disponer a las células del aporte necesario de glucosa.

Mecanismo de acción

La insulina se sintetiza en las células beta del páncreas —situadas en los islotes de Langerhans— y su liberación depende de varios factores, tanto exógenos como endógenos. Algunos de ellos pueden ser la ingesta de proteínas o carbohidratos o la concentración de la hormona del crecimiento.

En estas células beta, la insulina se sintetiza a partir de la proinsulina, una cadena proteínica compuesta por 81 aminoácidos. Diversas enzimas se encargan de cortar el péptido C, una cadena de 30 aminoácidos que separa a las cadenas A y B. Esta reacción química da lugar a la molécula de insulina activa, la cual está lista para actuar.

Explicado de una forma sencilla y rápida, esta hormona actúa como llave, ya que al adherirse sobre receptores celulares específicos permite la entrada de la glucosa en la célula mediante la apertura de canales transportadores.

Carbohidratos varios.
La insulina tiene una función especial respecto a los hidratos de carbono, los que activan su producción con la ingesta.

Funciones de la insulina

Tal y como hemos podido observar en líneas previas, la función principal de la insulina es permitir a las células la captación de glucosa. Mediante glucólisis y respiración celular, los tejidos obtienen energía en forma de ATP para realizar sus funciones pertinentes.

Según la Federación Española de la Diabetes (FEDE), podemos resumir las funciones de la insulina en los siguientes puntos:

  • Estimula la glucogenogénesis: es decir, promueve la ruta anabólica que da lugar al glucógeno a partir de glucosa. Se lleva a cabo en el hígado, ya que aquí se almacena en forma de glucógeno el exceso de glucosa ingerido en la dieta.
  • Inhibe la glucogenolisis: limita el proceso contrario al previamente descrito, es decir, la ruta catabólica que descompone el glucógeno en glucosa. Esto se explica cuando hay abundante glucosa en sangre y no se necesita más.
  • Promueve la glucólisis: favorece el proceso metabólico realizado en el citoplasma celular, mediante el que se obtiene energía a partir de la oxidación de glucosa.
  • Aumenta el transporte de glucosa: en el músculo esquelético y en el tejido adiposo.
  • Otras funciones: aumenta la retención de sodio en los riñones, favorece la síntesis de triglicéridos y estimula la síntesis de proteínas.

Los términos insulina y metabolismo celular están correlacionados. Las reservas de glucógeno en el hígado son de esencial importancia para el funcionamiento fisiológico del ser humano, pues cuando no hemos ingerido comida en un tiempo, este compuesto nos otorga la energía necesaria para los procesos vitales.

Diabetes e insulina

No podemos cerrar este espacio sin hacer una mención especial a la diabetes, una enfermedad crónica que aparece cuando el páncreas no produce insulina suficiente o cuando el organismo no utiliza con eficacia la insulina que produce.

La Organización Mundial de la Salud (OMS) nos arroja una serie de datos muy interesantes en lo referente a esta patología:

  • En el año 2014 se calcularon un total de 422 millones de personas diabéticas en el mundo, en comparación a los 108 millones censados en 1980.
  • Entre los años 2000 y 2016 se han incrementado en un 5 % las muertes por diabetes prematura.
  • La diabetes puede producir cuadros clínicos severos, como ceguera, insuficiencia renal, infarto de miocardio, accidente cerebrovascular y amputación de extremidades.
  • Por todo esto, se estima que en 2016 la diabetes fue la causa directa de más de 1,6 millones de muertes.

Desde luego, esta prevalencia ponen en evidencia la necesidad de conocer con exactitud los mecanismos de la insulina y los requerimientos de cada paciente diabético. Cabe destacar que existen dos tipos de diabetes, siendo la mayoría de los adultos afectados de tipo 2, es decir, que su organismo utiliza la insulina de forma ineficaz.

Aún así, tal y como indica la Biblioteca Nacional de Medicina de los Estados Unidos, la inyección de insulina humana se ha ideado con la finalidad de controlar los niveles de glucosa en sangre en los pacientes diabéticos. Por ello, esta patología tiene control siempre y cuando el individuo afectado pueda permitirse el tratamiento pertinente.

Insulina artificial.
El ser humano ha desarrollado la forma artificial de la insulina para el tratamiento de la diabetes.

Una hormona de esencial importancia

Como hemos podido ver , la insulina es una hormona de esencial importancia para las rutas metabólicas del ser humano. Gracias a ella se controlan los niveles de glucosa en sangre, un monosacárido que sin dudas es el combustible principal para todos los procesos celulares.

En su forma natural existe como producción del páncreas, pero también el ser humano ha desarrollado formas de elaboración artificial para abordar la patología diabética. Su vínculo con el metabolismo da cuenta de lo básico que resulta regular su empleo.

Oxitocina: una hormona excepcional

Oxitocina: una hormona excepcional

La hormona oxitocina se encuentra en el sistema límbico cerebral y desempeña un papel importante en el parto, la lactancia y en las conductas afectivas.



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Samuel Antonio Sánchez Amador
Samuel Antonio Sánchez Amador

Graduado en Biología por la Universidad de Alcalá de Henares (2018). Máster en Zoología en la Universidad Complutense de Madrid (2019). A lo largo de su carrera estudiantil, se ha especializado en áreas de parasitología, epidemiología, microbiología y otras ramas que convergen entre la ciencia experimental y la medicina.

Formó parte de un equipo de investigación del departamento de Biología Evolutiva del Museo Nacional de Ciencias Naturales (CSIC) durante dos años, durante los cuales obtuvo conocimiento específico acerca de ADN, heredabilidad y otras cuestiones genéticas.

A día de hoy, se dedica a tiempo completo a la divulgación científica, redactando para portales de índole médica, psicológica y epidemiológica.