Qu'est-ce que l'insuline?

L'insuline est une hormone polypeptidique composée de 51 acides aminés répartis en deux chaînes. Quelles sont ses fonctions dans le corps?

Rédigé et vérifié par el biólogo Samuel Antonio Sánchez Amador.

Dernière mise à jour : 09 mai, 2023

L’insuline est une hormone produite par le pancréas qui est chargée de réguler la quantité de glucose présente dans le sang. Il est intéressant de savoir qu’il s’agit d’un polypeptide —molécule composée de plus de 10 acides aminés— hautement conservé chez les vertébrés, puisque selon des sources scientifiques, les insulines humaine et porcine ne diffèrent que par un acide aminé.

Le diabète, pathologie caractérisée par une glycémie excessive, est de plus en plus à l’ordre du jour puisque l’Organisation mondiale de la santé (OMS) estime qu’un adulte sur 11 en souffre. Cette maladie, générée par le manque de production d’insuline ou son mésusage, a presque doublé sa prévalence au cours des 35 dernières années.

Structure de l’insuline

Comme nous l’avons déjà dit, l’insuline est définie comme un polypeptide de nature hormonale composé de 51 acides aminés, qui sont les molécules organiques de base des protéines. Dans sa forme active, elle se compose de deux chaînes. Ce sont les suivantes :

1. Chaîne A : composée de 20 acides aminés.
2. Chaîne B : composée de 31 acides aminés.

Il est à noter que ces chaînes sont liées entre elles par des ponts disulfures (liaisons covalentes entre deux atomes de soufre). De plus, selon les moments, l’insuline peut avoir différentes formes tridimensionnelles, puisque sa conformation change avec le temps.

Par exemple, lorsqu’elle est stockée dans des cellules bêta pour une utilisation ultérieure, elle se présente sous la forme d’un hexamère composé de six molécules d’insuline de base. D’autre part, sa forme active est constituée par l’hormone monomérique, c’est-à-dire la double chaîne que nous avons décrite dans les lignes précédentes.

Types d’insuline

La Diabetes Education Online Foundation nous informe qu’il existe plusieurs types d’insuline. Les catégories répondent aux critères de classement suivants :

• Début : combien de temps ils mettent pour agir.
• Pic : quand ils produisent le maximum d’impact sur le corps.
• Durée : espace d’action temporaire.
• Concentration.
• Voie d’administration : Si injecté sous la peau ou administré par voie intraveineuse.

Dans des conditions physiologiques normales, l’insuline est sécrétée selon deux schémas différents. L’une est produite en continu et est connu sous le nom de motif basal. L’objectif de ce mécanisme est de maintenir la glycémie à jeun et représente 50 % de la production de l’hormone tout au long de la journée.

D’autre part, nous avons le schéma prandial, qui active la sécrétion d’insuline après la prise alimentaire. Selon la fondation RedGDPS, on peut distinguer deux grands groupes d’insuline selon le schéma qui a conduit à sa synthèse. Nous décrivons ci-dessous ces deux catégories de manière générale.

Insulines basales

Les insulines basales sont considérées comme celles qui couvrent les besoins hormonaux entre les repas. Dans cette catégorie on retrouve les insulines détémir, glargine, glargine U-300, degludec et autres analogues biosimilaires.

Elles diffèrent entre elles par leur mode d’obtention — par des techniques d’ADN recombinant, elles peuvent être synthétisées à partir de bactéries ou de levures, par exemple —, leur délai d’action, leur pic maximal et leur durée maximale. Bien qu’il soit recherché qu’elles aient une action plate et soutenue dans le temps.

Insulines prandiales

Les insulines prandiales sont à courte durée d’action et visent à reproduire le schéma physiologique normal après avoir mangé des aliments riches en glucides. Par exemple, dans cette catégorie, nous pouvons trouver l’insuline rapide, qui commence à agir après son administration en 30 minutes, présente son pic d’activité entre 2 et 4 heures et sa durée maximale est de 6 heures.

Dans une autre sous-catégorie se trouvent les analogues ultrarapides, où l’on peut lister les variantes lispro, aspart et glulisine. Ces molécules ont été modifiées en ce qui concerne l’ordre des acides aminés dans les chaînes, car une plus grande alacrité dans les processus physiologiques est recherchée.

Dans ces cas, l’action commence au bout de 5 à 15 minutes, son pic maximal se produit entre 30 et 90 minutes et son effet ne dure pas au-delà de 4 heures. Par conséquent, ces analogues de l’insuline humaine ont un schéma d’action plus rapide et plus court.

Il faut souligner qu’il existe également un troisième groupe : les insulines prémélangées. Elles fournissent à la fois une composante basale et une composante prandiale dans une combinaison fixe.

Le rôle de l’insuline sur le glucose

Le glucose est un monosaccharide composé de six atomes de carbone et est la forme de sucre que l’on trouve librement dans les fruits et le miel. Son rendement est de 3,75 kilocalories par gramme dans des conditions normales.

Il convient de noter qu’il s’agit d’un glucide d’importance essentielle, car c’est le composé organique le plus abondant dans la nature sous sa forme combinée. C’est le composant principal des polymères complexes tels que l’amidon, un glucide présent dans les céréales, les pommes de terre, les produits laitiers et le maïs.

Par conséquent, il n’est pas surprenant que le glucose soit directement le principal carburant de tous les tissus du corps humain, comme l’indique l’Université nationale d’enseignement à distance (UNED). Le cerveau utilise 25% du glucose total ingéré. Mais comme il n’est pas capable de le stocker efficacement, il doit toujours y avoir un apport constant et contrôlé.

C’est là qu’intervient l’insuline, l’hormone anabolisante par excellence, qui permet aux cellules d’avoir l’apport nécessaire en glucose.

Mécanisme d’action

L’insuline est synthétisée dans les cellules bêta du pancréas —situées dans les îlots de Langerhans— et sa libération dépend de divers facteurs, à la fois exogènes et endogènes. Certains d’entre eux peuvent être l’apport de protéines ou de glucides ou la concentration de l’hormone de croissance.

Dans ces cellules bêta, l’insuline est synthétisée à partir de la proinsuline, une chaîne protéique composée de 81 acides aminés. Diverses enzymes sont responsables de la coupure du peptide C, une chaîne de 30 acides aminés qui sépare les chaînes A et B. Cette réaction chimique donne naissance à la molécule d’insuline active, prête à agir.

Expliquée de manière simple et rapide, cette hormone agit comme une clé, puisqu’en adhérant à des récepteurs cellulaires spécifiques elle permet au glucose de pénétrer dans la cellule en ouvrant des canaux transporteurs.

Fonctions de l’insuline

Comme nous avons pu l’observer dans les lignes précédentes, la fonction principale de l’insuline est de permettre aux cellules d’absorber le glucose. Grâce à la glycolyse et à la respiration cellulaire, les tissus obtiennent de l’énergie sous forme d’ATP pour remplir leurs fonctions pertinentes.

Selon la Fédération Espagnole du Diabète (FEDE), nous pouvons résumer les fonctions de l’insuline dans les points suivants :

• Stimule la glycogénogenèse : c’est-à-dire qu’elle favorise la voie anabolique qui donne naissance au glycogène à partir du glucose. Elle s’effectue dans le foie, car l’excès de glucose ingéré dans l’alimentation y est stocké sous forme de glycogène.
• Inhibe la glycogénolyse : limite le processus contrairement à celui décrit précédemment, c’est-à-dire la voie catabolique qui décompose le glycogène en glucose. Cela s’explique lorsqu’il y a beaucoup de glucose dans le sang et qu’il n’en faut pas plus.
• Favorise la glycolyse : favorise le processus métabolique effectué dans le cytoplasme cellulaire, à travers lequel l’énergie est obtenue à partir de l’oxydation du glucose.
• Augmente le transport du glucose : dans le muscle squelettique et le tissu adipeux.
• Autres fonctions : augmente la rétention de sodium dans les reins, favorise la synthèse des triglycérides et stimule la synthèse des protéines.

Les termes insuline et métabolisme cellulaire sont corrélés. Les réserves de glycogène dans le foie sont d’une importance essentielle pour le fonctionnement physiologique de l’être humain. Car lorsque nous n’avons pas ingéré de nourriture depuis un certain temps, ce composé nous donne l’énergie nécessaire aux processus vitaux.

Diabète et insuline

On ne peut clore cet espace sans faire une mention spéciale au diabète. Une maladie chronique qui apparaît lorsque le pancréas ne produit pas suffisamment d’insuline ou lorsque l’organisme n’utilise pas efficacement l’insuline qu’il produit.

L’Organisation Mondiale de la Santé ( OMS ) nous livre une série de données très intéressantes concernant cette pathologie :

• En 2014, un total de 422 millions de personnes diabétiques étaient estimées dans le monde, contre 108 millions enregistrés en 1980.
• Entre les années 2000 et 2016, les décès dus au diabète prématuré ont augmenté de 5 %.
• Le diabète peut provoquer des tableaux cliniques graves, tels que la cécité, l’insuffisance rénale, l’infarctus du myocarde, les accidents vasculaires cérébraux et l’amputation d’un membre.
• Pour tout cela, on estime qu’en 2016 le diabète a été la cause directe de plus de 1,6 million de décès.

Bien sûr, cette prévalence met en évidence la nécessité de connaître précisément les mécanismes de l’insuline et les besoins de chaque patient diabétique. Il convient de noter qu’il existe deux types de diabète, la majorité des adultes touchés étant de type 2. C’est-à-dire que leur corps utilise l’insuline de manière inefficace.

Même ainsi, comme indiqué par la National Library of Medicine des États-Unis, l’injection d’insuline humaine a été conçue dans le but de contrôler les niveaux de glucose sanguin chez les patients diabétiques. Par conséquent, cette pathologie est sous contrôle tant que le patient peut se permettre le traitement correspondant.

Une hormone essentielle

Enfin, l’insuline est une hormone d’importance essentielle pour les voies métaboliques de l’être humain. Grâce à elle, les niveaux de glucose dans le sang sont contrôlés, un monosaccharide qui est sans aucun doute le principal carburant de tous les processus cellulaires.

Sous sa forme naturelle, elle existe en tant que production du pancréas. Mais les êtres humains ont également développé des formes de production artificielle pour traiter la pathologie diabétique. Son lien avec le métabolisme montre à quel point il est fondamental de réguler son utilisation.