Nel pancreas (A) è presente tessuto endocrino (isole di Langerhans) che produce ormoni. In questo tessuto sono presenti tre tipi di cellule e ciascuna produce un tipo di ormone:

• cellule alfa - glucagone
• cellule beta - insulina
• cellule delta - somatostatina

Pancreas. Image from: http://daphne.palomar.edu/ccarpenter/

L’insulina è una proteina composta da 51 amminoacidi. Tra le insuline delle diverse specie animali non c’è molta differenza strutturale, e ancora meno in termini di attività biochimica. Tuttavia quando si somministra nell’uomo, a scopo terapeutico, l’insulina animale, nell’organismo umano si formano anticorpi che ne riducono l’efficacia terapeutica. L’insulina viene secreta direttamente nel sangue dove resta per pochi minuti perché si fissa velocemente nei tessuti. L’ormone viene inattivato nel fegato e nei reni ad opera delle insulin-proteasi. L’insulina è un regolatorte che agisce su diversi tipi di metabolismi:

• glucidico
• lipidico
• proteico

e principalmente nei tessuti epatico, muscolare scheletrico e adiposo.
L’insulina abbassa la glicemia perché aumenta la velocità dei processi che trasportano il glucosio nelle cellule, che lo metabolizzano (glicolisi) e che lo accumulano (glicogenosintesi e sintesi dei grassi); inibisce la formazione di glucosio per gluconeogenesi.
Aumenta i depositi di acidi grassi neutri nelle cellule del tessuto adiposo e negli epatociti.
Favorisce la sintesi delle proteine  e inibisce la demolizione ossidativa a scopo energetico quindi ha un’azione anabolizzante.
Aumenta la concentrazione intracellulare degli ioni K+.
L’insulina legata al proprio recettore cellulare fa si che questo fosforili un residuo di tirosina nel sito catalitico per cui questo recettore viene detto ad azione fosforilativa diretta o reccettore tirosin-chinasi. Il controllo della produzione di insulina è dovuto alla concentrazione del glucosio nel sangue.

Insulina. Image from: http://www.trasancos.net/departamentos/bioxeo/bioloxia%20molecular.htm

Il recettore dell'insulina. Image from: www.betacell.org

La carenza di insulina provoca il diabete mellito (così detto perché l’urina dei pazienti è dolciastra). Sintomi sono l’aumento della diuresi (poliuria), aumento della sete (polidipsia), aumento della fame (polifagia) e diminuzione del peso corporeo. Le analisi del sangue rilevano un aumento del glucosio ma questo non può entrare nelle cellule ed essere utilizzato se manca l’insulina. Paradossalmente c’è glucosio extracellulare ma non intracellulare. Troppo glucosio non può essere escreto dai reni e si accumula nel liquido intratubulare, qui per effetto osmotico si oppone al riassorbimento dell’acqua ed ecco l’aumento della diuresi. La poliuria può dare ipovolemia e diminuzione della pressione arteriosa.

Polidipsia. Image from: www.malignani.ud.it

Poliuria. Image from: www.fundaciondiabetes.org

Polifagia. Image from: www.site.araraquara.com.br

Il metabolismo cellulare in mancanza di glucosio utilizza i lipidi mediante demolizione ossidativa. Poiché l’Acetil-CoA prodotto dalla beta ossidazione degli acidi grassi, non può essere completamente smaltito nel ciclo di Krebs, il fegato trasforma l’Acetil-CoA in corpi chetonici. Nel sangue e nell’urina inizia uno stato di acidosi metabolica, inizialmente compensata dai meccanismi renali e respiratori ma che può portare al coma acidosico.
L’insulina a scopo terapeutico non può essere somministrata per via orale perché verrebbe distrutta dai succhi gastrici.
Nel diabete di tipo II o diabete dell’adulto vi possono essere livelli normali di insulina ma i tessuti non rispondono all’ormone.
Nelle patologie con eccessiva quantità di insulina si possono avere crisi ipoglicemiche (sudore freddo, perdita di coscienza, convulsioni o coma ipoglicemico) ma queste possono essere controllate con l’assunzione di glucosio.

Acidosi e alcalosi. Image from: www.personalweb.unito.it/carlo.albera

Il glucagone agisce a livello del fegato e ha effetto iperglicemizzante e lipolitico, in pratica ha effetti opposti a quelli dell’insulina. L’insulina è detto ormone dell’abbondanza, il glucagone è l’ormone della carestia. Le sindromi da alterata produzione di glucagone sono molto rare e a volte dovuti a tumori benigni nelle isole di Langerhans.
La somatostatina provoca un rallentamento dell’assorbimento delle sostanze nutritizie inibendo la motilità dello stomaco,del duodeno, della cistifellea, riducendo la secrezione dei succhi gastrici, enterico e pancreatico. E’ detto ormone anti obesità.

Le ghiandole surrenali sono formate da una parte midollare e da una parte corticale. Gli ormoni prodotti dalla midollare dei surreni (catecolamine) sono:

• l'adrenalina
• la noradrenalina
• la dopamina

La biosintesi avviene a partire dalla tirosina che viene trasformata in DOPA per idrossilazione, questa viene dacarbossilata a dopamina, questa viene idrossilata a noradrenalina, questa viene N-metilata ad adrenalina. Il cortisolo aumenta la produzione e l’accumulo di adrenalina. La liberazione delle catecolamine è comandato dai nervi splancnici. L’inattivazione della catecolamine è operata dagli enzimi catecol-O-metil-transferasi (COMT) e monoamino-ossidasi (MAO).

Ghiandole surrenali. Image from: www.endocrine-surgery.it

Adrenalina. Image from: www.fdgdiabete.it

Noradrenalina. Image from: www.qmc.ufsc.br

Dopamina. Image from: www.biochemistry.bham.ac.uk