Primer uso de insulina para tratar la diabetes en un paciente humano.

La diabetes mellitus, comúnmente conocida como diabetes, es un grupo de trastornos metabólicos caracterizados por un nivel elevado de azúcar en la sangre (hiperglucemia) durante un período prolongado de tiempo. Los síntomas a menudo incluyen micción frecuente, aumento de la sed y aumento del apetito. Si no se trata, la diabetes puede causar muchas complicaciones de salud. Las complicaciones agudas pueden incluir cetoacidosis diabética, estado hiperglucémico hiperosmolar o muerte. Las complicaciones graves a largo plazo incluyen enfermedad cardiovascular, accidente cerebrovascular, enfermedad renal crónica, úlceras en los pies, daño a los nervios, daño a los ojos y deterioro cognitivo. La diabetes se debe a que el páncreas no produce suficiente insulina o a que las células del cuerpo no respondiendo adecuadamente a la insulina producida. La insulina es una hormona que es responsable de ayudar a que la glucosa de los alimentos ingrese a las células para ser utilizada como energía. Hay tres tipos principales de diabetes mellitus:

La diabetes tipo 1 es el resultado de la incapacidad del páncreas para producir suficiente insulina debido a la pérdida de células beta. Esta forma se conocía anteriormente como "diabetes mellitus insulinodependiente" o "diabetes juvenil". La pérdida de células beta es causada por una respuesta autoinmune. Se desconoce la causa de esta respuesta autoinmune. Aunque la diabetes tipo 1 suele aparecer durante la infancia o la adolescencia, también puede desarrollarse en adultos.

La diabetes tipo 2 comienza con la resistencia a la insulina, una condición en la que las células no responden adecuadamente a la insulina. A medida que avanza la enfermedad, también se puede desarrollar una falta de insulina. Esta forma se conocía anteriormente como "diabetes mellitus no insulinodependiente" o "diabetes del adulto". La diabetes tipo 2 es más común en adultos mayores, pero un aumento significativo en la prevalencia de la obesidad entre los niños ha llevado a más casos de diabetes tipo 2 en personas más jóvenes. La causa más común es una combinación de peso corporal excesivo y ejercicio insuficiente.

La diabetes gestacional es la tercera forma principal y ocurre cuando las mujeres embarazadas sin antecedentes previos de diabetes desarrollan niveles altos de azúcar en la sangre. En las mujeres con diabetes gestacional, el nivel de azúcar en la sangre suele volver a la normalidad poco después del parto. Sin embargo, las mujeres que tuvieron diabetes gestacional durante el embarazo tienen un mayor riesgo de desarrollar diabetes tipo 2 en el futuro. La diabetes tipo 1 debe controlarse con inyecciones de insulina. La prevención y el tratamiento de la diabetes tipo 2 implica mantener una dieta saludable, ejercicio físico regular, un peso corporal normal y evitar el consumo de tabaco. La diabetes tipo 2 se puede tratar con medicamentos antidiabéticos orales, con o sin insulina. El control de la presión arterial y el cuidado adecuado de los pies y los ojos son importantes para las personas con la enfermedad. La insulina y algunos medicamentos orales pueden causar niveles bajos de azúcar en la sangre (hipoglucemia). La cirugía de pérdida de peso en personas con obesidad a veces es una medida eficaz en personas con diabetes tipo 2. La diabetes gestacional generalmente se resuelve después del nacimiento del bebé. A partir de 2019, aproximadamente 463 millones de personas tenían diabetes en todo el mundo (8,8% de la población adulta), y la diabetes tipo 2 representaba aproximadamente el 90% de los casos. Las tasas son similares en mujeres y hombres. Las tendencias sugieren que las tasas seguirán aumentando. La diabetes al menos duplica el riesgo de muerte prematura de una persona. En 2019, la diabetes provocó aproximadamente 4,2 millones de muertes. Es la séptima causa principal de muerte a nivel mundial. El costo económico mundial del gasto sanitario relacionado con la diabetes en 2017 se estimó en 727 000 millones de USD. En los Estados Unidos, la diabetes costó casi 327 000 millones de dólares estadounidenses en 2017. Los gastos médicos promedio entre las personas con diabetes son aproximadamente 2,3 veces más altos.

La insulina (del latín insula, 'isla') es una hormona peptídica producida por las células beta de los islotes pancreáticos; se considera que es la principal hormona anabólica del cuerpo. Regula el metabolismo de carbohidratos, grasas y proteínas al promover la absorción de glucosa de la sangre hacia el hígado, la grasa y las células del músculo esquelético. En estos tejidos, la glucosa absorbida se convierte en glucógeno a través de la glucogénesis o en grasas (triglicéridos) a través de la lipogénesis o, en el caso del hígado, en ambos. Las altas concentraciones de insulina en la sangre inhiben fuertemente la producción y secreción de glucosa por parte del hígado. La insulina circulante también afecta la síntesis de proteínas en una amplia variedad de tejidos. Por lo tanto, es una hormona anabólica que promueve la conversión de pequeñas moléculas en la sangre en moléculas grandes dentro de las células. Los niveles bajos de insulina en la sangre tienen el efecto contrario al promover un catabolismo generalizado, especialmente de la grasa corporal de reserva.

Las células beta son sensibles a los niveles de azúcar en la sangre, por lo que secretan insulina en la sangre en respuesta a un alto nivel de glucosa; e inhiben la secreción de insulina cuando los niveles de glucosa son bajos. La insulina mejora la captación de glucosa y el metabolismo en las células, lo que reduce el nivel de azúcar en la sangre. Sus células alfa vecinas, siguiendo las señales de las células beta, secretan glucagón en la sangre de manera opuesta: mayor secreción cuando la glucosa en sangre es baja y menor secreción cuando las concentraciones de glucosa son altas. El glucagón aumenta el nivel de glucosa en sangre al estimular la glucogenólisis y la gluconeogénesis en el hígado. La secreción de insulina y glucagón en la sangre en respuesta a la concentración de glucosa en sangre es el mecanismo principal de la homeostasis de la glucosa. La actividad de insulina disminuida o ausente da como resultado diabetes mellitus, una condición de nivel alto de azúcar en sangre (hiperglucemia). Hay dos tipos de la enfermedad. En la diabetes mellitus tipo 1, las células beta son destruidas por una reacción autoinmune, de modo que la insulina ya no puede sintetizarse ni secretarse en la sangre. En la diabetes mellitus tipo 2, la destrucción de las células beta es menos pronunciada que en la tipo 1 y no se debe a un proceso autoinmune. En cambio, hay una acumulación de amiloide en los islotes pancreáticos, lo que probablemente altera su anatomía y fisiología. La patogenia de la diabetes tipo 2 no se comprende bien, pero se sabe que están involucradas la población reducida de células beta de los islotes, la función secretora reducida de las células beta de los islotes que sobreviven y la resistencia a la insulina de los tejidos periféricos. La diabetes tipo 2 se caracteriza por un aumento de la secreción de glucagón que no se ve afectado ni responde a la concentración de glucosa en sangre. Pero la insulina todavía se secreta en la sangre en respuesta a la glucosa en sangre. Como resultado, la glucosa se acumula en la sangre.

La proteína insulina humana está compuesta por 51 aminoácidos y tiene una masa molecular de 5808 Da. Es un heterodímero de una cadena A y una cadena B, que están unidas entre sí por enlaces disulfuro. La estructura de la insulina varía ligeramente entre las especies de animales. La insulina de fuentes animales difiere un poco en efectividad (en los efectos del metabolismo de los carbohidratos) de la insulina humana debido a estas variaciones. La insulina porcina está especialmente cerca de la versión humana y se usó ampliamente para tratar a los diabéticos tipo 1 antes de que la insulina humana pudiera producirse en grandes cantidades mediante tecnologías de ADN recombinante. La insulina fue la primera hormona peptídica descubierta. Frederick Banting y Charles Herbert Best, trabajando en el laboratorio de JJR Macleod en la Universidad de Toronto, fueron los primeros en aislar la insulina del páncreas de un perro en 1921. Frederick Sanger secuenció la estructura de aminoácidos en 1951, lo que convirtió a la insulina en la primera proteína en ser totalmente secuenciado. La estructura cristalina de la insulina en estado sólido fue determinada por Dorothy Hodgkin en 1969. La insulina es también la primera proteína sintetizada químicamente y producida mediante tecnología de ADN recombinante. Está en la Lista Modelo de Medicamentos Esenciales de la OMS, los medicamentos más importantes que se necesitan en un sistema de salud básico.