Seleccin del tema El descubrimiento de la insulina: La insulina fue descubierta en el verano 1921 por Sir Frederick Grant Banting como consecuencia de una serie de experimentos realizados en la ctedra del Prof. John J. R. MacLeod, profesor de fisiologa de la Universidad de Toronto. Banting haba mostrado ya mucho inters por la diabetes y haba seguido de cerca los trabajos de Shafer y otros, quienes haban observado que la diabetes estaba ocasionada por la carencia de una protena originada en las clulas de los islotes de Langerhans y que haban denominado insulina. Shafer supona que la insulina controlaba el metabolismo del azcar en la sangre y su eliminacin por la orina, de tal forma que su carencia ocasionaba una excrecin urinaria aumentada. Sin embargo, sus intentos por suplir esta deficiencia de insulina administrando a los pacientes diabticos extractos de pncreas haban fracasado, probablemente debido a la presencia de enzimas proteolticas en los extractos pancreticos. Dndole vueltas al problema, en 1921, Banting ley una publicacin de un tal Moses Baron en la que se demostraba que la ligadura del conducto pancretico ocasionaba la degeneracin de las clulas productoras de la tripsina, mientras que los islotes de Langerhans permanecan intactos. Banting consigui convencer a MacLeod para que, durante las vacaciones de este le asignara un ayudante y le permitiera utilizar sus laboratorios. Charles Best, estudiante de Qumica fue el encargado de aislar la presunta protena. En tan solo 9 semanas, luchando contra reloj, Banting y Best ligaron el conducto pancretico de varios perros y obtuvieron un extracto de pncreas libre de tripsina. Despus, provocaron una diabetes experimental en otros perros y, una vez desarrollada la enfermedad, comprobaron que la administracin del extracto de pncreas de los primeros reduca o anulaba la glucosuria de los segundos. Haban descubierto la insulina. Como consecuencia de este descubrimiento, MacLeod y Banting recibieron en 1923 el Premio Nobel de Medicina. Banting protest porque MacLeod compartiera el premio en lugar de Best, y reparti con este ltimo su parte del Nobel.Justificacin: El tema parece demasiado interesante, ya que se trata de un avance en el campo de la medicina que ha resultado de bastante ayuda para las personas que parecen Diabetes,

es

una hormona que sirve como agente para introducir la glucosa a la clula. Es como el acarreador de la glucosa que debe penetrar en la clula para que sta coma y no

tenga desnutricin el humano. Por eso, cuando el diabtico empieza a tener la enfermedad o las manifestaciones, vemos que tienen mucha sed, mucha hambre y que pierden peso en relacin a que su clula no come, porque no logra entrar la glucosa dentro de la clula porque hay una insulina deficiente y cuando ms drstico es el asunto, no la hay. Por ello es importante dar un tratamiento adecuado a los pacientes y que vivan con la mejor calidad de vida Objetivos: General: El objetivo de esta investigacin es el de demostrar los beneficios que ofrece este maravilloso descubrimiento, ya que sirve como alternativa de vida para las personas con Diabetes Especifico: Nos centraremos en el Como de su descubrimiento, as como, pruebas, experimentos, hiptesis, etc. Introduccin: Hoy en da todas las insulinas del mercado son insulinas humanas sintetizadas por ingeniera gentica (DNA recombinante). Las insulinas de origen bovino o porcino han desaparecido prcticamente del mercado. Todas ellas estn muy purificadas y tan solo contienen protenas de insulina y no contaminaciones de otro tipo. El nico factor que las diferencia es la duracin de accin. Como la insulina slo se mantiene activa en la sangre durante perodos cortos (menos de 15 minutos), se han utilizado diversas maneras para retardar su liberacin y por ello su accin. Estos sistemas se basan en preparaciones inyectables que retardan la liberacin: Mediante la unin a otras protenas (portaminas). Mediante una cristalizacin: se aade Zinc y como las partculas son ms grandes tardan en hacerse solubles, por lo que va liberndose poco a poco. Dependiendo de cada sistema de retardo de su accin las insulinas pueden ser rpidas, intermedias y lentas. Todas las insulinas retardadas deben inyectarse va subcutnea, y slo la no retardada se puede administrar va endovenosa. Es la hormona "anablica" por excelencia; es decir, permite disponer a las clulas del aporte necesario de glucosa para los procesos de sntesis con gasto de energa, que luego por glucolisis y respiracin celular se obtendr la energa necesaria en forma de ATP (pastillas concentradas de energa) para dichos procesos. posible.

En resmen, permite disponer a las clulas de la "gasolina" (glucosa) necesaria para que podamos movernos, manteniendo su concentracin regular en nuestra sangre, Cmo?: Cuando el nivel de glucosa es elevada el Pncreas lo libera a la sangre. Su funcin es favorecer la absorcin celular de la glucosa. Es una de las 2 hormonas que produce el pncreas junto con el glucagn (al contrario de la insulina, cuando el nivel de glucosa disminuye es liberado a la sangre). La insulina se produce en el Pncreas en los "Islotes de Longerhans", mediante unas clulas llamadas Beta. El siguiente hito en la historia de la insulina fue la dilucidacin de su estructura, proeza realizada en 1954 por Frederick Sanger y sus colaboradores de la Universidad de Cambridge. Sanger estaba interesado por la estructura de las protenas, eligiendo la insulina por ser una de las pocas que poda ser conseguida en estado razonablemente puro, por conocerse ya su composicin qumica y peso molecular y porque la actividad de la misma deba estar ligada a algn componente estructural. La insulina es una molcula muy pequea: slo contiene 254 tomos de carbono, 337 de hidrgeno, 65 de nitrgeno, 75 de oxgeno y 6 de azufre. Adems, desde los trabajos de Fisher se saba que de los 24 aminocidos posibles, 17 estn presentes en la insulina. El trabajo realizado por Sanger consisti en dilucidar no solo la estructura total de la molcula de insulina, sino tambin el orden en el que se alinean las distintas subunidades de aminocidos. Esta secuencia es crucial: un solo cambio en la posicin de un aminocido dentro de la molcula puede hacer cambiar la funcionalidad de la protena. Para conseguir esto, Sanger utiliz el mtodo tradicional empleado por los qumicos para estudiar las grandes molculas: romperlas en fragmentos y colocarlas nuevamente juntas como las piezas de un rompecabezas. La rotura completa de la molcula sirve para identificar los aminocidos, pero no dice nada acerca de cmo estn ordenados. Sanger utiliz tres herramientas para conseguir armar el rompecabezas: la utilizacin de un marcador especial que se une a los grupos NH2 libres, la hidrlisis fraccionada y la cromatografa en capa fina. El marcador empleado por Sanger fue el DNP (dinitrofenol) que se une al NH2 terminal y resiste la hidrlisis. De esta manera, fraccionando la molcula de insulina en diferentes pptidos, marcando estos con DNP y produciendo la hidrlisis fraccionado y total de estos pptidos para identificar los aminocidos. En primer lugar, Sanger consigui fraccionar la molcula de insulina en sus dos cadenas. Para ello, aprovech el hecho de que los puentes disulfuro entre las mismas se pueden romper selectivamente por oxidacin con

acido perfrmico. Despus Sanger separ ambas cadenas por electroforesis. Demostr que una cadena se iniciaba con glicocola, mientras que la segunda se iniciaba por fenilalanina. Sanger se concentr inicialmente sobre la cadena de glicocola. Sometiendo la cadena a hidrlisis parcial, marcando los fragmentos peptdicos con DNP, separando los mismos y analizndolos en busca de secuencias iguales en los diferentes fragmentos, Sanger y sus ayudantes demostraron que la secuencia inicial de la cadena de glicocola era: Glicocola-isoleucina-valina-cido glutmico-cido glutmico

Procediendo de esta manera, Sanger lleg a conocer la secuencia completa de la cadena de glicocola. La cadena de fenilalanina, con 30 aminocidos era, con gran diferencia, el polipptido ms complejo cuyo anlisis se haba intentado jams. Sanger abord el problema empleando la misma tcnica que la utilizada para la cadena de glicocola, pero adems, emple enzimas proteolticas que cortan los polipptidos de forma selectiva. En un ao de trabajo, Sanger consigui identificar y situar los aminocidos de la cadena de fenilalanina. Tampoco fue fcil averiguar cmo se situaban los puentes disulfuro entre las dos cadenas. Sin embargo, Sanger y sus colaboradores encontraron la forma de hidrolizar las cadenas manteniendo intactos estos puentes. El anlisis de los aminocidos unidos los puentes permiti, en ltimo trmino llegar a la estructura de la insulina. Por esta magnfica proeza, Sanger recibi el premio Nobel de medicina en 1955. Se necesitaron 12 aos ms para descubrir que la insulina se excreta y se almacena como proinsulina, inactiva, que se escinde a insulina activa con sus cadenas y a un resto llamado pptido C y hasta la dcada de los 70 no se conoci con exactitud su estructura tridimensional.Desarrollo:

La insulina es una hormona "anablica" por excelencia: permite disponer a las clulas del aporte necesario de glucosa para los procesos de sntesis con gasto de energa. De esta glucosa, mediante gluclisis y respiracin celular se obtendr la energa necesaria en forma de ATP. Su funcin es la de favorecer la incorporacin de glucosa de la sangre hacia las clulas: acta siendo la insulina liberada por las clulas beta del pncreas cuando el nivel de glucosa en sangre es alto. El glucagn, al contrario, acta cuando el nivel de glucosa disminuye y es entonces liberado a la sangre. Por su parte, la Somatostatina, es la hormona encargada de regular la produccin y liberacin tanto de glucagn como de insulina. La

insulina se produce en el Pncreas en los "Islotes de Langerhans", mediante unas clulas llamadas Beta. Una manera de detectar si las beta producen insulina, es haciendo una prueba, para ver si existe pptido C en sangre. El pptido C se libera a la sangre cuando las clulas Beta procesan la proinsulina, convirtindola en insulina. Cuando slo entre un 10% y un 20% de las clulas Beta estn en buen estado, comienzan a aparecer los sntomas de la diabetes, pasando primero por un estado previo denominado luna de miel, en el que el pncreas an segrega algo de insulina. La insulina tiene una importante funcin reguladora sobre el metabolismo, sobre el que tiene los siguientes efectos:

Estimula la glucogenognesis e inhibe la glucogenolisis. Promueve la gluclisis.

Favorece la sntesis de triacilgleceroles (triglicridos). Para ello, estimula la produccin de acetil-CoA (por ejemplo, al acelerar la gluclisis), y tambin estimula la sntesis de cidos grasos (componentes de los triacilgliceroles) a partir de la acetil-CoA. Entre los vertebrados, la insulina conserva una ntima similitud estructural. Por ejemplo, la insulina bovina difiere de la humana en solo tres aminocidos, mientras que

la porcina difiere solo en uno, por lo tanto, las insulinas de procedencia animal tienen la misma efectividad que la humana. La insulina de ciertas especies de peces es lo suficientemente similar a la humana que es clnicamente efectiva para uso en humanos. An la insulina del invertebrado Caenorhabditis elegans una nematoda, es muy similar en estructura, tiene efectos celulares muy parecidos y se produce de manera anloga a la de los humanos. De modo que es una protena que se ha preservado a lo largo de la evolucin del tiempo, sugiriendo su rol fundamental en el control metablico animal. El pptido C, producto del desdoblamiento de la proinsulina, difiere considerablemente entre las diferentes especies, por lo que, aunque es tambin una hormona, tiene un papel secundario. La conformacin estructural de la insulina es esencial para su actividad como hormona. La insulina es sintetizada y almacenada en el cuerpo en forma de un hexmero, es decir, una unidad compuesta por seis insulinas, mientras que su forma activa es la de una hormona monomrica, es decir, la molcula de insulina sola. Hay muchos tipos diferentes de

insulina, que pueden dividirse en cuatro categoras. Las categoras se basan en el comienzo (cuando empieza a hacer efecto), en el pico mximo (cuando funciona mejor) y en la duracin (cuanto dura) de la insulina.

La insulina de accin rpida comienza a funcionar a los 15 minutos de su inyeccin, el pico mximo tiene lugar entre los 30 y los 90 minutos tras el comienzo de la accin y su duracin es de hasta 5 horas. La insulina de accin corta comienza a funcionar a los 30 minutos, el pico mximo tiene lugar entre 2 y 4 horas despus del comienzo, y la duracin oscila entre 4 y 8 horas. La insulina de accin intermedia tiene un comienzo entre las 2 y las 6 horas, un pico mximo que tiene lugar entre 4 y 14 horas tras el comienzo, y dura entre 14 y 20 horas. La insulina de accin prolongada tiene un comienzo de 6 a 14 horas, el pico mximo es muy dbil y tiene lugar entre 10 y 16 horas despus de la inyeccin, y la duracin es de entre 20 y 24 horas. Existen fundamentalmente dos tipos de insulina:

De accin rpida, que tiene un aspecto claro, como agua. Su accin dura de 4 a 6 horas. De accin retardada, con aspecto lechoso, turbio. Su accin dura entre 22 a 24 horas. La insulina se puede inyectar con tres tipos de jeringa: o

La jeringa de toda la vida, casi siempre de un slo uso, graduada en unidades internacionales entre 0 y 40.

o

La pluma para inyeccin de insulina. Es un aparato con el aspecto de una pluma que tiene en su interior un cartucho que contiene la insulina. El cartucho se cambia cuando la insulina se acaba, pero la pluma dura para siempre.

o

La jeringa precargada. Es un aparato parecido al anterior, pero est previamente cargado de insulina. Una vez que se acaba la insulina se tira toda la jeringa.

Tambin tenemos otros tipos de insulina:

1. Insulina de accin ultrarrpida que comienza a hacer efecto a los 15 minutos de haberse inyectado, actuando con mayor intensidad entre los 30 y los 70 minutos.

2. Insulina de accin rpida que empieza a hacer efecto a los 30 minutos de haberse inyectado, actuando con mayor intensidad entre la 1 y 3 horas despus de la inyeccin. 3. Insulinas de accin intermedia (nph) o lenta. que empieza a hacer efecto a los 60 minutos de haberse inyectado, actuando con mayor intensidad entre la 3 y 6 horas despus de la inyeccin. Las cantidades de insulina que se pone diariamente el nio deben adaptarse a sus necesidades para obtener el mejor control posible. Los ajustes en las dosis dependen de las glucemias capilares, realizadas diariamente por el propio nio o sus familiares. Las pautas ms corrientes de administracin de insulina son varias:

Una dosis: raramente se emplea en este tipo de diabetes. Dos dosis: ponindose una mezcla de Insulina intermedia y rpida, antes del desayuno y antes de la merienda o la cena.

Tres o ms dosis.

Como puede verse hay diversas posibilidades en cuanto a las pautas y es preciso individualizar el tratamiento de cada nio para conseguir el mejor control posible de la Diabetes y, al mismo tiempo, la mejor aceptacin por parte del nio. Las necesidades de insulina van variando con la edad del nio y conforme evoluciona su enfermedad, esto obliga a realizar controles peridicos. Es posible que su alumno deba realizarse controles de glucemias e, incluso, inyectarse insulina durante el horario escolar, el Colegio y su personal docente debe facilitarle la realizacin de estas actividades. La difusin de la idea de que que el control estricto de la glucemia puede prevenir las complicaciones a largo plazo de la diabetes (recientemente demostrada por ensayos clnicos) ha creado una tendencia a usar pautas posolgicas orientadas a ajustar lo ms estrechamente que se pueda la administracin de insulina a las variaciones diurnas de la glucemia. Esto implica regmenes de varias inyecciones diarias y control de glucemia por el propio enfermo. Las pautas ms utilizadas en la actualidad son: Dos dosis (antes del desayuno y por la tarde), de una mezcla de insulina intermedia e insulina rpida. La popularidad de este rgimen explica la difusin de los preparados de insulinas bifsicas. Una dosis diaria de insulina de accin prolongada (por la maana o por la noche, sustituida a veces por una dosis de insulina intermedia al

acostarse) y tres inyecciones de insulina rpida al da antes de las principales comidas. Las inconveniencias de este rgimen disminuyen si se usa un inyector tipo estilogrfica. En cualquier caso necesita pacientes motivados, pero tiene la ventaja de permitir horarios de comidas ms flexibles. La insulina es administrada por inyeccin subcutnea (cuando se toma por boca, el sistema digestivo destruye la hormona antes de que el cuerpo la utilice). Es importante que este simple procedimiento se haga correctamente: 1. Suelte la tapa de la aguja. Arrastre el mbolo hasta la marca de la jeringa que corresponda a la dosis exacta que usted quiera. 2. Sujete el tubo de insulina boca abajo con una mano, introduzca la aguja y empuje el mbolo hacia dentro del tubo para vaciar la jeringa de aire. 3. Arrastre el mbolo otra vez hacia atrs hasta llegar a la marca, asegurndose de que se ha llenado de lquido, no de aire. 4. Saque todo el aire que haya podido entrar en la jeringa hasta que el liquido este justo en la marca de la dosis y saque la aguja de la botella. 5. Limpie el rea de la inyeccin con algodn y alcohol o con agua y jabn. 6. Sujete la jeringa como un bolgrafo en una mano. Con la otra mano, coja un pellizco y pinche a unos 45 grados. 7. Empuje la aguja dentro del tejido subcutneo. Sujete la jeringa con la otra mano y con la que queda libre empuje hacia fuera el mbolo 3 4 unidades. 8. Si no aparece sangre en la jeringa, empuje el mbolo hacia abajo por completo y despus saque la aguja. No inyecte nunca si aparece sangre. En este caso saque la aguja, trela y prepare otra dosis, inyectndola en otro sitio. 9. Despus de inyectar la insulina cubra el pinchazo con un algodn y alcohol y apriete suavemente unos segundos, pero no lo raspe o apriete demasiado pues esto puede producir que la insulina se absorba dentro del flujo sanguneo demasiado pronto. La va usual de administracin de insulinas es la subcutnea. Excepcionalmente (coma diabtico) se recurre a la va IV. El mtodo ms corriente de administracin es mediante jeringuillas especiales graduadas en unidades de insulina. Han alcanzado aceptacin los aparatos inyectores en forma de pluma estilogrfica, que facilitan los regmenes de varias inyecciones al da.

Existen tambin jeringas precargadas capaces de dosificar con precisin en incrementos de 2 UI y tiles para varias aplicaciones (cambiando la aguja). Hay un problema crtico, particularmente en aquellos pases en los que el precio total y sin subvencin de la insulina es alto y debe ser pagado constantemente por el usuario o su familia durante muchos aos o dcadas. En muchos pases en vas de desarrollo, el coste de la insulina puede llegar a superar el 50% de los ingresos medios anuales. A pesar de ser mucho ms barata, muchos pases en vas de desarrollo no tienen acceso a las insulinas de origen animal, que han estado salvando vidas durante dcadas. En dichos pases, la nica insulina disponible puede costar hasta un 600% ms que en los pases vecinos (por ejemplo, 30 dlares de los EEUU, en comparacin con 5 dlares al mes) Como consecuencia, en dichos pases, incluso en las familias con ingresos medios, la incapacidad de poder pagar la insulina tiene como resultado un desarrollo ms temprano de complicaciones y la muerte prematura de personas con diabetes. Hay una

enorme presin econmica sobre unos ingresos muy limitados. En fuerte contraste, el precio de la insulina en las economas desarrolladas normalmente est fuertemente subvencionado por los gobiernos o por los acuerdos con las aseguradoras. Como resultado, el coste anual de la insulina suele estar por debajo del 0,3% de los ingresos anuales medios, menos de 3 dlares mensuales. Si las personas que viven en pases con economas desarrolladas tuviesen que pagar el mismo precio relativo por la insulina, les costara aproximadamente 1.000 dlares mensuales (12.000 dlares al ao). La diabetes es hoy da una epidemia mundial y la diabetes tratada con insulina contina en aumento de modo alarmante. ste es un problema grave y urgente. La insulina que nos inyectamos procede de dos fuentes, de origen animal (pncreas de cerdo o de vaca) o de bacterias alteradas por medio de ingeniera gentica que producen una insulina muy similar a la de los humanos, de aqu que se la denomine insulina humana. Desgraciadamente, algunas personas no pueden controlar su diabetes utilizando insulina humana, y es por esto que algunas organizaciones estn haciendo campaa para asegurar que la insulina animal se encuentre a la disposicin de aquellos que la necesiten.

Conclusin: En casi todos los casos, la ingesta de un terrn de azcar aliviar los sntomas en 10 15 minutos. Tambin se alivian los sntomas tomando un vaso de zumo de naranja, una bebida templada que contenga azcar, un bombn o un trozo de pastel. Si los sntomas no desaparecen se debe consumir otra vez algo de comida dulce. Cuando los sntomas se hayan calmado, hay que consumir comida adicional para prevenir una recada. Las reacciones de insulina suelen parecerse a los ataques de pnico. Analizar el azcar en sangre antes de cada comida ayudar a determinar si se trata de una reaccin de insulina o si es solamente la ansiedad lo que est causando los sntomas. Las reacciones de insulina deben tomarse en serio. Si se reconocen los sntomas y se tratan pronto, desaparecen enseguida en la mayora de los casos. Todas las insulinas son pre escribibles por Seguridad Social. En lo referente a los equipos de aplicacin, las jeringuillas y agujas no pueden dispensarse a travs de farmacias pero se distribuyen gratuitamente en centros de atencin primaria y ambulatoria. Como regla general la SS no reembolsa bombas de insulina ni equipos de inyeccin tipo estilogrfica. Algunas reas de salud pueden hacerlo ocasionalmente, dependiendo de su disponibilidad presupuestaria. Las agujas de los equipos se pueden conseguir gratuitamente en centros de atencin primaria. Los equipos de inyeccin en forma de jeringa precargada se consideran especialidades farmacuticas y son preescribibles como tales. Las agujas adicionales se distribuyen gratuitamente en centros de atencin primaria.