L'insulina è una molecola sintetizzata all'interno delle cellule beta del pancreas.L'ormone deriva da un precursore polipeptidico costituito da una singola catena di 86 aminoacidi, la preproinsulina. Attraverso processi di proteolisi si forma in un primo momento la proinsulina e successivamente, la scissione di questa, genera il peptide C e le catene A e B dell'insulina, le quali sono legate da ponti di solfuro. Sia le molecole mature di insulina sia il peptide C sono immagazzinate nella cellula beta e secrete nei granuli secretori (Harrison, 2005).La regolazione della secrezione di insulina vede coinvolti diversi nutrienti (aminoacidi, chetoni, peptidi gastrointestinali, etc…), ma il ruolo chiave lo svolge il glucosio. Livelli di glucosio superiori a 70 mg/dl (3,9 mmol/l) incrementano la sintesi insulinica, principalmente stimolando la traduzione e la processazione delle proteine. Questo zucchero stimola la secrezione insulinica iniziando con il suo trasporto all'interno della cellula beta mediante il trasportatore del glucosio GLUT2. Il successivo metabolismo del glucosio nella cellula beta modifica l'attività sui canali ionici, determinando la secrezione di insulina. La modalità secretoria è di tipo pulsatile, con piccoli picchi secretori ogni 10 minuti, sovrapposti ad oscillazioni di maggior ampiezza di circa 80-150 minuti. I pasti o altri stimoli modificano il pattern inducendo ampi picchi secretori (aumenti di 4-5 volte rispetto il valore basale) di insulina che solitamente durano da 2 a 3 ore prima del ritorno ai livelli basali.Una volta entrata nel sistema venoso portale, circa il 50% è rimosso e degradato dal fegato. La rimanente quota entra nel circolo sistemico legandosi ai suoi recettori nei tessuti bersaglio. Il legame genera una cascata di reazioni responsabili dell'ampia varietà di effetti metabolici e mitogenici propri dell'insulina. Ad esempio, l'attivazione della via della fosfatidilinositolo-3'chinasi stimola la traslocazione dei trasportatori del glucosio (come GLUT4) verso la superficie cellulare, un evento cruciale per l'utilizzo del glucosio nei muscoli scheletrici e nel tessuto adiposo. Altre attivazioni accoppiate al recettore insulinico sono la glicogenosintesi, la sintesi proteica, la lipogenesi e la regolazione di diversi geni nelle cellule sensibili all'insulina (Harrison, 2005).L'insulina dunque agisce, direttamente od indirettamente, su tutti i tessuti, ma i suoi effetti principali si esplicano a livello dei tre tessuti maggiormente coinvolti nella regolazione del metabolismo energetico: il fegato, i muscoli ed il tessuto adiposo. In questi tessuti, l'insulina stimola i processi anabolici mentre blocca quelli catabolici. L'omeostasi glucidica esprime un preciso equilibrio tra la produzione epatica di glucosio e l'approvvigionamento e l'utilizzo periferico dello stesso. La regolazione di questo equilibrio vede coinvolti diversi fattori come stimoli nervosi, segnali metabolici, ormoni (per es. glucagone) nell'ambito di un sistema complesso ed integrato dove il protagonista è ancora una volta l'insulina. In condizioni di digiuno, bassi livelli di insulina aumentano la produzione di glucosio promuovendo la gluconeogenesi epatica e la glicogenolisi. Anche il glucagone (ormone secreto dalle cellule alfa del pancreas) stimola la glicogenolisi e la gluconeogenesi a livello epatico e della midollare renale. Dopo l'assunzione di cibo, l'aumento della concentrazione plasmatica di glucosio determina un incremento dell'insulinemia e riduzione dei livelli di glucagone con captazione del glucosio da parte del fegato e dei tessuti periferici, ovvero muscoli scheletrici e tessuto adiposo. La quota maggiore di glucosio post-prandiale (80-85%) è utilizzata dai muscoli scheletrici e soltanto il 4-5% viene metabolizzato dal tessuto adiposo.L'insulina ha anche un'azione antilipolitica, in quanto stimola i meccanismi di deposito e inibisce la mobilizzazione e l'ossidazione degli acidi grassi, determinando una marcata riduzione di acidi grassi liberi (FFA) circolanti. Questa riduzione di FFA stimola la captazione di glucosio e contribuisce all'inibizione della produzione epatica di glucosio a dimostrazione del ruolo non marginale che svolge il tessuto adiposo nel mantenimento dell'omeostasi glucidica.