Diabetes: cuando el control de glucosa en la sangre falla

Sabemos que el cuerpo usa la glucosa para sus necesidades de energía y después de una comida, la almacena dentro del hígado y otros órganos en forma de glucógeno y grasa. Dado que el cerebro no puede almacenar glucosa, depende totalmente de la capacidad del hígado para liberar esta energía almacenada varias horas después de una comida.

Los números reales tienen consecuencias reales y si la glucosa en la sangre cae por debajo de 50 unidades, se producen síntomas de mal funcionamiento del cerebro, como debilidad, mareos y problemas de concentración. Si cae por debajo de 40 unidades, se producen problemas de habla y aumento de la confusión y la somnolencia. Si va por debajo de 30 unidades, se producen convulsiones y coma. Y cuando la glucosa en la sangre cae por debajo de 20 unidades, la muerte cerebral es segura. Ser capaz de controlar la glucosa en  la sangre es fundamental para la supervivencia humana y no solo sucede porque comemos y bebemos cosas azucaradas. Requiere que el cuerpo sepa cuándo almacenar la glucosa y cuándo liberarla para que el cerebro siempre reciba lo que necesita.

El cuerpo usa lo que el bioquímico Michael Behe ​​llamaría un sistema irreductiblemente complejo, involucrando células beta y alfa en el páncreas que controla su glucosa en la sangre. Después de una comida, las células beta, usando glucosensores, reaccionan a un aumento en la glucosa en la sangre por encima de 70 unidades liberando insulina. La insulina viaja en la sangre y se adhiere a receptores específicos en las células diana, particularmente en el hígado, indicándoles que tomen la glucosa y la almacenen como glucógeno y grasa. En contraste, varias horas después de una comida, las células alfa, también usando glucosensores, reaccionan a una caída en la glucosa sanguínea por debajo de 70 unidades liberando glucagón, que viaja en la sangre y se adhiere a receptores específicos en las células diana, principalmente en el hígado. diciéndoles que liberen la glucosa del glucógeno y otras moléculas de almacenamiento de energía en la sangre. Es importante tener en cuenta que debido a su degradación por enzimas, el efecto metabólico de una cantidad dada de insulina o glucagón solo dura unos minutos, permitiendo el control de la glucosa sanguínea momento a momento dentro del cuerpo, junto con la proporción de insulina y glucagón

Sin embargo, dado que la glucosa en la sangre debe mantenerse por encima de un cierto nivel para el correcto funcionamiento del cerebro, es evidente que el hecho de ser irreductiblemente complejo no es suficiente para que un sistema sobreviva. También debe tener capacidad de supervivencia natural. Debe saber de manera inherente cuál debe ser el nivel de glucosa en la sangre y dar a la mente consciente una advertencia justa de que haga algo si comienza a caer, como comer algo. Tener un bajo nivel de glucosa en la sangre (hipoglucemia) puede ocurrir debido a insuficiencia hepática y tumores raros llamados insulinomas que envían demasiada insulina. Sin embargo, la causa más común de hipoglucemia que pone en riesgo la vida es cuando los diabéticos, que son propensos a tener un nivel demasiado alto de glucosa en la sangre, toman demasiado medicamento accidentalmente.

Las graves consecuencias de un nivel de glucosa en la sangre demasiado bajo tienen sentido, porque el cuerpo necesita glucosa para obtener energía. Pero, ¿por qué un nivel demasiado alto de glucosa en la sangre sería un problema? Las leyes de la naturaleza, esos misteriosos poderes que los biólogos evolutivos afirman que son responsables de nuestra propia existencia, son responsables de las terribles consecuencias de la hiperglucemia. ¿Por qué?

A principios del invierno de 1922, los padres de Leonard Thompson, un niño de 14 años que padecía la incurable enfermedad del azúcar, lo trajeron a la Universidad de Toronto, con la esperanza de que pudiera recibir un tratamiento experimental. Durante los varios meses anteriores, el adolescente previamente sano había estado orinando con mucha frecuencia, siempre tenía sed, había perdido mucho peso y estaba muy débil. Los médicos habían dicho que tenía diabetes mellitus, una condición que deriva su nombre del paso frecuente de grandes cantidades de orina de olor dulce debido a los altos niveles de glucosa en la sangre. El Dr. Frederick Banting y su asistente, Charles Best, habían aislado la hormona pancreática que inicialmente llamaron isletin (más tarde cambió a insulina) y la utilizaron para tratar con éxito a los perros con la misma afección. Banting y Best sabían que era una deficiencia de insulina la causa de este trastorno en el metabolismo de la glucosa. Leonard Thompson fue el primer humano en recibir insulina y la mejora dramática resultante en su condición dio esperanza a las siguientes generaciones de diabéticos.

La diabetes mellitus es un trastorno crónico donde el metabolismo de la glucosa se inhibe por la actividad inadecuada de la insulina. La ciencia médica ha clasificado a los diabéticos como de uno o dos tipos.

Los diabéticos tipo I tienden a ser diagnosticados más temprano en la vida debido a la micción frecuente, debilidad y pérdida de peso debido a que tienen una producción deficiente de insulina y, por lo tanto, cantidades muy bajas de insulina en la sangre. Sus niveles de glucosa en la sangre generalmente son extremadamente altos, por lo general entre 500 y 1,000 unidades en el momento del diagnóstico. Debido a que tienen niveles muy bajos de insulina, deben comenzar con inyecciones de insulina de inmediato.

Los diabéticos tipo II generalmente tienen una enfermedad silenciosa durante muchos años; a menudo no se diagnostica hasta que se someten a un análisis de la sangre de rutina o sufren una complicación (como un ataque cardíaco, infecciones recurrentes de la piel o entumecimiento de los pies). Sus síntomas son causados ​​por cantidades normales o aumentadas de insulina, a las cuales los tejidos, como el hígado y los músculos, no responden lo suficientemente bien (resistencia a la insulina). Cuando se diagnostica, la mayoría de los diabéticos tipo II tienen sobrepeso. La resistencia a la insulina y su glucosa en la sangre pueden mejorar con la restricción dietética y la pérdida de peso, además de la terapia médica oral, a menudo sin tener en cuenta las inyecciones de insulina.

Leonard Thompson era diabético de tipo I y, sin una actividad adecuada de la insulina, su cuerpo tenía problemas con la captación, el uso y el almacenamiento de glucosa en los tejidos. Además, al tener una actividad inadecuada de la insulina, liberó a sus células alfa de la supresión de la insulina, lo que aumentó los efectos relativos del glucagón en su cuerpo. El efecto de tener una actividad de glucagón más de lo normal en comparación con la actividad de la insulina significó que su cuerpo tendía a no almacenar glucosa, sintetizar proteínas ni engordar. En cambio, bajo la influencia del glucagón, su cuerpo constantemente pensó que era necesario producir glucosa a partir de la degradación de proteínas y grasas, y convertir los ácidos grasos libres en cetonas para ayudar a energizar su cerebro. En otras palabras, sin suficiente insulina, el cuerpo tiene dificultades para informar a los tejidos que están en estado de alimentación y que deben almacenar glucosa. Dado que el glucagón domina el metabolismo, los tejidos piensan que el cuerpo siempre está en modo de inanición a pesar de tener un alto nivel de glucosa en la sangre.

Sin tener suficiente insulina para promover la absorción eficiente de glucosa en el hígado, los músculos y las células de grasa, la cantidad de glucosa que se absorbe del sistema digestivo da como resultado niveles muy altos de glucosa en la sangre. Aquí es donde las leyes de la naturaleza se afianzan. La hiperglucemia causa un nivel alto de glucosa en el líquido filtrado dentro de los túbulos renales, lo que desborda su capacidad de reabsorberlo. Esto hace que el cuerpo pierda glucosa y calorías. Además, el alto contenido de glucosa del líquido filtrado en los riñones causa una diuresis osmótica. Debido a que el contenido químico total en el fluido filtrado es tan alto, por el poder de la ósmosis, los riñones deben ceder demasiada agua, perdiendo la capacidad de concentrar al máximo la orina, lo que causa una pérdida excesiva de agua.

Además, el alto nivel de glucosa en la sangre también hace que el agua salga naturalmente de las células a través de la ósmosis. La combinación de demasiada agua que sale de las células y los riñones, y la pérdida de demasiada agua, todo debido a la ósmosis, en última instancia, resulta en una deshidratación profunda, a menudo con una presión arterial muy baja. Finalmente, dado que el cuerpo cree que está en modo de inanición y no tiene suficiente glucosa, comienza a formar sustancias químicas alternativas para el uso de energía en el cerebro al producir más cetonas, que son ácidos. La acumulación de estas cetonas causa un aumento en el nivel de iones H + que resulta en acidosis, que es tóxica para las células y finalmente conduce a la muerte.

Fue este golpe uno-dos de deshidratación severa y acidosis lo que alteró a los doctores de Leonard Thompson al hecho de que no tuvo mucho tiempo para vivir. Recibir las inyecciones de insulina de Banting y Best ayudó a corregir la proporción de insulina y glucagón de su cuerpo y le permitió vivir otros trece años, muriendo de neumonía a la edad de 27 años. Sin embargo, es importante señalar que aunque una persona puede vivir para solo unos pocos meses sin insulina, la ausencia de glucagón es incompatible con la vida.

Las leyes de la naturaleza determinan qué nivel de glucosa en la sangre es necesario para que el cuerpo sobreviva. Dado que el cuerpo, el cerebro en particular, requiere una cierta cantidad de energía para funcionar correctamente, debe haber suficiente glucosa en la sangre en todo momento. Además, debido a la ósmosis, si la glucosa en la sangre se eleva demasiado, esto puede conducir a una deshidratación severa. Finalmente, debido a que la falta de insulina hace que el cuerpo produzca otras fuentes de energía que el cerebro puede usar (cetonas), provoca que el nivel de iones H + en la sangre aumente a niveles tóxicos que pueden causar la muerte por cetoacidosis diabética.

Cuando se trata de controlar la glucosa en la sangre, estas son las tres formas en que las leyes de la naturaleza afectan la vida humana. Sin el sistema irreductiblemente complejo que usa glucosensores en las células pancreáticas que producen insulina y glucagón, la vida humana sería imposible. Los biólogos evolutivos esperan que creamos que todo esto se desarrolló por casualidad y solo por las leyes de la naturaleza. Pero la vida es aún más complicada. Cuando el cuerpo descompone la glucosa en presencia de oxígeno, la mayor parte de la energía se libera en forma de calor. Esto significa que cuanto mayor es la tasa metabólica, como con el aumento de la actividad, más calor genera el cuerpo.

Sin embargo, dado que las enzimas en las células solo funcionan correctamente dentro de un rango de temperatura óptimo, esto significa que con los cambios en la actividad metabólica, el cuerpo debe asegurarse de mantener su temperatura central dentro de ciertos límites. ¿Cómo mantiene el cuerpo el control y tiene sentido que haya surgido por casualidad y solo por las leyes de la naturaleza? Eso es lo que comenzaremos a explorar la próxima vez.

Artículo publicado originalmente en inglés por Howard Glicksman

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