Insulin pertama kali dilaporkan pada ekstrak pankreas pada tahun 1921, yang telah diidentifikasi oleh para ilmuwan Kanada Frederick G. Banting dan Charles H. Best dan oleh ahli fisiologi Rumania Nicolas C. Paulescu, yang bekerja secara independen dan disebut substansi “pancrein.”
Setelah Banting dan Best mengisolasi insulin, mereka mulai bekerja untuk mendapatkan ekstrak dimurnikan, yang mereka capai dengan bantuan fisiologi Skotlandia JJR Macleod dan kimiawan Kanada James B. Collip. Banting dan Macleod berbagi Hadiah Nobel 1923 bidang Fisiologi atau Kedokteran untuk pekerjaan mereka.
Insulin merupakan protein yang terdiri dari dua rantai, rantai A (dengan 21 asam amino) dan rantai B (dengan 30 asam amino), yang dihubungkan dengan atom belerang. Insulin berasal dari molekul prohormon 74-asam amino yang disebut proinsulin. Proinsulin relatif tidak aktif, dan dalam kondisi normal hanya sejumlah kecil dikeluarkan. Dalam retikulum endoplasma sel beta molekul proinsulin dibelah di dua tempat, menghasilkan insulin rantai A dan B dan intervensi, biologis aktif C peptida. Rantai A dan B menjadi terkait bersama-sama oleh dua sulfur-ikatan sulfur (disulfida).
Proinsulin, insulin, dan C peptida disimpan dalam butiran dalam sel beta, tempat dimana mereka dilepaskan ke kapiler dari pulau dalam menanggapi rangsangan yang tepat. Kapiler ini lorong ke dalam vena portal, yang membawa darah dari lambung, usus, dan pankreas ke hati. Pankreas dari orang dewasa normal mengandung sekitar 200 unit insulin, dan sekresi rata-rata harian insulin ke dalam sirkulasi pada orang sehat berkisar dari 30 sampai 50 unit.
Beberapa faktor yang merangsang sekresi insulin, tetapi yang paling penting adalah konsentrasi glukosa dalam arteri darah (teroksigenasi) yang menyembur dari pulau. Ketika konsentrasi glukosa darah meningkat (yaitu, setelah makan), sejumlah besar glukosa yang diambil dan dimetabolisme oleh sel beta, dan sekresi insulin meningkat. Sebaliknya, saat konsentrasi glukosa darah menurun, sekresi insulin menurun; Namun, bahkan selama puasa, sejumlah kecil insulin disekresikan. Sekresi insulin juga dapat dirangsang oleh asam amino tertentu, asam lemak, asam keto (produk dari oksidasi asam lemak), dan beberapa hormon yang disekresikan oleh saluran pencernaan. Sekresi insulin dihambat oleh somatostatin dan oleh aktivasi sistem saraf simpatik (cabang dari sistem saraf otonom yang bertanggung jawab untuk respon darurat).
Insulin bertindak terutama untuk merangsang pengambilan glukosa oleh tiga jaringan adiposa-(lemak), otot, dan hati-yang penting dalam metabolisme dan penyimpanan nutrisi. Seperti hormon protein lainnya, insulin berikatan dengan reseptor spesifik pada membran luar sel target, sehingga mengaktifkan proses metabolisme dalam sel. Sebuah tindakan utama insulin dalam sel-sel ini adalah untuk merangsang translokasi transporter glukosa (molekul yang memediasi serapan sel glukosa) dari dalam sel ke membran sel.
Dalam jaringan adiposa, insulin merangsang penyerapan glukosa dan pemanfaatan. Kehadiran glukosa dalam sel adiposa pada gilirannya menyebabkan peningkatan penyerapan asam lemak dari sirkulasi, meningkatkan sintesis asam lemak dalam sel, dan peningkatan esterifikasi (ketika molekul asam mengikat alkohol) dari asam lemak dengan gliserol membentuk trigliserida, bentuk penyimpanan lemak. Selain itu, insulin adalah inhibitor poten dari pemecahan trigliserida (lipolisis). Hal ini untuk mencegah pelepasan asam lemak dan gliserol dari sel-sel lemak, menyelamatkan mereka ketika mereka dibutuhkan oleh tubuh (misalnya, saat berolahraga atau puasa). Saat konsentrasi serum insulin mengalami penurunan, rilis lipolisis dan asam lemak meningkat.
Dalam jaringan otot, insulin merangsang pengangkutan glukosa dan asam amino ke dalam sel otot. Glukosa disimpan sebagai glikogen, molekul penyimpanan yang dapat dipecah untuk memasok energi saat kontraksi otot selama latihan dan untuk memasok energi selama berpuasa. Asam amino diangkut ke sel-sel otot dalam menanggapi rangsangan insulin yang digunakan untuk sintesis protein. Sebaliknya, dengan tidak adanya insulin protein sel otot dipecah untuk memasok asam amino ke hati untuk transformasi menjadi glukosa.
Insulin tidak diperlukan untuk pengangkutan glukosa ke dalam sel hati, tetapi memiliki efek mendalam pada metabolisme glukosa dalam sel-sel ini. Ini merangsang pembentukan glikogen, dan menghambat pemecahan glikogen (glikogenolisis) dan sintesis glukosa dari asam amino dan gliserol (glukoneogenesis). Oleh karena itu, efek keseluruhan insulin adalah untuk meningkatkan penyimpanan glukosa dan menurunkan produksi glukosa dan pelepasan oleh hati. Tindakan insulin ini yang dihambat oleh glukagon, hormon pankreas lain yang diproduksi oleh sel-sel dalam pulau Langerhans.
Produksi tidak memadai insulin bertanggung jawab atas kondisi yang disebut diabetes mellitus. Penderita diabetes yang parah membutuhkan suntikan periodik insulin. Suntikan insulin pertama digunakan ekstrak hormon dari babi, domba, dan sapi, tetapi dengan awal 1980-an strain tertentu dari bakteri telah dimodifikasi secara genetik untuk memproduksi insulin manusia. Hari ini pengobatan diabetes mellitus bergantung terutama pada bentuk insulin manusia yang dibuat dengan menggunakan teknologi DNA rekombinan.