A glicose combina-se com uma substância carreadora na membrana celular e, em seguida, difunde-se para o interior da membrana, onde é liberada no citoplasma. O carreador é utilizado repetidamente para o transporte de quantidades adicionais de glicose. Esse tipo de transporte chama-se difusão facilitada. Isso significa que a combinação da glicose com o carreador torna mais fácil a difusão da glicose por meio da membrana, entretanto esse transporte jamais fará com que a concentração de glicose no interior da célula fique maior que o exterior.
O transporte de glicose para o interior das células hepáticas depende de mecanismo diferente. A membrana celular do fígado é tão permeável que a glicose pode, com toda a facilidade, difundir-se por meio dela, mesmo na ausência da difusão facilitada. Contudo, a glicose pode difundir-se nos dois sentidos, tanto para dentro como para fora das células. Mas, na presença de insulina, várias enzimas das células hepáticas são ativadas, o que promove o encarceramento da glicose no interior dessas células.
Quando a concentração de glicose fica acima do normal, o pâncreas secreta quantidades maiores de insulina que, por sua vez, promove o transporte rápido de glicose para o interior das células e a torna disponível para as funções celulares. Portanto, um dos efeitos óbvios da insulina é a de provocar a rápida utilização da glicose para energia, pela maioria das células do corpo. Após uma refeição, quando existe excesso de glicose e insulina, a glicose é muitas vezes transportada para o interior das células hepáticas e musculares em quantidades muito maiores que as que podem ser utilizadas para energia.
Como resultado, uma grande parte dessa glicose fica armazenada sob a forma de glicogênio: a concentração do glicogênio nas células hepáticas pode, por vezes, atingir até 5 a 6% e, nas células musculares, mais de 1%. Durante os períodos de intervalos durante as refeições, as células musculares reconvertem o glicogênio de volta à glicose, usando-a para energia. Por outro lado, nas células hepáticas a enzima fosforilase fica ativada e despolimeriza o glicogênio de volta a glicose, liberando essa glicose para o sangue circulante, por onde é levada a todas as regiões do corpo onde for necessária. Desse modo, o fígado é um dos depósitos temporários de glicose de maior importância.
Após os depósitos hepático e muscular de glicose terem sido preenchidos, toda a glicose remanescente que ainda não pode ser usada de forma imediata é armazenada como gordura, nos depósitos de gordura. Cerca de nove décimos dessa gordura são sintetizados no fígado a partir do grande excesso de glicose que é transportada para essas células, sob a influência da insulina. Em seguida, essa gordura é liberada para o sangue, sob a forma de lipoproteínas e transportadas para as células gordurosas (adiposas) no tecido gorduroso.
O efeito da insulina sobre o metabolismo das gorduras é quase que exatamente o oposto do que exerce sobre o metabolismo da glicose. Isto é, insulina inibe de modo acentuado, quase em todos os aspectos o metabolismo da glicose, como foi descrito acima. A insulina dificulta o metabolismo das gorduras por dois meios:
Contudo, a insulina inibe a lípase hormônio-sensível, de modo que, uma vez que a gordura tenha sido depositada nas células gordurosas, ela não será liberada enquanto existir insulina em quantidades suficientes para inibir a lípase hormônio- sensível. Dessa forma, em presença de insulina, a gordura fica relativamente impossível de ser utilizada para o metabolismo, enquanto que a disponibilidade de glicose fica muito aumentada.
Na falta de insulina, em termos essenciais, todas as fases do metabolismo das gorduras ficam muito aceleradas. Primeiro, a lípase hormônio sensível das células gordurosas fica fortemente ativada e grandes quantidades de ácidos graxos são liberadas para o sangue. Segundo, esses ácidos graxos ficam facilmente disponíveis para as células de todo o corpo, e muitos deles são usados, de modo quase que imediato, para energia, em especial, pelas células musculares. Terceiro, grande proporção de ácidos graxos é transportada para o fígado, onde são convertidos em triglicerídeos, fosfolipídeos e colesterol.
A insulina é quase tão potente como o hormônio do crescimento em fazer com que ocorra deposição de proteínas nas células. Isso resulta de seus efeitos, tanto diretos como indiretos, sobre o metabolismo das proteínas. Os efeitos diretos da insulina sobre o metabolismo das proteínas são de três tipos:
Desse modo, a insulina exerce um potente efeito direto sobre a promoção da síntese de proteínas em todas ou na maioria das células. O efeito indireto da insulina sobre o metabolismo das proteínas é resultado da utilização da glicose pelas células. Quando a glicose está disponível para o uso energético ocorre o efeito poupador de proteína, pois os carboidratos são usados preferencialmente à insulina. Por outro lado, na ausência da insulina, esse efeito não existe, de modo que são utilizadas grandes quantidades de proteína, como também de gordura, em lugar dos carboidratos, para energia.
Dado que a insulina promove a formação de proteínas, bem como torna disponíveis grandes quantidades de energia dos carboidratos, esse hormônio exerce efeito muito potente sobre o crescimento. Na verdade, sua falta, em um animal, produz retardo do crescimento na mesma intensidade em que ocorre com falta do hormônio do crescimento da hipófise anterior. Quando o teor da glicose sanguínea fica elevado, o pâncreas começa a secretar insulina dentro de poucos minutos. Isso é causado por efeito direto da glicose sobre as células beta das ilhotas pancreáticas, fazendo com que secretem quantidades muito acentuadas de insulina.