Glucagon

Glucagon

Glucagon speelt een belangrijke rol bij het handhaven van normale glucoseconcentraties in het bloed, en wordt vaak beschreven als hebbende het tegenovergestelde effect van insuline. Dat wil zeggen, glucagon heeft het effect van het verhogen van de bloedglucosespiegels.

Glucagon is een lineair peptide van 29 aminozuren. De primaire sequentie ervan is bijna perfect geconserveerd bij gewervelde dieren, en het is structureel verwant aan de secretine-familie van peptidehormonen. Glucagon wordt gesynthetiseerd als proglucagon en proteolytisch verwerkt tot glucagon in de alfacellen van de pancreaseilandjes. Proglucagon komt ook tot expressie in het darmkanaal, waar het niet tot glucagon wordt verwerkt, maar tot een familie van glucagon-achtige peptiden (enteroglucagon).

Physiologische effecten van Glucagon

Het belangrijkste effect van glucagon is het stimuleren van een stijging van de bloedconcentratie van glucose. Zoals eerder besproken, zijn vooral de hersenen absoluut afhankelijk van glucose als brandstof, omdat neuronen alternatieve energiebronnen zoals vetzuren niet in significante mate kunnen gebruiken. Wanneer het glucosegehalte in het bloed onder het normale niveau begint te dalen, is het absoluut noodzakelijk extra glucose te vinden en in het bloed te pompen. Glucagon controleert twee belangrijke metabolische routes in de lever, waardoor dit orgaan glucose aan de rest van het lichaam kan afgeven:

• Glucagon stimuleert de afbraak van glycogeen dat in de lever is opgeslagen. Wanneer het bloedglucosegehalte hoog is, worden grote hoeveelheden glucose door de lever opgenomen. Onder invloed van insuline wordt veel van deze glucose opgeslagen in de vorm van glycogeen. Later, wanneer de bloedglucosespiegels beginnen te dalen, wordt glucagon afgescheiden en werkt op hepatocyten om de enzymen te activeren die glycogeen depolymeriseren en glucose vrijgeven.
• Glucagon activeert hepatische gluconeogenese. Gluconeogenese is de weg waarlangs niet-hexose substraten zoals aminozuren worden omgezet in glucose. Als zodanig levert het een andere bron van glucose voor het bloed. Dit is vooral belangrijk bij dieren als katten en schapen, die weinig of geen glucose uit de darm opnemen – bij deze soorten is activering van gluconeogene enzymen het belangrijkste mechanisme waarmee glucagon zijn werk doet.

Glucagon lijkt ook een klein effect te hebben op de bevordering van lipolyse van triglyceride in vetweefsel, wat kan worden gezien als een extra middel om bloedglucose te behouden door de meeste cellen van vetzuurbrandstof te voorzien.

Controle van glucagon-afscheiding

Weten dat het belangrijkste effect van glucagon is dat het de bloedglucosespiegel verhoogt, is het logisch dat glucagon wordt afgescheiden als reactie op hypoglykemie of lage bloedconcentraties glucose.

Twee andere omstandigheden kunnen de glucagonsecretie op gang brengen:

• Een verhoogd aminozuurgehalte in het bloed, zoals na de consumptie van een eiwitrijke maaltijd: In deze situatie bevordert glucagon de omzetting van overtollige aminozuren in glucose door de gluconeogenese te stimuleren. Aangezien hoge bloedspiegels van aminozuren ook de afgifte van insuline stimuleren, zou dit een situatie zijn waarin zowel insuline als glucagon actief zijn.
• Uitoefening: In dit geval is het niet duidelijk of de eigenlijke prikkel de lichaamsbeweging zelf is, dan wel de daarmee gepaard gaande uitputting van glucose.

In termen van negatieve controle wordt de glucagonesecretie geremd door hoge bloedglucosewaarden. Het is niet duidelijk of dit een direct effect van glucose op de alfacel is, of misschien een effect van insuline, waarvan bekend is dat het de glucagonafgifte tempert. Een ander hormoon waarvan bekend is dat het de glucagon-afgifte remt, is somatostatine.

Ziektebeelden

Ziekten die gepaard gaan met een te hoge of te lage glucagon-afgifte zijn zeldzaam. Kanker van alfacellen (glucagonomen) is een van de situaties waarvan bekend is dat deze een overmatige glucagonafscheiding veroorzaken. Deze tumoren leiden meestal tot een vermagering syndroom en, interessant, huiduitslag en andere huidletsels.

Hoewel insuline deficiëntie duidelijk het belangrijkste defect is bij type 1 diabetes mellitus, zijn er aanzienlijke aanwijzingen dat een afwijkende glucagon secretie bijdraagt aan de metabole afwijkingen die bij deze belangrijke ziekte worden gezien. Veel diabetespatiënten met hyperglykemie hebben bijvoorbeeld ook verhoogde glucagonconcentraties in het bloed, maar de glucagonsecretie wordt normaal gesproken onderdrukt door verhoogde bloedglucosespiegels.