Glukagon

Glukagon

Glukagon odgrywa główną rolę w utrzymaniu prawidłowego stężenia glukozy we krwi i jest często opisywany jako mający działanie przeciwstawne do insuliny. To znaczy, glukagon ma wpływ na zwiększenie poziomu glukozy we krwi.

Glukagon jest liniowym peptydem składającym się z 29 aminokwasów. Jego pierwotna sekwencja jest prawie idealnie zachowana wśród kręgowców i jest on strukturalnie związany z rodziną hormonów peptydowych – sekretyną. Glukagon jest syntetyzowany jako proglukagon i przetwarzany proteolitycznie w celu uzyskania glukagonu w komórkach alfa wysepek trzustki. Proglukagon ulega również ekspresji w przewodzie jelitowym, gdzie nie jest przetwarzany na glukagon, ale na rodzinę peptydów podobnych do glukagonu (enteroglukagon).

Fizjologiczne działanie glukagonu

Głównym skutkiem działania glukagonu jest stymulowanie wzrostu stężenia glukozy we krwi. Jak omówiono wcześniej, mózg w szczególności ma absolutną zależność od glukozy jako paliwa, ponieważ neurony nie mogą wykorzystywać alternatywnych źródeł energii, takich jak kwasy tłuszczowe, w znaczącym stopniu. Kiedy poziom glukozy we krwi zaczyna spadać poniżej normalnego zakresu, konieczne jest znalezienie i wpompowanie dodatkowej glukozy do krwi. Glukagon sprawuje kontrolę nad dwoma kluczowymi szlakami metabolicznymi w wątrobie, prowadząc ten organ do wydawania glukozy reszcie ciała:

• Glukagon stymuluje rozkład glikogenu przechowywanego w wątrobie. Kiedy poziom glukozy we krwi jest wysoki, duże ilości glukozy są pobierane przez wątrobę. Pod wpływem insuliny, duża część tej glukozy jest przechowywana w postaci glikogenu. Później, gdy poziom glukozy we krwi zaczyna spadać, glukagon jest wydzielany i działa na hepatocyty, aby aktywować enzymy, które depolimeryzują glikogen i uwalniają glukozę.
• Glukagon aktywuje glukoneogenezę wątrobową. Glukoneogeneza jest szlakiem, w którym substraty nieheksozowe, takie jak aminokwasy, są przekształcane w glukozę. W związku z tym, dostarcza ona kolejne źródło glukozy do krwi. Jest to szczególnie ważne u zwierząt takich jak koty i owce, które nie wchłaniają dużo, jeśli w ogóle, glukozy z jelita – u tych gatunków aktywacja enzymów glukoneogennych jest głównym mechanizmem, dzięki któremu glukagon wykonuje swoją pracę.

Glukagon wydaje się mieć również niewielki wpływ na zwiększenie lipolizy triglicerydów w tkance tłuszczowej, co może być postrzegane jako dodatkowy środek zachowania glukozy we krwi poprzez dostarczanie paliwa w postaci kwasów tłuszczowych do większości komórek.

Kontrola wydzielania glukagonu

Wiedząc, że głównym efektem działania glukagonu jest zwiększenie poziomu glukozy we krwi, ma sens, że glukagon jest wydzielany w odpowiedzi na hipoglikemię lub niskie stężenie glukozy we krwi.

Wiadomo, że dwa inne warunki mogą wywołać wydzielanie glukagonu:

• Podwyższony poziom aminokwasów we krwi, co można zaobserwować po spożyciu posiłku bogatego w białko: W tej sytuacji glukagon sprzyjałby konwersji nadmiaru aminokwasów do glukozy poprzez nasilenie glukoneogenezy. Ponieważ wysoki poziom aminokwasów we krwi stymuluje również uwalnianie insuliny, byłaby to sytuacja, w której zarówno insulina, jak i glukagon są aktywne.
• Ćwiczenia: W tym przypadku nie jest jasne, czy faktycznym bodźcem jest ćwiczenie samo w sobie, czy też towarzyszące mu, wywołane wysiłkiem wyczerpanie glukozy.

W zakresie kontroli negatywnej, wydzielanie glukagonu jest hamowane przez wysoki poziom glukozy we krwi. Nie jest jasne, czy odzwierciedla to bezpośredni wpływ glukozy na komórkę alfa, czy może wpływ insuliny, o której wiadomo, że tłumi uwalnianie glukagonu. Innym hormonem dobrze znanym z hamowania wydzielania glukagonu jest somatostatyna.

Stany chorobowe

Choroby związane z nadmiernie wysokim lub niskim wydzielaniem glukagonu są rzadkie. Nowotwory komórek alfa (glukagonomy) są jedną z sytuacji, o których wiadomo, że mogą powodować nadmierne wydzielanie glukagonu. Guzy te zazwyczaj prowadzą do zespołu wyniszczenia oraz, co ciekawe, wysypki i innych zmian skórnych.

Chociaż niedobór insuliny jest wyraźnie głównym defektem w cukrzycy typu 1, istnieją znaczne dowody na to, że nieprawidłowe wydzielanie glukagonu przyczynia się do zaburzeń metabolicznych obserwowanych w tej ważnej chorobie. Na przykład, wielu pacjentów z cukrzycą z hiperglikemią ma również podwyższone stężenie glukagonu we krwi, ale wydzielanie glukagonu jest normalnie tłumione przez podwyższone poziomy glukozy we krwi.

.