Glukagón

Hodnoceno 4x, počet editací 26, počet autorů 15   

   Děkujeme za Vaše hodnocení (4★)   

Glukagón patrí medzi pankreatické hormóny. Je produkovaný v špecializovaných bunkách – tzv. α-bunky ostrovčekov pankreatu. Je to polypeptid, reguluje energetický metabolizmus. Jeho hladina stúpa najmä niekoľko hodín po jedle, preto je nazývaný aj hormónom hladovania a nedostatku. α-bunky sa nachádzajú skôr na periférii, krv k nim prichádza z centra ostrovčeka, už obohatená inzulínom. α-buniek je podstatne menej ako β-buniek (asi tretinové množstvo). Glukagón pôsobí všeobecne ako antagonista inzulínu.

upravit Štruktúra, syntéza, sekrécia

Štruktúrou je to jednoduchý polypeptid, nenachádzajú sa v ňom disulfidové mostíky. Syntéza prebieha klasicky – najskôr vzniká prohormón a následne úpravami definitívne glukagón.

Glukagón je jednoduchý peptid dlhý 29 aminokyselin. Neobsahuje disulfidové mostíky. Pokiaľ ide o sekundárnu štruktúru, vytvára α-helix, ktorý je stabilizovaný prevažne hydrofóbnymi interakciami.^[1]

Sekrécia úzko súvisí s iónovými kanálmi.

• V prípade nízkej hladiny glukózy (transportér pre glukózu SLC2A1 – aktívny pri nízkej hladine glukózy, normálna hladina glukózy je 3,6–5,5 mmol/l) sú aktívne <chemform>Ca2+</chemform> kanály typu T (Existuje niekoľko podtypov <chemform>Ca2+</chemform> kanálov: L, T, N), membránový potenciál α-buniek je okolo −60mV.
• Súčasne sú inaktívne ATP-dependentné <chemform>K+</chemform> kanály (teda sú otvorené).
• Potenciál postupne rastie, otvárajú sa kanály <chemform>Na+</chemform> a <chemform>Ca2+</chemform> typu N – dochádza k akčnému potenciálu a následne sekrécii glukagónu.
• V prípade zvýšenia hladiny glukózy stúpa množstvo ATP v bunke a dochádza k uzatvoreniu <chemform>K+</chemform> kanálov. Depolarizácia spôsobuje, že kanály, ktoré sa účastnili akčného potenciálu, sú inaktívne.
• Okrem glukózy pôsobia na sekréciu glukagónu aj FFA a AMK. Krátkodobé pôsobenie FFA spôsobuje uvoľňovanie glukagónu (nepriamo, pôsobia na <chemform>Ca2+</chemform> kanál typu L, tým zvyšujú vstup <chemform>Ca2+</chemform> do bunky). Dlhodobé pôsobenie FFA spôsobuje uvoľňovanie glukagónu, ale inhibuje proliferáciu buniek.
• Rôzne AMK môžu stimulovať (Arg, Glu, Ala, Leu) alebo inhibovať (Ile, Leu) sekréciu glukagónu.

upravit Regulácia sekrécie na úrovni ostrovčeka

Okrem všetkých spomínaných procesov dochádza k ovplyvneniu sekrécie aj na úrovni samotného ostrovčeka, tj. autokrinne či parakrinne. Autokrinne pôsobí glukagón sám na A bunky. Receptory spriahnuté s G proteínom zvyšujú hladinu cAMP, následne narastie hladina proteínkinázy A a stúpne hladina <chemform>Ca2+</chemform> v plazme. Vápnik spôsobuje sfúzovanie granúl obsahujúcich glukagón s cytoplazmatickou membránou (fosforylácia cytoskeletu, podobne ako u B buniek). Parakrinne pôsobia zvyšné hormóny ostrovčeka – inzulín a somatostatín (v dôsledku usporiadania buniek v ostrovčeku). Inzulín jednak extrémne stimuluje ATP-dependentní <chemform>K+</chemform> kanály, dôjde k hyperpolarizácii membrány – to pôsobí inhibične na uvoľňovanie glukagónu. Inzulín taktiež inhibuje <chemform>Ca2+</chemform> kanály. Spolu s inzulínom sa s B buniek uvoľňuje amylín, ktorý inhibuje sekréciu glukagónu indukovanú aminokyselinami. Somatostatínu je podstatne menej ako inzulínu a glukagónu, pôsobí inhibične na uvoľňovanie oboch hormónov. Existuje niekoľko subtypov somatostatínového receptoru (SSTR1, SSTR5 – B bunky, SSTR2 – A bunky). V A bunkách, podobne ako inzulín, aktivuje somatostatín <chemform>K+</chemform> kanál a spôsobí hyperpolarizáciu.

upravit Mechanizmus účinku

Súvisí s receptorom spriahnutým s G proteínom. Receptor je jednoduchý transmembránový proteín, naviazaním glukagónu odovzdáva signál najmä dvoma cestami: jednak dôjde k aktivácii adenylátcyklázy, stúpne hladina cAMP a aktivuje sa PKA. Na druhej strane môže dôjsť k aktivácii fosfolipázy C, tá rozštiepi fosfoinositol-bisfosfát, vznikne inositol-3-fosfát a výsledkom bude zvýšená hladina <chemform>Ca2+</chemform> (vápnik sa vyleje zo zásob endoplazmatického retikula).

PKA pôsobí na DNA (cez peroxisome proliferator-activated receptor γ-coactivator-1 (PPARGC1A) a cAMP response element-binding protein (CREB), indukcia transkripcie génov pre fosfoenolpyruvátkarboxykinázu a glukóza-6-fosfatázu – enzýmy nevyhnutné pre glukoneogenézu). Spolu s vápnikom tiež pôsobí fosforyláciou na enzýmy metabolických dráh.

upravit Účinky glukagónu

Glukagón všeobecne pôsobí proti inzulínu. Možno povedať, že pomer hladiny inzulín/glukagón určuje, ktorými cestami sa bude energetický metabolizmus uberať (najbadateľnejšie je to v pečeni):

• Vyššie spomenutou indukciou v jadre stúpne hladina enzýmov glukoneogenézy.
• Zároveň (vďaka PKA) je aktívna glykogénfosforyláza a nastupuje glykogenolýza. Glukóza je šetrená pre mozog, energetickým substrátom pre ostatné tkanivá sú skôr FFA.
• Glukagón takisto podporuje vstup AMK potrebných pre glukoneogenézu do pečene (Ala, Gly, Pro).
• V adipocytoch aktivuje HSL a do plazmy sa uvoľňuje glycerol a FFA.
• Okrem toho pôsobí glukagón na transport iónov a glomerulárnu filtráciu v obličkách.

upravit Fetálne obdobie

Aj keď sa A bunky tvoria skôr ako B bunky, glukagón je v plazme fétu detekovateľný asi od 15 týždňa.

upravit Odkazy

upravit Související články

upravit Související články

• Hormony lidského těla: ADH • Estrogeny • Erytropoetin • Gestageny • Glukagón • Glukokortikoidy • Choriový gonadotropin • Inzulin • Katecholaminy • Kalcitonin • Noradrenalin • Parathormon • Prostaglandiny • Renin-angiotenzin-aldosteronový systém • Růstový hormon • Testosteron
• Glykémie
• Glykolýza

upravit Reference

1. ↑ X-Ray Analysis Of Glucagon And Its Relationship To Receptor Binding [Hormone] [databáze]. National Library of Medicine, Poslední revize 2009-07-14, [cit. 2010-11-07]. <http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Structure/mmdb/mmdbsrv.cgi?uid=56211>.

upravit Použitá literatura

• DUŠKA, František. Biochemie v souvislostech, 1.díl – základy energetického metabolizmu. 1. vydání. Praha : Karolinum, 2006. 165 s. ISBN 80-246-1116-3.

• MURRAY, Robert K.. Harperova biochemie. 2. vydání. Jinočany : H&H, 1998. 872 s. ISBN 80-7319-013-3.

• MOORE, Keith L. a PERSAUD. Zrození člověka : embryologie s klinickým zaměřením. 1. vydání. Praha : ISV, 2002. 564 s. ISBN 80-85866-94-3.

• GUYTON, Arthur C. a John E. HALL. Textbook of medical physiology. 11. vydání. Philadelphia : Elsevier Saunders, 2006. 1116 s. ISBN 0-8089-2317-X.

• QUESADA, Ivan, Eva TUDURÍ a Cristina RIPOLL. Physiology of the pancreatic a-cell and glucagon secretion: role in glucose homeostasis and diabetes. Journal of Endocrinology. 2008, vol. 71, no. 199, s. 5-19, ISSN 1479-6805.