Glukagón

Z WikiSkript

(přesměrováno z Glukagon)

Glukagon
Štrukturálny vzorec glukagonu
Štrukturálny vzorec glukagonu
Prekurzor preglukagon, upravený protein-konvertázou 2 v α-bunkách pankreatu [1]
Žláza pankreas
Struktura Glukagón je jednoduchý peptid dlhý 29 aminokyselin. Neobsahuje disulfidové mostíky. Pokiaľ ide o sekundárnu štruktúru, vytvára α-helix, ktorý je stabilizovaný prevažne hydrofóbnymi interakciami.[2]
Cílový orgán/tkáň GIT
Receptor glukagónové receptory spražené s G-proteinom
Účinky viz článek
OMIM 138030

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.

Štruktúra, syntéza, sekrécia[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

Štruktúrou je to jednoduchý polypeptid, nenachádzajú sa v ňom disulfidové mostíky. Syntéza prebieha klasicky – najskôr vzniká prohormón a následne úpravami definitívne glukagón. 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 Ca2+ kanály typu T (Existuje niekoľko podtypov Ca2+ kanálov: L, T, N), membránový potenciál α-buniek je okolo −60mV.
  • Súčasne sú inaktívne ATP-dependentné K+ kanály (teda sú otvorené).
  • Potenciál postupne rastie, otvárajú sa kanály Na+ a Ca2+ typu N – dochádza k akčnému potenciálu a následne sekrécii glukagónu.
  • V prípade zvýšenia hladiny glukózy stúpa množstvo ATP v bunke a dochádza k uzatvoreniu K+ 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 Ca2+ kanál typu L, tým zvyšujú vstup Ca2+ 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.

Regulácia sekrécie na úrovni ostrovčeka[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

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 Ca2+ 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 K+ kanály, dôjde k hyperpolarizácii membrány – to pôsobí inhibične na uvoľňovanie glukagónu. Inzulín taktiež inhibuje Ca2+ 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 K+ kanál a spôsobí hyperpolarizáciu.

Mechanizmus účinku[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

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 Ca2+ (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.

Účinky glukagónu[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

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.

Fetálne obdobie[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

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

Využití[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

Podává se s. c., i. m. nebo i. v.

  • terapie hypoglykémie
  • inhibice motility při vyšetření gastrointestinálního traktu

Odkazy[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

Související články[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

Reference[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

  1. ORSKOV, C, J J HOLST a S S POULSEN, et al. Pancreatic and intestinal processing of proglucagon in man. Diabetologia [online]. 1987, vol. 30, no. 11, s. 874-81, dostupné také z <https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/3446554>. ISSN 0012-186X. 
  2. 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]. <https://www.ncbi.nlm.nih.gov/Structure/pdb/1GCN>.

Použitá literatura[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

  • 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.