Glukagon - co to za hormon? Działanie, niedobór i badanie

Glukagon to hormon wydzielany przez trzustkę. Pełni istotną rolę w metabolizmie węglowodanów, tłuszczów i białek. Jest jednym z „hormonów stresu”, mobilizuje bowiem dostawy substratów energetycznych (głównie glukozy i wolnych kwasów tłuszczowych) w okresie wzmożonego zapotrzebowania na nie – w stresie, podczas wysiłku fizycznego czy podczas głodzenia i hipoglikemii. Glukagon cechuje się działaniem antagonistycznym do insuliny. Sprawdź co to jest glukagon i w jaki sposób pełni swoją rolę w organizmie.

Glukagon – co to jest?

Glukagon jest hormonem wydzielanym przez trzustkę. Za jego syntezę i uwalnianie odpowiedzialne są komórki alfa trzustki. Komórki beta wysp trzustkowych wydzielają insulinę, komórki delta – somatostatynę, a komórki PP – polipeptyd trzustkowy.

Glukagon jest polipeptydem zbudowanym z 29 aminokwasów. U zdrowych osób, które spożywają odpowiednio zbilansowane posiłki, o zrównoważonym składzie i o odpowiednich porach, poziom glukagonu w osoczu krwi jest dosyć stabilny i nie podlega dużym wahaniom dobowym. Wyraźny wzrost stężenia glukagonu w osoczu można zaobserwować w warunkach stresu. Hormon mobilizuje bowiem substraty energetyczne na użytek tkanek i narządów, wykazujących na nie wzmożone zapotrzebowanie.

Synteza i wydzielanie glukagonu przez komórki alfa wysp trzustkowych podlegają licznym mechanizmom regulacyjnym. Najważniejszym czynnikiem wpływającym na uwalnianie glukagonu do krwi, jest poziom glukozy w osoczu. Hipoglikemia (czyli spadek stężenia glukozy w osoczu) stymuluje uwalnianie glukagonu i skutkuje wzrostem jego stężenia we krwi. Hiperglikemia (czyli wzrost poziomu glukozy w surowicy) działa w sposób odwrotny – zmniejsza stężenie glukagonu we krwi.

Glukagon – działanie biologiczne w organizmie człowieka

Działanie glukagonu ukierunkowane jest przede wszystkim na wątrobę. Glukagon stymuluje procesy glikogenolizy, czyli procesy rozkładu glikogenu do glukozy. To właśnie wątroba stanowi podstawowe źródło glukozy, potrzebnej innym narządom, szczególnie komórkom nerwowym. W uproszczeniu: spadek glukozy w osoczu powoduje uwalnianie glukagonu z trzustki, który z kolei ma za zadanie zwiększyć niedostateczne stężenie glukozy we krwi. Długi wpływ glukagonu na wątrobę (przekraczający około 4-5 godzin) skutkuje całkowitym zużyciem wątrobowych zapasów glikogenu. Produkcja glukozy utrzymana jest wówczas dzięki procesom glukoneogenezy (czyli procesom wytwarzania glukozy z prekursorów niebędących cukrami, takich jak aminokwasy, kwas mlekowy czy glicerol).

Przy spadku poziomu insuliny, glukagon wywiera także wpływ na tkankę tłuszczową oraz mięśniową. W komórkach tłuszczowych, glukagon pobudza rozkład triglicerydów. Dzięki lipolizie, do krwi zostają uwolnione wolne kwasy tłuszczowe, które wskutek kolejnych procesów przyspieszają glukoneogenezę.

Glukagon wywiera także wpływ na pozostałe narządy i układy: układ pokarmowy, sercowo- naczyniowy czy wydalniczy. Glukagon hamuje motorykę żołądka, wydzielanie żołądkowe i trzustkowe, a wzmaga wydzielanie jelitowe i żółci z wątroby. W dużych dawkach zwiększa pojemność minutową serca, poszerza naczynia wieńcowe, zmniejsza opór obwodowy naczyń i zwiększa przepływ krwi przez naczynia obwodowe, a także obniża ciśnienie rozkurczowe krwi. Glukagon wzmaga wydalanie wielu jonów przez nerki i wykazuje umiarkowane działanie moczopędne. Wpływa także na poziom jonów potasowych w surowicy krwi (wzrost) oraz stężenia jonów wapniowych i fosforanowych (spadek).

Jak można zauważyć glukagon pełni w organizmie szereg istotnych funkcji. Warto jednak pamiętać, że jego podstawowym zadaniem jest regulacja stężenia glukozy, wolnych kwasów tłuszczowych i aminokwasów we krwi. Glukagon mobilizuje dostawę substratów energetycznych, w warunkach wzmożonego zapotrzebowania na nie w tkankach i narządach.

Podsumowując, do działań glukagonu zaliczamy: wzrost wątrobowej produkcji glukozy, stymulację rozkładu kwasów tłuszczowych i hamowanie lipogenezy w wątrobie, wpływ na rozpad aminokwasów, wpływ na kurczliwość i akcję serca, nerki i przewód pokarmowy, a także wpływ na apetyt oraz zużywanie energii.

Jak sprawdzić poziom glukagonu w organizmie?

Oznaczenie poziomu glukagonu w osoczu krwi możesz wykonać w DIAGNOSTYCE. Takie badanie wykonuje się na zlecenia lekarza w konkretnym celu, nie należy oznaczać go bez powodu. Oznaczenie stężenia glukagonu we krwi stosowane jest w diagnostyce cukrzycy i innych zaburzeń gospodarki glukozą, a także w diagnostyce nowotworów przewodu pokarmowego, nadnerczy czy tarczycy. Szczególnie w przypadku podejrzenia rzadkiego nowotworu neuroendokrynnego trzustki – glukagonoma.

Warto wspomnieć o teście z glukagonem, który służy do oceny rezerwy wydzielniczej komórek beta trzustki. Polega na oznaczeniu peptydu C na czczo oraz po 6 minutach od wstrzyknięcia dożylnie 1 mg glukagonu. W praktyce test glukagonowy jest jednak wykonywany bardzo rzadko.

Insulina i glukagon – w jaki sposób działają?

Insulina i glukagon stanowią wspólną dwuhormonalną jednostkę czynnościową odpowiedzialną za przepływ i zużycie glukozy oraz innych materiałów energetycznych. Obydwa hormony stale ze sobą „współpracują”, a żaden z nich nie byłby w stanie prawidłowo spełniać swojej funkcji, bez udziału drugiego. Insulina jest hormonem anabolicznym, odpowiedzialnym za zużycie glukozy w procesach metabolicznych oraz jej magazynowanie. Wzrost poziomu glukozy i innych cukrów prostych pobudza uwalnianie insuliny, a głównym skutkiem działania insuliny jest hipoglikemia. Hipoglikemia prowadzi natomiast do pobudzenia uwalniania glukagonu. Insulina i glukagon działają antagonistycznie. 

Glukagon – niedobór. Przyczyny i skutki

Zbyt niskie stężenie glukagonu we krwi obserwuje się rzadko. Przyczyną może być stosowanie zbyt wysokich dawek insuliny przez kobietę ciężarną i wówczas może dojść do zaburzeń u noworodka. Niedobory glukagonu mogą występować w przypadku wewnątrzwydzielniczej niewydolności trzustki, w przebiegu przewlekłego zapalenia trzustki.

W przypadku ciężkiej hipoglikemii (gdy stężenie glukozy w osoczu krwi jest mniejsze niż 3,9 mmol/L), której najczęstszą przyczyną są zbyt duże dawki insuliny w stosunku do podaży pokarmów i intensywności wysiłku fizycznego podczas leczenia cukrzycy, konieczne może okazać się szybkie zwiększenie poziomu glukagonu, dzięki pomocy „z zewnątrz”. Podanie glukagonu domięśniowo lub podskórnie w przypadku ciężkiej hipoglikemii, nie jest wprawdzie postępowaniem pierwszego rzutu, ale w niektórych przypadkach może okazać się niezbędne – jeśli pacjent nie jest w stanie sam przyjąć słodzonych płynów i pokarmu lub podanie dożylne glukozy nastręcza trudności.

Przyczyny i skutki nadmiaru glukagonu w organizmie

Nadmiernie wysoki poziom glukagonu w surowicy krwi może towarzyszyć niektórym chorobom trzustki, zaburzeniom wydzielania wewnętrznego, chorobom wątroby, serca czy nerek.

Warto zwrócić szczególną uwagę na neuroendokrynny guz trzustki- glukagonoma. Glukagonoma to rzadki (najczęściej złośliwy) nowotwór wywodzący się z komórek alfa wysp trzustkowych, wykazujący aktywność hormonalną – wydzielający w nadmiarze glukagon. Lokalizuje się zwykle w ogonie lub rzadziej głowie trzustki (sporadycznie w dwunastnicy), ale przerzuty do innych narządów obserwuje się w ponad 60% przypadków chorych. Do głównych objawów glukagonoma, można zaliczyć zmiany skórne o typie wędrującego rumienia nekrotycznego (złuszczeniowe, rumieniowe wykwity ze spełzaniem naskórka o zmiennym umiejscowieniu), szybki spadek masy ciała, biegunkę, cukrzycę o łagodnym przebiegu, niedokrwistość i zapalenie błony śluzowej jamy ustnej. Wśród nietypowych objawów wyróżnia się zakrzepicę żylną, zatorowość płucną, psychozy, depresję, hipoalbuminemię, niedobór aminokwasów i hipocholesterolemię. W badaniach laboratoryjnych obserwuje się znacznie podwyższone stężenie glukagonu w surowicy krwi, a w badaniach obrazowych – guz trzustki. Guz glukagonowy może być składową zespołu mnogich nowotworów układu wydzielania wewnętrznego typu 1 (MEN1).

Glukagon w organizmie człowieka – co obniża jego poziom, a co go zwiększa?

Najistotniejszym czynnikiem regulującym wytwarzanie i uwalnianie glukagonu jest stężenie glukozy w osoczu krwi. Hipoglikemia silnie pobudza uwalnianie glukagonu, a hiperglikemia hamuje.

Do pozostałych bodźców pobudzających uwalnianie glukagonu należą: aminokwasy glukogenne, intensywny wysiłek fizyczny, stres, cholecystokinina, gastryna, kortyzol, acetylocholina, teofilina, agoniści receptorów β- adrenergicznych czy stany infekcyjne. Do czynników hamujących jego wydzielanie zalicza się natomiast: somatostatynę, sekretynę, wzrost stężenia wolnych kwasów tłuszczowych, ciała ketonowe, insulinę, GABA (kwas ɣ- aminomasłowy) oraz agonistów receptorów Ⲁ- adrenergicznych.

Bibliografia:
– Fizjologia człowieka, pod red. S. J. Konturka, Elsevier Urban & Partner, Wrocław 2013
– Interna Szczeklika, pod red. P. Gajewskiego, Medycyna Praktyczna, Kraków 2020
– Chirurgia Repetytorium, W. Noszczyk, Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 2012