Glukagon
Obsah boxu
Glukagon je peptidový hormon produkovaný A-buňkami Langerhansových ostrůvků ve slinivce břišní. Jeho hlavní funkcí je působit proti účinkům inzulinu a udržovat stabilní hladinu glukózy v krvi tím, že ji v případě potřeby zvyšuje. Patří mezi klíčové regulátory metabolismu sacharidů, tuků a bílkovin.
Jeho sekrece je stimulována především nízkou hladinou krevního cukru (hypoglykémie), ale také zvýšenou koncentrací některých aminokyselin (např. po jídle bohatém na bílkoviny) nebo stimulací sympatického nervového systému (např. při stresu nebo cvičení).
📜 Historie a objev
Glukagon byl objeven v roce 1923 C. P. Kimballem a Johnem R. Murlinem, kteří při studiu extraktů ze slinivky břišní nalezli látku s hyperglykemickým účinkem, tedy látku zvyšující hladinu cukru v krvi. Původně ji považovali za nečistotu v preparátech inzulinu, který byl objeven jen o dva roky dříve. Pojmenovali ji "glukagon" jako složeninu slov "glukóza agonista" (vyvolávač glukózy).
Teprve v 50. letech 20. století byla plně objasněna jeho aminokyselinová sekvence a bylo potvrzeno, že se jedná o samostatný hormon produkovaný jiným typem buněk ve slinivce než inzulin. Tento objev zásadně změnil pohled na regulaci glykémie a odhalil komplexní souhru dvou protichůdných hormonů.
🧬 Struktura a syntéza
Glukagon je jednovláknový polypeptid skládající se z 29 aminokyselin. Jeho molekulová hmotnost je přibližně 3485 daltonů. Je syntetizován v A-buňkách slinivky jako větší prekurzorový protein zvaný proglukagon. Tento prekurzor je následně enzymaticky štěpen na aktivní glukagon a další příbuzné peptidy.
Zajímavostí je, že gen pro proglukagon je exprimován nejen ve slinivce, ale také v L-buňkách střevního traktu. Zde je však proglukagon štěpen odlišně a vznikají z něj jiné hormony, tzv. inkretiny, jako je GLP-1 (Glucagon-like peptide-1), které mají naopak hypoglykemický účinek (snižují krevní cukr), především stimulací sekrece inzulinu po jídle.
⚙️ Fyziologická funkce
Glukagon je hlavním katabolickým hormonem těla, což znamená, že podporuje rozklad složitějších látek na jednodušší za účelem uvolnění energie. Jeho primárním cílovým orgánem jsou játra.
Účinky na metabolismus sacharidů
Hlavním a nejznámějším účinkem glukagonu je zvýšení koncentrace glukózy v krvi. Toho dosahuje dvěma hlavními mechanismy v játrech:
- Glykogenolýza: Stimuluje rychlý rozklad zásobního polysacharidu glykogenu na molekuly glukózy, které jsou následně uvolněny do krevního oběhu. Tento proces je klíčový pro rychlé dodání energie mezi jídly nebo při náhlé potřebě (např. "bojuj nebo uteč" reakce).
- Glukoneogeneze: Podporuje novotvorbu glukózy z necukerných zdrojů, jako jsou aminokyseliny (především alanin a glutamin), laktát (kyselina mléčná) nebo glycerol (z tuků). Tento proces je důležitý při dlouhodobějším hladovění, kdy jsou zásoby glykogenu již vyčerpány.
Účinky na metabolismus tuků
V tukové tkáni glukagon stimuluje lipolýzu, tedy rozklad triacylglycerolů na glycerol a volné mastné kyseliny. Mastné kyseliny mohou být následně využity jako zdroj energie pro většinu tkání (s výjimkou mozku) a glycerol může být v játrech použit pro glukoneogenezi. V játrech také podporuje tvorbu ketolátek (ketogeneze), které slouží jako alternativní palivo pro mozek během hladovění.
Účinky na metabolismus bílkovin
Glukagon zvyšuje vychytávání aminokyselin játry, které jsou následně využity jako substrát pro glukoneogenezi. Tím přispívá k udržení hladiny glukózy v krvi za cenu rozkladu tělesných proteinů, zejména při delším hladovění.
🩺 Klinický význam
Poruchy v sekreci nebo funkci glukagonu mohou vést k závažným zdravotním problémům.
Hypoglykémie
Nedostatečná odpověď glukagonu na pokles krevního cukru je častým problémem u pacientů s diabetem 1. typu. Jejich A-buňky postupem času ztrácejí schopnost adekvátně reagovat na hypoglykémii, což zvyšuje riziko závažných hypoglykemických stavů, které mohou vést až ke kómatu.
Glukagonom
Glukagonom je vzácný nádor vycházející z A-buněk slinivky, který produkuje nadměrné množství glukagonu. To vede k syndromu charakterizovanému:
- Hyperglykémií: Často se projevuje jako nově vzniklý nebo zhoršený diabetes mellitus.
- Nekrolytickým migratorním erytémem: Specifická kožní vyrážka, která se stěhuje po těle.
- Úbytkem hmotnosti: V důsledku katabolického působení glukagonu.
- Anémií a dalšími nespecifickými příznaky.
Léčba je primárně chirurgická – odstranění nádoru.
💊 Terapeutické využití
Glukagon je dostupný jako lék a jeho hlavní využití je v urgentní medicíně.
- Léčba těžké hypoglykémie: Podává se injekčně (intramuskulárně nebo subkutánně) pacientům s diabetem, kteří upadli do bezvědomí v důsledku velmi nízké hladiny krevního cukru a nejsou schopni přijmout cukr ústy. Glukagon rychle mobilizuje glukózu z jaterních zásob a obnoví vědomí.
- Diagnostika: V radiologii se používá k dočasnému potlačení motility trávicího traktu při vyšetřeních, jako je endoskopická retrográdní cholangiopankreatikografie (ERCP) nebo magnetická rezonance.
- Léčba předávkování beta-blokátory: Glukagon může pomoci zvýšit srdeční frekvenci a krevní tlak při předávkování léky ze skupiny beta-blokátorů, protože obchází jejich blokující účinek na adrenergní receptory.
🔬 Pro laiky
Představte si metabolismus cukru v těle jako bankovní účet.
- Inzulin je jako bankéř, který po velkém příjmu (jídlo) ukládá peníze (cukr) do trezoru (jater a svalů) na horší časy. Snižuje tak množství peněz v oběhu (hladinu cukru v krvi).
- Glukagon je naopak manažer pro krizové situace. Když je peněz v oběhu málo (mezi jídly, při sportu), přijde k trezoru (do jater) a nařídí okamžité uvolnění zásob (cukru) zpět do oběhu, aby tělo mohlo dál fungovat.
Glukagon a inzulin jsou tedy dva protihráči, kteří udržují hladinu cukru v krvi ve velmi úzkém a zdravém rozmezí. Když tato rovnováha nefunguje správně, vzniká například cukrovka.