Glukagon

Glukagon
IUPAC-név
Kémiai azonosítók
PubChem	16186314
ChemSpider	10481928
InChIKey	MASNOZXLGMXCHN-GVLKBUBXSA-N
UNII	76LA80IG2G
ChEMBL	266481
Kémiai és fizikai tulajdonságok
Kémiai képlet	C153H225N43O49S
Moláris tömeg	3482.747314 g/mol

A glukagon egy peptidhormon, amelyet a hasnyálmirigy Langerhans-szigeteinek alfa-sejtjei termelnek és feladata a vércukorszint emelése, vagyis hatása ellentétes az inzulinéval.[1]

Ha a glükóz koncentrációja a vérben túlságosan alacsony lesz, a hasnyálmirigy glukagont választ ki, amely a májban megindítja a tárolt glikogén lebontását és a glükóz felszabadítását. Az inzulin, ezzel ellentétben, magas vércukorszint esetén szabadul fel és elősegíti a fölösleges cukor felvételét. A glukagon és az inzulin ugyanannak a visszacsatolási rendszernek a tagjai, amelynek a vércukorszint fiziológiai szinten való tartása a feladata. Testi munka és stressz esetén nő az energiafelhasználás és így a glukagonszint is.[2] Szerkezete alapján a glukagon-hormoncsaládhoz tartozik (csakúgy, mint a GIP, a szekretin és a VIP).

A glukagont az amerikai C. P. Kimball és John. R. Murlin fedezte fel 1923-ban.[3] Aminosavsorrendjét 1957-ben határozták meg.[4]

Feladata

A glukagon feladata a vércukorszint megemelése. Ezt két módon éri el: elősegíti a glikogén lebontását glükózzá; és a glükóz szintézisét a glükoneogenezis révén.

A szőlőcukrot (glükózt) a májsejtek (hepatociták) tárolják poliszacharid, glikogén formájában. A glukagon hozzáköt a sejtek felszínén található receptorhoz, mire az megindítja a glikogén hidrolízisét és a véráramba való juttatását (az ún. glikogenolízist). Ha a glikogéntartalékok kimerülnek, a glukagon hatására a májban és a vesében megindul a más molekulákból (egyes aminosavak, lipidek, piroszőlősav, tejsav) történő szőlőcukorszintézis, a glükoneogenezis. A hormon egyúttal leállítja a májban a glikolízist, így annak köztes termékei a glükózszintézis rendelkezésére állhatnak.

Inzulinhiány esetén (pl. I. típusú cukorbetegség) a glukagon egyúttal elősegíti a zsírok lebontását is.[5] Gerinctelenekben (rákokban) megfigyelték, hogy a szemkocsány eltávolítása megnöveli a glukagon mennyiségét a vérben és hiperglikémiához vezet.[6]

Szerkezete

Glukagonreceptorhoz (kék) kötött hormon (piros)

A glukagon egy 29 aminosavból álló polipeptid. Az emberben aminosavszekvenciája a következő: NH₂-His-Ser-Gln-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Tyr-Ser-Lys-Tyr-Leu-Asp-Ser-Arg-Arg-Ala-Gln-Asp-Phe-Val-Gln-Trp-Leu-Met-Asn-Thr-COOH. Molekulasúlya 3483 dalton.

A glukagont a hasnyálmirigy Langerhans-szigeteinek alfa-sejtjei termelik, míg az inzulin a velük szomszédos béta-sejtekben készül. Az emberben a sejtek vegyesen helyezkednek el, míg a patkányban az alfa-sejtek a sziget peremén tömörülnek. Az alfa-sejtek a proglukagon fehérje specifikus vágásával hozzák létre a hormont. A bél L-sejtjeiben a proglukagon alternatív vágásával más hormonok termelődnek: a glicentin, a GLP-1, GLP-2 és az oxintomodulin.[7]

Hatásmechanizmusa

A glikogénbontás szabályozása

A glukagonreceptor a hepatociták felszínén, azok sejtmembránjába ágyazódva található. A glukagon megkötése után a receptor konformációs változáson megy át és a hozzá kapcsolódó G-proteinről egy GTP-molekula hasítása árán leválik annak alfa-alegysége. Az alegység aztán aktiválja a szignáltranszdukciós kaszkád első lépését, az adenilát-cikláz enzimet. Az enzim ciklikus AMP-t hoz létre, ami beindítja a protein-kináz A működését, amely foszforilálja a glikogén-foszforiláz b-t, átalakítva azt az aktív a formába. A foszforliáz-a aztán egy foszfátcsoportot kapcsol a glikogén utolsó glükózmolekulájára és egyben levágja azt a polimerlánc végéről és szabad glükózt hoz létre.

Ezenkívül a láncolat közepén találhat protein-kináz A foszforilálja és kikapcsolja azt az enzimet, amely a glikolízis fontos kezdeti molekuláját, a fruktóz-2,6-biszfoszfátot hozza létre és ezzel gátolja a glükóz lebontásával járó glikolízist.[8][9]

A glukagon termelését a következő tényezők aktiválják:

• hipoglikémia
• adrenalin
• arginin
• alanin
• acetilkolin[10]
• kolecisztokinin

A következők pedig gátolják:

• szomatosztatin
• inzulin
• glitazonreceptor/retinoid X receptor dimer.[11] (ezek génkifejeződést szabályozó nukleáris receptorok)
• megnövekedett zsírsav- vagy ketosavszint a vérben[12]
• megnövekedett ureatermelés

A hasnyálmirigy egyes tumorjai (pl. glukagonóma) a glukagon extrém magas szintjét okozhatják.

Orvosi alkalmazásai

A glukagon-injekció a súlyos hipoglikémia fontos elsősegélynyújtási eszköze. A beteg ilyenkor az eszméletét is elvesztheti, ezért szájon át esetleg nem képes bevenni a szert. Felnőttek esetén a dózis 1 milligramm és izomba, intravénásan vagy bőr alá is adható. Mivel oldatban nem tartható el sokáig, a glukagont többnyire por formájában tárolják, amit beadás előtt valamilyen steril folyadékban (víz, fiziológiás oldat) fel kell oldani.

Egyes esetekben béta-blokkolók túladagolása esetén nagy dózis glukagon beadása jótékonynak bizonyult.[13] Bizonyos anafilaxiás esetekben, amikor a beteg rezisztens az adrenalin hatására, intravénás glukagonnal hatékonyan kezelték az alacsony vérnyomásukat.[14] A nyelőcsövet elzáró idegen tárgy eltávolításában egyes orvosok szerint hasznos a glukagon beadása, mert ellazítja a nyelőcső alsó záróizmát.[15] Mások szerint a kezelés hatékonyságára nincs bizonyíték.[16][17]

A glukagon igen gyorsan hat; beadásának fejfájás és émelygés lehet a mellékhatása. Feokromocitómás betegeknek nem javasolt, mert a túltermelt adrenalin mellett a vércukorszint könnyen kórosan magas értékeket érhet el.[18] Szintén nem ajánlott inzulinóma esetén. Véralvadásgátlókkal (warfarin) együtt adva, fokozza azok hatását.[19]

Jegyzetek

1. Biology. San Francisco: Benjamin Cummings (2002). ISBN 0-8053-6624-5 
2. (2012. március 1.) „Minireview: Glucagon in stress and energy homeostasis.”. Endocrinology 153 (3), 1049–54. o. DOI:10.1210/en.2011-1979. PMID 22294753. PMC 3281544. 
3. (1923) „Aqueous extracts of pancreas III. Some precipitation reactions of insulin”. J. Biol. Chem. 58 (1), 337–348. o. [2007. szeptember 29-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2016. június 28.) 
4. (1957) „The amino acid sequence of glucagon V. Location of amide groups, acid degradation studies and summary of sequential evidence”. J. Am. Chem. Soc. 79 (11), 2807–2810. o. DOI:10.1021/ja01568a038. 
5. (1974. január 1.) „Effects of glucagon on lipolysis and ketogenesis in normal and diabetic men”. The Journal of Clinical Investigation 53 (1), 190–7. o. DOI:10.1172/JCI107537. PMID 4808635. PMC 301453. 
6. (1983) „Effect of eyestalk removal on glucagon induced hyperglycemia in crayfish”. Society for Neuroscience Abstracts 9, 604. o. 
7. (1987. november 1.) „Pancreatic and intestinal processing of proglucagon in man”. Diabetologia 30 (11), 874–81. o. DOI:10.1007/BF00274797. PMID 3446554. 
8. (1987. július 1.) „Role of fructose 2,6-bisphosphate in the control of glycolysis in mammalian tissues”. The Biochemical Journal 245 (2), 313–24. o. PMID 2822019. PMC 1148124. 
9. (1984) „The role of fructose 2,6-bisphosphate in the regulation of carbohydrate metabolism”. Current Topics in Cellular Regulation 23, 57–86. o. DOI:10.1016/b978-0-12-152823-2.50006-4. PMID 6327193. 
10. (1980. október 1.) „Acetylcholine stimulates insulin, glucagon, and somatostatin release in the perfused chicken pancreas”. Endocrinology 107 (4), 1065–8. o. DOI:10.1210/endo-107-4-1065. PMID 6105951. 
11. (2008. február 1.) „A peroxisome proliferator-activated receptor gamma-retinoid X receptor heterodimer physically interacts with the transcriptional activator PAX6 to inhibit glucagon gene transcription”. Molecular Pharmacology 73 (2), 509–517. o. DOI:10.1124/mol.107.035568. PMID 17962386. 
12. Leonard R. Johnson. Essential Medical Physiology. Academic Press, 643–. o. (2003). ISBN 978-0-12-387584-6 
13. (1999. május 1.) „A review of potential cardiovascular uses of intravenous glucagon administration”. Journal of Clinical Pharmacology 39 (5), 442–7. o. PMID 10234590. 
14. (2003. október 1.) „A practical guide to anaphylaxis”. American Family Physician 68 (7), 1325–32. o. PMID 14567487. 
15. (2008. október 1.) „Review of food bolus management”. Canadian Journal of Gastroenterology = Journal Canadien De Gastroenterologie 22 (10), 805–8. o. PMID 18925301. PMC 2661297. 
16. (2009. március 1.) „Myth: glucagon is an effective first-line therapy for esophageal foreign body impaction”. Cjem 11 (2), 169–71. o. PMID 19272219. 
17. (2011. szeptember 1.) „The management of oesophageal soft food bolus obstruction: a systematic review”. Annals of the Royal College of Surgeons of England 93 (6), 441–4. o. DOI:10.1308/003588411X588090. PMID 21929913. PMC 3369328. 
18. Information for the Physician: Glucagon for Injection (rDNA origin). Eli Lilly and Company. [2016. november 20-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2011. november 19.)
19. (1970. március 1.) „Potentiation by glucagon of the hypoprothrombinemic action of warfarin”. Annals of Internal Medicine 72 (3), 331–5. o. DOI:10.7326/0003-4819-72-3-331. PMID 5415418. 

Fordítás

• Ez a szócikk részben vagy egészben a Glucagon című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.