Com regula el glucagó la gluconeogènesi

L'hormonaglucagó és essencial per comprendre les vies metabòliques que donen suport a la vida humana, especialment en el control de la gluconeogènesi. El procés metabòlic conegut com a gluconeogènesi produeix glucosa a partir de substrats que no són hidrats de carboni, garantint un subministrament constant de glucosa durant el dejuni o períodes d'exercici vigorós. Com a hormona, el glucagó es produeix principalment per les cèl·lules alfa pancreàtiques. Funciona com a antagonista de la insulina per ajudar a mantenir els nivells de glucosa en sang dins d'un rang específic. Aquest article explora els mètodes complexos mitjançant els quals el glucagó controla la gluconeogènesi, inclosa la seva rellevància fisiològica, les relacions amb altres vies metabòliques i els sistemes de senyalització.

Per mantenir l'homeòstasi de la glucosa, cal l'hormona peptídica aminoàcid glucagó 29-. El seu objectiu principal és augmentar els nivells de glucosa en sang per contrarestar els efectes de la insulina.

Les cèl·lules alfa dels illots pancreàtics alliberen glucagó quan els nivells de glucosa en sang cauen, com ho fan durant el dejuni o entre els àpats. Afecta principalment al fetge, on estimula la producció de glucosa per gluconeogènesi i glicogenòlisi.

Aquesta hormona també afavoreix la descomposició dels aminoàcids i inhibeix la glucòlisi, el procés del fetge de convertir la glucosa en energia, per ajudar encara més la gluconeogènesi.

A més, afecta el metabolisme augmentant els nivells d'AMPc (monofosfat d'adenosina cíclica) a les cèl·lules diana, la qual cosa desencadena l'activació d'una sèrie d'enzims implicats en determinats processos metabòlics. El glucagó facilita el manteniment de l'homeòstasi de la glucosa a l'organisme coordinant aquestes vies complexes, especialment durant els episodis de dejuni o baixes de sucre en sang.

Els nivells de glucosa en sang tenen un fort efecte reguladorglucagóproducció. Els nivells alts de glucosa en sang impedeixen l'alliberament de glucagó, mentre que els nivells baixos de glucosa en sang ho promouen. Els següents són factors addicionals que influeixen en la secreció de glucagó a més de les hormones gastrointestinals, les catecolamines i els aminoàcids. Com a substrats per a la gluconeogènesi, aminoàcids com l'arginina i l'alanina, per exemple, poden augmentar la secreció de glucagó.

Quan el glucagó s'uneix al seu receptor a la superfície dels hepatòcits, desencadena una sèrie de reaccions intracel·lulars que estan mediades principalment per la proteïna cinasa A (PKA) i l'adenosina monofosfat cíclica (cAMP). L'activació d'enzims gluconeogènics importants depèn d'aquesta ruta de senyalització.

L'adenilat ciclasa s'activa quan el glucagó interacciona amb laglucagóreceptor, un receptor acoblat a proteïna G. Aquest enzim estimula la PKA convertint l'ATP en AMPc. La PKA fosforila els factors de transcripció i els enzims diana, la qual cosa provoca la sobreexpressió de gens gluconeogènics com la glucosa-6-fosfatasa (G6Pase) i la fosfoenolpiruvat carboxicinasa (PEPCK).

El control transcripcional dels gens gluconeogènics està substancialment influenciat per factors de transcripció com la proteïna d'unió a l'element de resposta de cAMP (CREB). Els promotors del gen objectiu contenen l'element de resposta cAMP (CRE), al qual s'uneix CREB després de la fosforilació de PKA per augmentar la transcripció del gen objectiu. Com a resultat, es produeixen més enzims necessaris per a la gluconeogènesi.

Els principals llocs de biosíntesi de glucosa són el fetge i, en menor mesura, els ronyons. Aquest procés utilitza precursors no hidrats de carboni, com ara lactat, glicerol i aminoàcids, per generar glucosa. La gluconeogènesi és essencial per subministrar glucosa als òrgans essencials, especialment al cervell, quan hi ha una activitat ràpida i vigorosa prolongada o gana.

Els papers clau de diversos enzims estan implicats en la gluconeogènesi. La piruvat carboxilasa converteix el piruvat en oxalacetat, que després es converteix en fosfoenolpiruvat per PEPCK. El pas final, que és la conversió de glucosa-6-fosfat en glucosa, és catalitzat per G6Pase, després que la fructosa-1,6-bisfosfatasa (FBPasa) hagi convertit la fructosa-1, 6-bisfosfat a fructosa-6-fosfat.

El glucagó regula el procés de gluconeogènesi activant aquests enzims i augmentant la seva expressió. Els gens que codifiquen enzims gluconeogènics estan regulats com a resultat de la fosforilació mediada per PKA de factors de transcripció i enzims. Això garanteix que hi haurà prou glucosa produïda segons sigui necessari.

El glucagó influeix no només en la gluconeogènesi sinó també en la lipòlisi, la glicogenòlisi i la cetogènesi, entre altres vies metabòliques. D'aquestes interaccions depèn la preservació de la flexibilitat metabòlica i l'equilibri energètic.

La glicogenòlisi, el procés pel qual el glicogen es descompon en glucosa, hi ajuda. Quan es produeix una hipoglucèmia aguda, aquest mecanisme ofereix una font ràpida de glucosa. La PKA és estimulada per ella, que fosforila i activa la glicogen fosforilasa, l'enzim que descompon el glicogen.

A més,glucagópromou la lipòlisi, que converteix els triglicèrids del teixit adipós en àcids grassos lliures i glicerol. Una possible aplicació per al glicerol alliberat és com a substrat gluconeogènic. A més, durant el dejuni prolongat o la restricció d'hidrats de carboni, estimula el procés de cetogènesi del fetge, que produeix cossos cetònics com a font d'energia de substitució.

El control del glucagó sobre la gluconeogènesi té importants ramificacions fisiològiques. Un control adequat garanteix un flux constant de glucosa, evitant la hipoglucèmia. Tanmateix, el desequilibri de la secreció o l'activitat del glucagó pot empitjorar trastorns metabòlics com la diabetis mellitus.

Un augment injustificat dels seus nivells és una causa típica d'hiperglucèmia en persones amb diabetis tipus 2. Això es deu a l'augment de la gluconeogènesi i la glicogenòlisi, fins i tot amb nivells elevats de glucosa en sang. És essencial comprendre els mecanismes subjacents a la desregulació del glucagó en la diabetis per tal de dissenyar tractaments a mida.

S'estan investigant tractaments dirigits a les vies de senyalització del glucagó com a mitjà per controlar la hiperglucèmia en persones amb diabetis. Els antagonistes del receptor de glucagó i els inhibidors d'enzims gluconeogènics són dos exemples d'aquests. Aquestes estratègies busquen millorar el control glucèmic i reduir la producció excessiva de glucosa.

Glucagóés una hormona crucial en la regulació del metabolisme de la glucosa, principalment perquè té un paper en la gluconeogènesi. Durant el dejuni i altres factors d'estrès metabòlics, garanteix un subministrament constant de glucosa activant vies de senyalització i enzims particulars. La comprensió de les complexitats de la funció del glucagó contribueix a la nostra comprensió de la regulació metabòlica i ajuda a la creació de noves teràpies per a trastorns metabòlics com la diabetis. Per a més informació sobre ell i el seu paper en la gluconeogènesi, poseu-vos en contacte amb nosaltres asales@bloomtechz.com.

D'Alessio, D. (2011). "El paper de la secreció desregulada de glucagó en la diabetis tipus 2". Diabetis, obesitat i metabolisme, 13 Suppl 1: 126-132.

Petersen, MC i Shulman, GI (2018). "Mecanismes d'acció de la insulina i resistència a la insulina". Physiological Reviews, 98(4), 2133-2223.

Jiang, G. i Zhang, BB (2003). "Glucagó i regulació del metabolisme de la glucosa". American Journal of Physiology-Endocrinology and Metabolism, 284(4), E671-E678.

Knop, FK i Holst, JJ (2010). "Farmacologia del glucagó". British Journal of Pharmacology, 159(6), 1034-1046.

Puchowicz, MA, et al. (2000). "Producció i oxidació del cos cetònic al cervell perinatal de rata". Journal of Neurochemistry, 74(2), 740-749.