Hvernig stjórnar glúkagon glúkógenmyndun

Hormóniðglúkagon er nauðsynlegt til að skilja efnaskiptaferlið sem styðja mannlífið, sérstaklega við að stjórna glúkógenmyndun. Efnaskiptaferlið sem kallast glúkósamyndun framleiðir glúkósa úr hvarfefnum sem eru ekki kolvetni, sem tryggir stöðugt framboð á glúkósa meðan á föstu stendur eða meðan á mikilli hreyfingu stendur. Sem hormón er glúkagon að mestu leyti framleitt af alfafrumum briskirtilsins. Það virkar sem mótlyf insúlíns til að aðstoða við að halda blóðsykursgildum innan ákveðins marks. Þessi grein kannar flóknar aðferðir sem glúkagon stjórnar glúkógenmyndun, þar með talið lífeðlisfræðilegt mikilvægi þess, tengsl við aðrar efnaskiptaleiðir og merkjakerfi.

Til að viðhalda glúkósajafnvægi þarf 29-amínósýrupeptíðhormónið glúkagon. Meginmarkmið þess er að hækka blóðsykursgildi til að vinna gegn áhrifum insúlíns.

Alfa frumur brishólma losa glúkagon þegar blóðsykursgildi lækkar, eins og á föstu eða á milli mála. Það hefur fyrst og fremst áhrif á lifur, þar sem það örvar framleiðslu glúkósa með glúkógenmyndun og glýkógenólýsu.

Þetta hormón stuðlar einnig að niðurbroti amínósýra og hindrar glýkólýsu, ferli lifrarinnar við að umbreyta glúkósa í orku, til að hjálpa glúkógenmyndun enn frekar.

Ennfremur hefur það áhrif á efnaskipti með því að hækka magn cAMP (hringlaga adenósínmónófosfats) í markfrumum, sem síðan kemur af stað virkjun fjölda ensíma sem taka þátt í ákveðnum efnaskiptaferlum. Glúkagon auðveldar viðhald glúkósajafnvægis í líkamanum með því að samræma þessar flóknu leiðir, sérstaklega við föstu eða lágan blóðsykur.

Styrkur glúkósa í blóði hefur mikil stjórnunaráhrif áglúkagonframleiðslu. Hátt blóðsykursgildi kemur í veg fyrir losun glúkagons, en lágt blóðsykursgildi stuðlar að því. Eftirfarandi eru viðbótarþættir sem hafa áhrif á seytingu glúkagons til viðbótar við hormón í meltingarvegi, katekólamín og amínósýrur. Sem hvarfefni fyrir glúkógenmyndun geta amínósýrur eins og arginín og alanín, til dæmis, aukið seytingu glúkagons.

Þegar glúkagon binst viðtaka sínum á yfirborði lifrarfrumna kemur það af stað röð innanfrumuhvarfa sem eru að mestu miðluð af próteinkínasa A (PKA) og hringlaga adenósínmónófosfati (cAMP). Virkjun mikilvægra glúkónógenensíma fer eftir þessari boðleið.

Adenýlat sýklasi er virkjaður þegar glúkagon hefur samskipti viðglúkagonviðtaki, G prótein-tengdur viðtaki. Þetta ensím örvar PKA með því að breyta ATP í cAMP. PKA fosfórýlerar umritunarþætti og markensím, sem veldur oftjáningu glúkógengena eins og glúkósa-6-fosfatasa (G6Pase) og fosfóenólpýrúvat karboxýkínasa (PEPCK).

Umritunarstýring glúkógengena er að verulegu leyti undir áhrifum frá umritunarþáttum eins og cAMP svörun frumefnisbindandi próteini (CREB). Markgenahvatar innihalda cAMP svörunarþáttinn (CRE), sem CREB festir sig við eftir PKA fosfórun til að auka umritun markgena. Fyrir vikið myndast meira af þeim ensímum sem þarf til glúkógenmyndunar.

Helstu staðir fyrir nýmyndun glúkósa eru lifrin og, í minna mæli, nýrun. Þetta ferli notar forefni sem ekki eru kolvetni, eins og laktat, glýseról og amínósýrur, til að mynda glúkósa. Gluconeogenesis er nauðsynlegt til að sjá nauðsynlegum líffærum, sérstaklega heilanum, fyrir glúkósa þegar það er langvarandi föstu, kröftug virkni eða hungur.

Lykilhlutverk nokkurra ensíma taka þátt í glúkógenmyndun. Pyruvate carboxylase breytir pyruvati í oxaloacetate, sem síðan er breytt í fosfónólpyruvat með PEPCK. Lokaskrefið, sem er umbreyting glúkósa-6-fosfats í glúkósa, er hvatað af G6Pase, eftir að frúktósa-1,6-bisfosfatasi (FBPase) hefur breytt frúktósa-1, 6-bisfosfat í frúktósa-6-fosfat.

Glúkagon stjórnar ferli glúkógenmyndunar með því að virkja þessi ensím og auka tjáningu þeirra. Gen sem kóða glúkógenógen ensím eru uppstýrt vegna PKA-miðlaðrar fosfórunar á umritunarþáttum og ensímum. Þetta tryggir að nægur glúkósa verði framleiddur eftir þörfum.

Glúkagon hefur ekki bara áhrif á glúkógenmyndun heldur einnig fitusundrun, glýkógenólýsu og ketógenmyndun, meðal annarra efnaskiptaferla. Varðveisla efnaskipta sveigjanleika og orkujafnvægis fer eftir þessum samskiptum.

Glýkógenlýsa, ferlið þar sem glýkógen er brotið niður í glúkósa, er aðstoðað við það. Þegar bráð blóðsykurslækkun á sér stað býður þessi aðferð upp á skjótan uppsprettu glúkósa. PKA er örvað af því, sem fosfórar og virkjar glýkógen fosfórýlasa, ensímið sem brýtur niður glýkógen.

Að auki,glúkagonstuðlar að fitusundrun, sem breytir þríglýseríðum fituvefs í fríar fitusýrur og glýseról. Ein möguleg notkun fyrir losað glýseról er sem glúkógenmyndandi hvarfefni. Ennfremur, meðan á langvarandi föstu eða takmörkun kolvetna stendur, örvar það ketógenmyndunarferli lifrarinnar, sem framleiðir ketónlíkama sem varaorkugjafa.

Stjórn glúkagons á glúkógenmyndun hefur mikilvægar lífeðlisfræðilegar afleiðingar. Viðeigandi stjórn tryggir stöðugt flæði glúkósa, sem kemur í veg fyrir blóðsykursfall. Hins vegar getur ójafnvægi á seytingu glúkagons eða virkni versnað efnaskiptasjúkdóma eins og sykursýki.

Óréttmæt aukning á magni þess er dæmigerð orsök blóðsykurslækkunar hjá fólki með sykursýki af tegund 2. Þetta stafar af aukinni glúkógenmyndun og glýkógenólýsu, jafnvel með hækkuðum blóðsykursgildum. Nauðsynlegt er að átta sig á aðferðunum sem liggja að baki stjórnun glúkagons við sykursýki til að hanna sérsniðna meðferð.

Verið er að rannsaka meðferðir sem miða að glúkagonboðaleiðum sem leið til að stjórna blóðsykrishækkun hjá fólki með sykursýki. Glúkagonviðtakablokkar og glúkógenógenensímhemlar eru tvö dæmi um þetta. Þessar aðferðir leitast við að auka blóðsykursstjórnun og draga úr of mikilli glúkósaframleiðslu.

Glúkagoner mikilvægt hormón í stjórnun glúkósaefnaskipta, fyrst og fremst vegna þess að það gegnir hlutverki í glúkógenmyndun. Við föstu og aðra streituvalda í efnaskiptum tryggir það stöðugt framboð af glúkósa með því að kveikja á sérstökum boðleiðum og ensímum. Að skilja ranghala glúkagonvirkni stuðlar að skilningi okkar á efnaskiptastjórnun og hjálpar til við að búa til nýjar meðferðir við efnaskiptasjúkdómum eins og sykursýki. Fyrir frekari upplýsingar um það og hlutverk þess í glúkógenmyndun, vinsamlegast hafðu samband við okkur ásales@bloomtechz.com.

D'Alessio, D. (2011). „Hlutverk stjórnaðrar seytingar glúkagons í sykursýki af tegund 2“. Sykursýki, offita og efnaskipti, 13 Viðbót 1: 126-132.

Petersen, MC og Shulman, GI (2018). "Málverkun insúlínverkunar og insúlínviðnáms". Physiological Reviews, 98(4), 2133-2223.

Jiang, G. og Zhang, BB (2003). "Glúkagon og reglugerð um umbrot glúkósa". American Journal of Physiology-Endocrinology and Metabolism, 284(4), E671-E678.

Knop, FK og Holst, JJ (2010). "Lyfjafræði glúkagons". British Journal of Pharmacology, 159(6), 1034-1046.

Puchowicz, MA, o.fl. (2000). „Ketónlíkamsframleiðsla og oxun í rottuheila í burðarmáli“. Journal of Neurochemistry, 74(2), 740-749.