Глюкагон – ұйқы безінің альфа-жасушалары шығаратын пептидтік гормон. Глюкагон қан құрамындағы глюкоза мен май қышқылдарының концентрациясын жоғарылатады және организмнің негізгі катаболикалық гормоны болып саналады. Глюкагон сонымен қатар бірқатар денсаулық жағдайларын емдеуге арналған дәрі ретінде қолданылады. Глюкагонның әсері жасушадан тыс глюкозаны төмендететін инсулинге қарсы. Глюкагон GCG генімен кодталған проглукагоннан шығарылады.
Қандағы глюкозаның мөлшері тым аз болған кезде ұйқы безі глюкагон шығарады. Глюкагон бауырдың гликогенолизге қатысуын тудырады: сақталған гликогенді қанға түсетін глюкозаға айналдыру. Қандағы глюкозаның жоғары деңгейі, керісінше, инсулиннің бөлінуін ынталандырады. Инсулин глюкозаны инсулинге тәуелді тіндермен қабылдауға және қолдануға мүмкіндік береді. Осылайша, глюкагон мен инсулин қандағы глюкоза деңгейін тұрақты ұстап тұратын кері байланыс жүйесінің бөлігі болып табылады. Глюкагон энергия шығынын арттырады және стресс жағдайында жоғарылайды. Глюкагон гормондардың секретиндер тобына жатады.
Глюкагонның қызметі
Глюкагон глюконеогенез бен гликогенолизді дамыту арқылы қандағы глюкозаның концентрациясын көбейтеді. Глюкагон сонымен қатар май тіні мен бауырдағы май қышқылының синтезін төмендетеді. Глюкагон бұл тіндерде липолизді жоғарылатады, бұл олардың май қышқылдарын айналымға жіберуіне әкеледі, мұнда оларды катаболизациялап, қажет болған кезде қаңқа бұлшықеттері сияқты тіндерде энергия түзуге болады.
Глюкоза бауырда глюкан (глюкоза молекулаларынан тұратын полимер) болып табылатын полисахаридті гликоген түрінде сақталады. Бауыр жасушаларында (гепатоциттерде) глюкагонды рецепторлар болады. Глюкагон глюкагон рецепторларымен байланысқан кезде бауыр жасушалары гликогенді жеке глюкоза молекулаларына айналдырып, оларды қанға жібереді, гликогенолиз деп аталады. Глюкозаның қоры таусылған кезде глюкагон бауыр мен бүйректі глюконеогенез жолымен қосымша глюкозаны синтездеуге шақырады. Глюкагон бауырдағы гликолизді өшіреді, нәтижесінде гликолитикалық аралық заттар глюконеогенезге ауысады.
Глюкагон сонымен қатар глюкозаның түзілу жылдамдығын липолиз арқылы реттейді. Глюкагон инсулинді басу жағдайында адамдарда липолиз тудырады (мысалы, 1 типті қант диабеті).
Глюкагон өндірісі әлі анықталмаған жолдар арқылы орталық жүйке жүйесіне тәуелді болып көрінеді. Омыртқасыз жануарларда көз қабағын кетіру глюкагон өндірісіне әсер ететіні туралы хабарланған. Жас шаяндарда көз қабығын сүйектен шығару глюкагоннан туындаған гипергликемияны тудырады.
Глюкагонның әсер ету механизмі
Глюкагон жасушаның плазмалық мембранасында орналасқан G ақуызымен байланысқан рецептор глюкагон рецепторымен байланысады. Рецептордағы конформация өзгерісі α, β және γ суббірліктері бар гетеротримерлі ақуыз G ақуыздарын белсендіреді. G ақуызы рецептормен әсерлескенде конформациялық өзгеріске ұшырайды, нәтижесінде α суббірлікпен байланысқан ЖІӨ молекуласы GTP молекуласымен алмастырылады. Бұл алмастыру α және γ суббірліктерінен α суббірліктің шығуына әкеледі. Альфа суббірлігі каскадтағы келесі ферментті – аденилатциклазаны арнайы түрде белсендіреді.
Аденилатциклаза циклдік аденозин монофосфатын (циклдік АМФ немесе цАМФ) өндіреді, ол ақуыз киназасын А (цАМФ-қа тәуелді ақуыз киназасын) белсендіреді. Бұл фермент өз кезегінде фосфорилаза киназасын белсендіреді, содан кейін гликогенфосфорилаза b (PYG b) фосфорлайды, оны фосфорилаза а (PYG a) деп аталатын белсенді түрге айналдырады. Фосфорилаза а – глюкоза 1-фосфаттың гликоген полимерлерінен бөлінуіне жауап беретін фермент.
Жолдың мысалы ретінде глюкагон трансмембраналық протеинмен байланысқан кезде болады. Трансмембраналық ақуыздар Gɑβ𝛾 әсерлеседі. Gɑ Gβ𝛾-ден бөлініп, трансмембраналық протеин аденилил циклазамен әрекеттеседі. Аденилил циклазасы АТФ-тің ЦАМФ-қа айналуын катализдейді. cAMP протеинкиназа А-мен байланысады, ал күрделі фосфорилаттар фосфорилаза киназа. Фосфорланған фосфорилаза киназа фосфорилатты фосфорилазды. Фосфорланған фосфорилаза глюкозадан глюкоза бірліктерін глюкоза 1-фосфат түрінде қыстырады.
Сонымен қатар, бауырдағы гликолиз мен глюконеогенездің үйлесімді бақылауы фруктоза 2,6-бисфосфат деп аталатын гликолиздің белсенді активаторының түзілуін катализдейтін ферменттердің фосфорлану күйімен реттеледі. Глюкагон бастаған каскадпен қоздырылған протеин киназасы А (PKA) сонымен қатар құрамында фруктоза 2,6-бисфосфатаза және фосфофруктокиназа-2 ферменттері бар екіфункционалды полипептидтік тізбектің бір серинді қалдықтарын фосфорлайды. Глюкагон бастаған бұл ковалентті фосфорлану біріншісін белсендіріп, екіншісін тежейді. Бұл фруктозаны катализдейтін реакцияны 2,6-бисфосфатты (гликолиздің алғашқы реттеуші сатысы болып табылатын фосфофруктокиназа-1 белсенді активаторы) оның түзілу жылдамдығын бәсеңдетіп, гликолиз жолының ағынын тежейді және глюконеогенезге жол береді. басым болу. Бұл процесс глюкагон болмаған кезде қайтымды болады (демек, инсулин болған жағдайда).
ПКА-ны глюкагонды ынталандыру гепатоциттердегі пируват киназаның гликолитикалық ферментін инактивациялайды.
Физиология
Глюкагон өндірісі
Гормон синтезделіп, ұйқы безінің эндокриндік бөлігінде орналасқан Лангерганс аралшықтарының альфа-жасушаларынан (α-жасушалардан) бөлінеді. Өндіріс, басқаша түрде еркін жүреді, ұйқы безі β жасушаларынан инсулинмен бірге бөлінетін пептидті гормон – амилинмен басылады / реттеледі. Плазмадағы глюкозаның деңгейі төмендеген сайын, амилин секрециясының төмендеуі оның α жасушаларының басылуын жеңілдетеді және глюкагонның бөлінуіне мүмкіндік береді.
Кеміргіштерде альфа-жасушалар аралдың сыртқы жиегінде орналасқан. Адам аралының құрылымы әлдеқайда аз бөлінеді, ал альфа-жасушалар аралда бүкіл бета-жасушаларға жақын жерде таралады. Глюкагонды асқазанның альфа жасушалары да жасайды.
Жақында жүргізілген зерттеулер глюкагон өндірісі ұйқы безінен тыс жерлерде де жүруі мүмкін екенін көрсетті, бұл кезде ішек экстрапанкреатикалық глюкагон синтезінің ең ықтимал орны болып табылады.
Глюкагонның реттелуі
Глюкагон секрециясын ынталандырады:
- Гипогликемия
- Эпинефрин (β2, α2 және α1 адренергиялық рецепторлар арқылы)
- Аргинин
- Аланин (көбінесе бұлшықеттен алынған пируват / глутамат трансаминациясынан
- Ацетилхолин
- Холецистокинин
- Асқазанды тежейтін полипептид
Глюкагонның бөлінуін тежейді:
- Соматостатин
- Амилин
- Инсулин (GABA арқылы)
- PPARγ / ретиноидты X рецепторларының гетеродимері.
- Бос май қышқылдары мен кето қышқылдарының қанға қосылуы.
- Мочевина өндірісінің өсуі
- Глюкагон тәрізді пептид-1
Глюкагонның құрылымы
Глюкагон – бұл 29-аминқышқылдық полипептид. Оның адамдардағы алғашқы құрылымы: NH2018-04-01 Аттестатта сөйлеу керек-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.
Полипептидтің молекулалық массасы 3485 дальтон. Глюкагон – бұл пептидті (стероид емес) гормон.
Глюкагон проглукагонның бөлінуінен α панкреатикалық аралшық α жасушаларында 2 пропротеин конвертазасы арқылы түзіледі. Ішектің L жасушаларында проглукагон глицентин, GLP-1 (инкретин), IP-2 және GLP-2 (ішектің өсуіне ықпал етеді) баламалы өнімдеріне дейін бөлінеді.
Патология
Глюкагонның қалыптан тыс жоғарылауына ұйқы безі ісіктері себеп болуы мүмкін, мысалы, глюкагонома, оның белгілері некролитикалық миграциялық эритема, аминқышқылдарының азаюы және гипергликемия. Бұл жалғыз немесе көптеген эндокриндік 1 типті неоплазия аясында пайда болуы мүмкін.
Глюкагонның жоғарылауы диагноз қойылмаған немесе нашар емделмеген 1 типті қант диабетіндегі гипергликемиялық кетоацидоздың негізгі үлесі болып табылады. Бета-жасушалар өз жұмысын тоқтатқан кезде глюкагонның тезірек шығуын тоқтату үшін инсулин мен панкреатиялық GABA болмайды. Нәтижесінде альфа-жасушалардан глюкагон максималды түрде бөлініп, гликогеннің глюкозаға тез ыдырауын және тез кетогенезді тудырады. 1 типті қант диабеті бар ересектердің бір бөлігі инсулинсіз соматостатин (глюкагон өндірісін тежейді) берген кезде кетоацидозға жақындау үшін орташа есеппен 4 есе көп уақытты қажет ететіндігі анықталды. Глюкагонды ингибирлеу қант диабетін емдеудің танымал идеясы болды, дегенмен, кейбіреулері бұл тұрақты қандағы глюкозасы бар науқастарда сынғыш қант диабетін тудырады деп ескертті.
Альфа-жасушалардың болмауы (демек, глюкагон) жалпы панкреатэктомия жағдайында қандағы глюкозаның қатты құбылмалылығының негізгі әсерінің бірі болып саналады.
Тарих
1920 жылдары Кимбалл мен Мурлин ұйқы безінің сығындыларын зерттеп, гипергликемиялық қасиеттері бар қосымша зат тапты. Олар глюкагонға 1923 жылы сипаттама берді. Глюкагонның аминқышқылдарының тізбегі 1950 жылдардың соңында сипатталған. Оның физиологиядағы және аурудағы рөлі туралы неғұрлым толық түсінік 70-ші жылдарға дейін, белгілі бір радиоиммунды талдау жасалғанға дейін анықталған жоқ.
.