Glicagón

O glicagón^[1] é unha hormona peptídica de 29 aminoácidos segregada polo páncreas, que eleva os niveis de glicosa sanguíneos. Os seus efectos opóñense aos da insulina, a cal fai diminuír os niveis de glicosa sanguíneos.^[2] O glicagón e a insulina son parte dun sistema de retroalimentación que serve para manter estables os niveis sanguíneos de glicosa. O páncreas libera glicagón cando os niveis de azucre sanguíneo (glicosa) son moi baixos. O glicagón causa que o fígado converta o glicóxeno almacenado en glicosa, a cal se libera na corrente sanguínea. Os niveis sanguíneos altos de glicosa estimulan a liberación de insulina, e esta permite que a glicosa entre nas células e sexa utilizada polos tecidos insulino-dependentes.

O glicagón pertence a unha familia de varias hormonas relacionadas (glicagón/GIP/secretina/VIP).

Fisioloxía

Produción

O glicagón prodúcese e segrégase nas células alfa dos illotes de Langerhans do páncreas endócrino. Nos roedores as células alfa están localizadas nas beiras externas dos illotes. Nos illotes humanos as células alfa están distribuídas por todo o illote.

Mecanismo regulatorio

O incremento da secreción de glicagón está causado por:

Diminución da glicosa do plasma sanguíneo (indirectamente).
Aumento de catecolaminas: norepinefrina (noradrenalina) e epinefrina (adrenalina).
Aumento dos aminoácidos no plasma (para protexerse da hipoglicemia se tomamos unha comida de composición só proteica).
O sistema nervioso simpático.
A acetilcolina.
A colecistoquinina.

A diminución da secreción (inhibición) de glicagón está causada por:

A somatostatina.
A insulina (vía GABA)^[3]
O aumento de ácidos graxos libres e cetoácidos no sangue.
O aumento da produción de urea.

Funcións

Células con marcaxe para o glicagón.

O glicagón axuda a manter o nivel de glicosa no sangue, principalmente aumentando a glicoxenólise e a gliconeoxénese e parando a glicólise.

Modelo do glicagón, co extremo carboxilo terminal arriba e o amino terminal abaixo.

A glicosa almacénase no fígado en forma de glicóxeno, que é un polisacárido formado por miles de moléculas de glicosa. Os hepatocitos do fígado teñen receptores de glicagón. Cando o glicagón se une aos seus receptores, as células hepáticas converten o glicóxeno en moléculas de glicosa, e libéranas na corrente sanguínea; esta degradación do glicóxeno denomínase glicoxenólise. Consonte as reservas de glicóxeno van sendo consumidas, o glicagón estimula ao fígado a sintetizar glicosa adicional por medio da gliconeoxénese. O glicagón detén a glicólise no fígado, facendo que os intermediarios glicolíticos sexan encamiñados á gliconeoxénese.

A produción de glicagón parece ser dependente do sistema nervioso central por medio de rutas que non están aínda definidas. Nos animais invertebrados, a extirpación do pedúnculo ocular afecta á produción de glicagón. A escisión do pedúnculo ocular en crustáceos novos produce hiperglicemia inducida polo glicagón.^[4]

Mecanismo de acción

O glicagón únese ao receptor do glicagón, un receptor acoplado á proteína G, situado na membrana plasmática. O cambio conformacional no receptor activa as proteínas G, unha proteína heterotrimérica con subunidades α, β, e γ. Cando a proteína G interacciona co receptor, sofre un cambio conformacional que dá lugar á substitución dunha molécula de GDP que estaba unida á subunidade α por unha molécula de GTP. Esta substitución orixina a separación da subunidade α das subunidades β e γ. A subunidade alfa activa especificamente o seguinte encima da cascada de activación, a adenilato ciclase.

A adenilato ciclase produce AMP cíclico (AMPc), que, á súa vez, activa a proteína quinase A (ou proteína quinase dependente do AMPc). Este encima, á súa vez, activa a fosforilase quinase, a cal fosforila a glicóxeno fosforilase, converténdoa na súa forma activa chamada fosforilase A. A fosforilase A é o encima responsable da liberación de glicosa 1-fosfato do polímero de glicóxeno.

Historia

Na década de 1920, Kimball e Murlin estaban estudando extractos do páncreas cando encontraron unha nova substancia con propiedades hiperglicemiantes. Describiron o glicagón en 1923.^[5] A secuencia de aminoácidos do glicagón foi descrita a finais da década de 1950.^[6] Unha comprensión máis completa das funcións fisiolóxicas do glicagón chegou na década de 1970, cando se desenvolveu o técnica do radioinmunoensaio.

Estrutura

O glicagón é un polipéptido de 29 aminoácidos. A súa estrutura primaria nos humanos é: 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.

O polipéptido ten un peso molecular de 3485 daltons.

Patoloxía

Os niveis anormalmente elevados de glicagón poden ser causados por tumores pancreáticos, como o glicagonoma, cuxos síntomas inclúen eritema migratorio necrolítico, redución da cantidade de aminoácidos e hiperglicemia. Pode aparecer en solitario ou no contexto dunha neoplasia múltiple endócrina de tipo 1.

Aplicacións e contraindicacións

O glicagón inxectable é vital en casos de hipoglicemia grave cando o afectado está inconsciente ou por outras razóns cando non se toma glicosa oralmente.

Algunhas evidencias suxiren que o glicagón podería ser beneficioso no tratamento da sobredose de beta bloqueantes.^[7]

O glicagón actúa moi rapidamente; e os seus efectos secundarios máis comúns son dores de cabeza e náuseas.

Interacción con fármacos: O glicagón interacciona só cos anticoagulantes orais, aumentando a tendencia a sangrar.

Aínda que o glicagón se use para tratar diversas formas de hipoglicemia, está toralmente contraindicado en pacientes con feocromocitoma, xa que a súa interacción cos elevados niveis de adrenalina (epinefrina) orixinados polo tumor poden producir un incremento expoñencial nos niveis de azucre sanguíneos, causando un estado de hiperglicemia, o cal pode producir unha elevación da presión sanguínea con resultados fatais.^[8]

Notas

↑ Coordinadores: Jaime Gómez Márquez, Ana Mª Viñas Díaz e Manuel González González. Redactores: David Villar Docampo e Luís Vale Ferreira. Revisores lingüísticos: Víctor Fresco e Mª Liliana Martínez Calvo. (2010). Dicionario de bioloxía galego-castelán-inglés. (PDF). Xunta de Galicia. p. 89. ISBN 978-84-453-4973-1.
↑ Reece J, Campbell N (2002). Benjamin Cummings - San Francisco, ed. Biology. ISBN 0-8053-6624-5.
↑ Xu E, Kumar M, Zhang Y, Ju W, Obata T, Zhang N, Liu S, Wendt A, Deng S, Ebina Y, Wheeler MB, Braun M, Wang Q (2006). "Intra-islet insulin suppresses glucagon release via GABA-GABAA receptor system". Cell Metab. 3 (1): 47–58. PMID 16399504. doi:10.1016/j.cmet.2005.11.015.
↑ Leinen RL, Giannini AJ (1983). "Effect of eyestalk removal on glucagon induced hyperglycemia in crayfish". Society for Neuroscience Abstracts 9: 604.
↑ Kimball C, Murlin J (1923). "Aqueous extracts of pancreas III. Some precipitation reactions of insulin". J. Biol. Chem. 58 (1): 337–348. Arquivado dende o orixinal o 29 de setembro de 2007. Consultado o 20 de xaneiro de 2012.
↑ Bromer W, Winn L, Behrens O (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. doi:10.1021/ja01568a038.
↑ White CM (1999). "A review of potential cardiovascular uses of intravenous glucagon administration". J Clin Pharmacol 39 (5): 442–7. PMID 10234590.
↑ "Information for the Physician: Glucagon for Injection (rDNA origin)" (PDF). Eli Lilly and Company. Arquivado dende o orixinal (PDF) o 20 de novembro de 2016. Consultado o 2011-11-19.

Véxase tamén

Outros artigos

Bibliografía

Kieffer TJ, Habener JF (2000). "The glucagon-like peptides". Endocr. Rev. 20 (6): 876–913. PMID 10605628. doi:10.1210/er.20.6.876.
Drucker DJ (2003). "Glucagon-like peptides: regulators of cell proliferation, differentiation, and apoptosis". Mol. Endocrinol. 17 (2): 161–71. PMID 12554744. doi:10.1210/me.2002-0306.
Jeppesen PB (2004). "Clinical significance of GLP-2 in short-bowel syndrome". J. Nutr. 133 (11): 3721–4. PMID 14608103.
Brubaker PL, Anini Y (2004). "Direct and indirect mechanisms regulating secretion of glucagon-like peptide-1 and glucagon-like peptide-2". Can. J. Physiol. Pharmacol. 81 (11): 1005–12. PMID 14719035. doi:10.1139/y03-107.
Baggio LL, Drucker DJ (2005). "Clinical endocrinology and metabolism. Glucagon-like peptide-1 and glucagon-like peptide-2". Best Pract. Res. Clin. Endocrinol. Metab. 18 (4): 531–54. PMID 15533774. doi:10.1016/j.beem.2004.08.001.
Holz GG, Chepurny OG (2006). "Diabetes Outfoxed by GLP-1?". Sci. STKE 2005 (268): pe2. PMC 2909599. PMID 15671479. doi:10.1126/stke.2682005pe2.
Dunning BE, Foley JE, Ahrén B (2006). "Alpha cell function in health and disease: influence of glucagon-like peptide-1". Diabetologia 48 (9): 1700–13. PMID 16132964. doi:10.1007/s00125-005-1878-0.
Gautier JF, Fetita S, Sobngwi E, Salaün-Martin C (2005). "Biological actions of the incretins GIP and GLP-1 and therapeutic perspectives in patients with type 2 diabetes". Diabetes Metab. 31 (3 Pt 1): 233–42. PMID 16142014. doi:10.1016/S1262-3636(07)70190-8.
De León DD, Crutchlow MF, Ham JY, Stoffers DA (2006). "Role of glucagon-like peptide-1 in the pathogenesis and treatment of diabetes mellitus". Int. J. Biochem. Cell Biol. 38 (5–6): 845–59. PMID 16202636. doi:10.1016/j.biocel.2005.07.011.
Beglinger C, Degen L (2007). "Gastrointestinal satiety signals in humans--physiologic roles for GLP-1 and PYY?". Physiol. Behav. 89 (4): 460–4. PMID 16828127. doi:10.1016/j.physbeh.2006.05.048.
Stephens JW, Bain SC (2007). "Safety and adverse effects associated with GLP-1 analogues". Expert opinion on drug safety 6 (4): 417–22. PMID 17688385. doi:10.1517/14740338.6.4.417.
Orskov C, Bersani M, Johnsen AH; et al. (1989). "Complete sequences of glucagon-like peptide-1 from human and pig small intestine". J. Biol. Chem. 264 (22): 12826–9. PMID 2753890.
Drucker DJ, Asa S (1988). "Glucagon gene expression in vertebrate brain". J. Biol. Chem. 263 (27): 13475–8. PMID 2901414.
Novak U, Wilks A, Buell G, McEwen S (1987). "Identical mRNA for preproglucagon in pancreas and gut". Eur. J. Biochem. 164 (3): 553–8. PMID 3569278. doi:10.1111/j.1432-1033.1987.tb11162.x.
White JW, Saunders GF (1986). "Structure of the human glucagon gene". Nucleic Acids Res. 14 (12): 4719–30. PMC 311486. PMID 3725587. doi:10.1093/nar/14.12.4719.
Schroeder WT, Lopez LC, Harper ME, Saunders GF (1984). "Localization of the human glucagon gene (GCG) to chromosome segment 2q36----37". Cytogenet. Cell Genet. 38 (1): 76–9. PMID 6546710. doi:10.1159/000132034.
Bell GI, Sanchez-Pescador R, Laybourn PJ, Najarian RC (1983). "Exon duplication and divergence in the human preproglucagon gene". Nature 304 (5924): 368–71. PMID 6877358. doi:10.1038/304368a0.
Kärgel HJ, Dettmer R, Etzold G; et al. (1982). "Action of rat liver cathepsin L on glucagon". Acta Biol. Med. Ger. 40 (9): 1139–43. PMID 7340337.
Wayman GA, Impey S, Wu Z; et al. (1994). "Synergistic activation of the type I adenylyl cyclase by Ca2+ and Gs-coupled receptors in vivo". J. Biol. Chem. 269 (41): 25400–5. PMID 7929237.
Unson CG, Macdonald D, Merrifield RB (1993). "The role of histidine-1 in glucagon action". Arch. Biochem. Biophys. 300 (2): 747–50. PMID 8382034. doi:10.1006/abbi.1993.1103.

[1] Coordinadores: Jaime Gómez Márquez, Ana Mª Viñas Díaz e Manuel González González. Redactores: David Villar Docampo e Luís Vale Ferreira. Revisores lingüísticos: Víctor Fresco e Mª Liliana Martínez Calvo. (2010). Dicionario de bioloxía galego-castelán-inglés. (PDF). Xunta de Galicia. p. 89. ISBN 978-84-453-4973-1.

[Campbell-2] Reece J, Campbell N (2002). Benjamin Cummings - San Francisco, ed. Biology. ISBN 0-8053-6624-5.

[pmid16399504-3] Xu E, Kumar M, Zhang Y, Ju W, Obata T, Zhang N, Liu S, Wendt A, Deng S, Ebina Y, Wheeler MB, Braun M, Wang Q (2006). "Intra-islet insulin suppresses glucagon release via GABA-GABAA receptor system". Cell Metab. 3 (1): 47–58. PMID 16399504. doi:10.1016/j.cmet.2005.11.015.

[Leinen_1983-4] Leinen RL, Giannini AJ (1983). "Effect of eyestalk removal on glucagon induced hyperglycemia in crayfish". Society for Neuroscience Abstracts 9: 604.

[Kimball_1923-5] Kimball C, Murlin J (1923). "Aqueous extracts of pancreas III. Some precipitation reactions of insulin". J. Biol. Chem. 58 (1): 337–348. Arquivado dende o orixinal o 29 de setembro de 2007. Consultado o 20 de xaneiro de 2012.

[Bromer_1957-6] Bromer W, Winn L, Behrens O (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. doi:10.1021/ja01568a038.

[pmid10234590-7] White CM (1999). "A review of potential cardiovascular uses of intravenous glucagon administration". J Clin Pharmacol 39 (5): 442–7. PMID 10234590.

[urlpi.lilly.com-8] "Information for the Physician: Glucagon for Injection (rDNA origin)" (PDF). Eli Lilly and Company. Arquivado dende o orixinal (PDF) o 20 de novembro de 2016. Consultado o 2011-11-19.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]