Când alergați sau săriți peste o masă, organismul dumneavoastră eliberează rapid un hormon care împiedică scăderea excesivă a zahărului din sânge. Acest hormon, glucagonul, îi spune ficatului să descompună glicogenul stocat și să elibereze glucoză, menținând mușchii activi și creierul alert chiar și fără alimente noi.

În acest ghid de studiu, veți citi despre modul în care glucagonul controlează glicemia și energia. Vă explicăm cum produce pancreasul glucagonul, ce declanșează eliberarea acestuia și cum afectează zahărul, grăsimile și proteinele. Veți afla, de asemenea, cum se modifică glucagonul în cazul diabetului și în timpul postului sau al exercițiilor fizice.

Glucagonul: rezumat rapid

Aveți nevoie doar de informații de bază? Iată o explicație simplă a rolului glucagonului:

🟠 Glucagonul este un hormon secretat de pancreas care crește nivelul zahărului din sânge, semnalând ficatului să descompună glicogenul și să producă glucoză.

🟠 Glicemia scăzută, exercițiile fizice și anumiți aminoacizi declanșează secreția de glucagon, în timp ce insulina și somatostatina o blochează.

🟠 Metabolismul glucagonului activează glicogenoliza, gluconeogeneza, lipoliza și cetogeneza pentru a menține organismul alimentat în timpul postului sau al stresului.

🟠 În cazul diabetului și obezității, nivelurile de glucagon cresc în mod anormal, determinând ficatul să elibereze glucoză suplimentară și agravând controlul glicemiei.

🟠 Glucagonul reduce apetitul, crește consumul de energie și declanșează ciclul ureei pentru a elimina amoniacul toxic în timpul descompunerii proteinelor.

Ce este glucagonul și cum afectează glicemia?

Glucagonul este un hormon care împiedică scăderea excesivă a glicemiei. Pancreasul îl eliberează atunci când nivelul glucozei scade. Celulele alfa din pancreas detectează schimbarea și reacționează rapid. Glucagonul semnalează ficatului să descompună glicogenul stocat în glucoză. Acest proces trimite mai mult zahăr în sânge, oferind mușchilor și creierului combustibilul de care au nevoie.

Aveți nevoie de acest hormon mai ales în timpul postului, al exercițiilor fizice sau al pauzelor lungi între mese. În timp ce insulina scade glicemia, glucagonul acționează în sens invers. Ambii hormoni mențin echilibrul nivelului de glucoză.

Eliberarea de glucagon începe când anumite condiții semnalează organismului că are nevoie de mai multă energie. Acești factori declanșatori activează celulele alfa pentru a elibera glucagon:

• Glicemie scăzută (hipoglicemie)
• Activitate fizică sau stres
• Niveluri ridicate de aminoacizi, cum ar fi alanina
• Hormoni precum epinefrina și colecistochinina

Aceste semnale asigură menținerea unui nivel constant al glicemiei atunci când nu sunt disponibile alimente.

Cum produce și procesează organismul glucagonul

Glucagonul este un hormon peptidic mic format din 29 de aminoacizi. Secvența sa îi conferă forma necesară pentru a se potrivi în receptori și a declanșa eliberarea de glucoză. Pancreasul produce glucagon prin scindarea unei molecule mai mari numite proglucagon.

În interiorul celulelor alfa, o enzimă numită prohormon convertază 2 (PC2) procesează proglucagonul. Această reacție produce glucagon activ, gata să intre în fluxul sanguin atunci când organismul are nevoie de mai multă glucoză. Proglucagonul, însă, nu produce întotdeauna glucagon. În alte organe, acesta urmează o cale diferită.

Aflați unde se produce glucagonul în organism

Pancreasul produce forma activă care crește glicemia. Intestinele și creierul procesează, de asemenea, proglucagonul, dar produc în schimb alte hormoni.

Acest proces permite unui singur gen să creeze hormoni diferiți, în funcție de locul în care are loc. Numai glucagonul din pancreas crește glicemia în timpul postului, al exercițiilor fizice sau al stresului.

Reglarea secreției de glucagon

Pancreasul eliberează glucagon atunci când nivelul zahărului din sânge scade. Celulele alfa detectează această schimbare și reacționează rapid. Glucagonul semnalează ficatului să elibereze glucoză, menținând nivelul zahărului din sânge constant. Când glucoza crește, eliberarea de glucagon încetinește sau se oprește.

Mai mulți factori declanșatori indică celulelor alfa să elibereze glucagon. Alții îl blochează pentru a preveni un nivel prea ridicat de zahăr în sânge.

Factori declanșatori ai secreției:

• Glicemie scăzută (hipoglicemie)
• Activitate fizică sau stres
• Niveluri ridicate de aminoacizi, cum ar fi alanina
• Hormoni, cum ar fi epinefrina și colecistochinina

Inhibitori ai secreției:

• Glicemie ridicată (hiperglicemie)
• Insulina
• Somatostatina
• Amilina

Celulele alfa eliberează glucagon

Celulele alfa acționează ca niște senzori minusculi. Când glucoza scade, se formează mai puțin ATP în interiorul celulelor. Această schimbare închide canalele de potasiu (K⁺) și modifică sarcina electrică a membranei. Celula se depolarizează, iar canalele de calciu (Ca²⁺) se deschid. Calciul pătrunde în celulă și declanșează eliberarea de glucagon. Odată ce glucoza crește, canalele de potasiu se redeschid, oprind eliberarea.

Glucagonul controlează metabolismul zahărului, grăsimilor și proteinelor

Glucagonul menține glicemia stabilă atunci când alimentația este insuficientă. Acesta semnalează ficatului să descompună glicogenul în glucoză. Acest proces, numit glicogenoliză, crește rapid glicemia. Când glicogenul se epuizează, ficatul produce glucoză nouă din aminoacizi și alte molecule. Acest proces se numește gluconeogeneză.

Glucagonul ajută, de asemenea, organismul să treacă la arderea grăsimilor. Acesta activează lipoliza, descompunând grăsimile stocate în acizi grași. Ficatul utilizează acești acizi grași pentru a produce energie sau îi transformă în corpi cetonici. Acest proces, numit cetogeneză, oferă creierului și mușchilor o altă sursă de energie în timpul postului sau al exercițiilor fizice.

Cum afectează glucagonul descompunerea proteinelor

Când grăsimile și zahărul se epuizează, glucagonul semnalează ficatului să descompună aminoacizii. Unii se transformă în glucoză. Alții eliberează amoniac, care este toxic. Glucagonul activează ciclul ureei. Acest ciclu transformă amoniacul în uree, astfel încât rinichii să îl poată elimina din organism.

Acțiunile metabolice ale glucagonului:

• Declanșează descompunerea glicogenului (glicogenoliza)
• Inițiază producția de glucoză (gluconeogeneză)
• Descompune grăsimile (lipoliza)
• Produce corpi cetonici (cetogeneză)
• Susține descompunerea proteinelor și ciclul ureei

Aceste acțiuni asigură organismului energie, în special în timpul postului, al exercițiilor fizice sau când nivelul glucozei este scăzut. Glucagonul asigură funcționarea creierului și a mușchilor.

Glucagonul activează receptorii și semnalizează celulele

Glucagonul acționează prin atașarea la receptorii din celulele hepatice. Acești receptori aparțin unui grup numit receptori cuplați la proteina G. Odată ce glucagonul se leagă, receptorul își schimbă forma și activează o proteină G în interiorul celulei. Acest semnal declanșează o serie de reacții care determină ficatul să elibereze glucoză.

Ficatul răspunde cel mai puternic, deoarece stochează glicogen. Alte organe, precum rinichii sau inima, reacționează mai puțin, deoarece au mai puțini receptori.

Cascada de activare a cAMP și PKA

Proteina G activează o enzimă numită adenilil ciclază. Această enzimă transformă ATP-ul în AMP ciclic (cAMP), care acționează ca mesager în interiorul celulei. cAMP activează rapid proteina kinază A (PKA).

PKA activează glicogen fosforilaza, enzima care descompune glicogenul în glucoză-1-fosfat. În același timp, PKA dezactivează glicogen sintaza pentru a împiedica ficatul să stocheze glicogen nou. Aceste modificări determină ficatul să elibereze glucoza stocată în sânge.

Această cale de semnalizare funcționează rapid și menține glicemia constantă atunci când aveți nevoie de energie suplimentară. Ea susține organismul în timpul postului, exercițiilor fizice sau stresului, asigurându-se că creierul și mușchii au la dispoziție suficientă glucoză.

Cum afectează glucagonul apetitul și consumul de energie

Glucagonul nu se limitează la controlul glicemiei. El influențează și modul în care organismul utilizează energia și controlează senzația de foame. După eliberarea glucagonului, organismul începe să ardă grăsimile stocate. Această schimbare crește consumul de energie, în special în timpul postului, al exercițiilor fizice sau al expunerii la frig. Unele studii arată că glucagonul crește consumul de energie în repaus, ajutând organismul să producă energie din depozitele de grăsime.

Glucagonul poate reduce și senzația de foame. Când nivelul acestuia crește, simțiți mai puțin nevoia de a mânca. Oamenii de știință consideră că acest lucru se întâmplă deoarece glucagonul transmite semnale creierului sau modifică metabolismul ficatului. Cu toate acestea, acest efect de reducere a apetitului se observă mai ales când nivelul glucagonului crește rapid, cum ar fi în timpul unei injecții.

Unele studii sugerează că glucagonul poate afecta inima. Dozele mari pot crește ritmul cardiac și îmbunătăți contractilitatea inimii. Medicii utilizează uneori glucagonul în situații de urgență, cum ar fi supradozajul cu beta-blocante. Cu toate acestea, în condiții normale, glucagonul nu modifică ritmul cardiac și nu afectează în mod direct funcționarea inimii.

Cum se modifică glucagonul în cazul diabetului și al obezității

Secreția de glucagon se modifică în cazul diabetului și al obezității. Aceste modificări mențin glicemia la un nivel ridicat și îngreunează gestionarea energiei de către organism. În mod normal, insulina controlează cantitatea de glucagon eliberată de pancreas. În cazul diabetului, acest control nu mai funcționează.

Glucagonul în diabetul de tip 1 – Creșteri după masă

În diabetul de tip 1, pancreasul încetează să mai producă insulină. Fără insulină, celulele alfa eliberează prea mult glucagon după masă. Ficatul continuă să descompună glicogenul și să adauge glucoză în sânge, chiar și atunci când alimentele au crescut deja nivelul de zahăr. Această reacție determină creșterea glicemiei după masă.

Glucagonul în diabetul de tip 2 – Creșterea glicemiei în repaus alimentar

În diabetul de tip 2, insulina funcționează deficitar. Celulele alfa continuă să elibereze glucagon, chiar și în timpul postului. Ficatul reacționează producând mai multă glucoză, crescând glicemia chiar înainte de a mânca.

Obezitatea și steatoza hepatică provoacă probleme similare. Ficatul are dificultăți în procesarea aminoacizilor. Acest lucru declanșează un semnal care determină celulele alfa să elibereze mai mult glucagon. Oamenii de știință numesc acest fenomen axa ficat-celule alfa. Aceasta menține nivelurile de glucagon ridicate și crește acumularea de grăsime în ficat.

Aceste schimbări explică de ce diabetul și obezitatea cresc adesea glicemia. Ficatul continuă să producă glucoză, chiar și atunci când organismul nu are nevoie de ea. Această glucoză în plus face mult mai dificilă gestionarea glicemiei.

Momente cheie în descoperirea glucagonului

Oamenii de știință au observat pentru prima dată glucagonul în anii 1920, în timp ce studiau extractele pancreatice. Ei au observat că glicemia creștea înainte ca insulina să-și facă efectul. În 1923, cercetătorii au numit hormonul glucagon, prescurtarea de la „agonist al glucozei”.

Până în anii 1950, oamenii de știință au izolat glucagonul pur și au cartografiat secvența sa de aminoacizi. Acest lucru a făcut posibilă utilizarea glucagonului ca tratament pentru hipoglicemia severă. În 1959, dezvoltarea unui test radioimunologic a permis cercetătorilor să măsoare cu precizie nivelurile de glucagon.

Ulterior, studiile genetice au revelat că proglucagonul produce mai mulți hormoni. Procesarea depinde de locul în care are loc — în principal pancreasul sau intestinele — conferind glucagonului multiple funcții în organism.

Obțineți ajutor cu subiecte legate de glucagon și metabolism

Aveți dificultăți cu glucagonul, metabolismul sau căile hormonale? Nu sunteți singuri — aceste subiecte pot deveni rapid confuze. Un meditator privat de biochimie pentru liceu vă ajută să le înțelegeți pas cu pas, astfel încât să nu vă pierdeți în toate reacțiile și procesele.

În timpul lecțiilor de meditații la biochimie, vei analiza modul în care glucagonul declanșează descompunerea glicogenului sau motivul pentru care ficatul începe să producă glucoză când ți-e foame. Meditatorul vă explică totul în mod clar și vă arată cum să faceți legătura între teorie și întrebările reale din examene, deoarece memorarea nu este suficientă.

În cazul în care căutați ajutor local, încercați „meditator de biochimie Ploiești” sau „meditații de biochimie Deva”. Veți găsi, de asemenea, opțiuni bune, cum ar fi „meditații de chimie organică Sibiu”, pentru ajutor cu reacțiile biochimice.

Un avantaj imens? Exersați tipurile de întrebări care apar la teste, în special în ceea ce privește efectul glucagonului asupra metabolismului grăsimilor și proteinelor. Acest tip de exerciții concentrate dezvoltă rapid abilitățile.

Nu așteptați până rămâneți în urmă. Rezervați o sesiune de meditații la biologie, chimie sau biochimie pe meet'n'learn și studiați metabolismul împreună, în ritmul dumneavoastră, cu cineva care știe să vă explice.

Căutați mai multe resurse? Consultați blogurile noastre de biologie pentru materiale de învățare suplimentare. Dacă sunteți gata pentru ajutor suplimentar, un meditator vă poate ghida prin cele mai dificile subiecte cu claritate și răbdare.

Glucagon: Întrebări frecvente

1. Ce este glucagonul?

Glucagonul este un hormon secretat de pancreas care crește glicemia prin semnalizarea ficatului să elibereze glucoză.

2. Când eliberează organismul glucagon?

Organismul eliberează glucagon în timpul hipoglicemiei, exercițiilor fizice, postului și stresului.

3. Cum crește glucagonul nivelul zahărului din sânge?

Glucagonul declanșează glicogenoliza și glucoza în ficat, trimițând mai multă glucoză în fluxul sanguin.

4. Ce declanșează secreția de glucagon?

Glicemia scăzută, aminoacizii precum alanina, activitatea fizică și hormonii precum epinefrina declanșează secreția de glucagon.

5. Cum afectează glucagonul metabolismul grăsimilor?

Glucagonul activează lipoliza, descompunând depozitele de grăsime pentru a produce energie și corpi cetonici.

6. Ce se întâmplă cu nivelurile de glucagon în diabetul de tip 1?

Nivelurile de glucagon cresc după mese în diabetul de tip 1, deoarece insulina lipsește și nu poate opri eliberarea de glucagon.

7. Cum se raportează glucagonul la axa ficat-celule alfa?

În cazul obezității și ficatului gras, procesarea deficitară a aminoacizilor de către ficat crește secreția de glucagon prin axa ficat-celule alfa.

8. Glucagonul poate afecta apetitul și consumul de energie?

Da, glucagonul reduce senzația de foame și crește consumul de energie prin promovarea descompunerii grăsimilor și creșterea consumului de energie în repaus.

Surse:

1. NCBI
2. NIH
3. Wikipedia