Ko tečeš ali izpustiš obrok, tvoje telo sprosti hormon, ki prepreči, da bi ti krvni sladkor preveč padel. Ta hormon je glukagon. Jetrom sporoča, naj razgradijo zaloge glikogena in sprostijo glukozo v kri. Tako mišice ostanejo aktivne, možgani pa zbrani, tudi če nekaj časa ne ješ.
V tem učnem priročniku izveš, kako glukagon uravnava krvni sladkor in porabo energije. Kako glukagon nastaja v trebušni slinavki, kaj sproži njegovo izločanje in kako vpliva na presnovo sladkorjev, maščob in beljakovin. Spoznal boš tudi, kaj se zgodi z glukagonom pri sladkorni bolezni, med postom ali telesno dejavnostjo.
Glukagon – kratek pregled
Potrebujete osnovne informacije? Tukaj je preprosta razlaga, kaj je glukagon:
🟠 Glukagon je hormon, ki ga izloča trebušna slinavka. Spodbuja jetra, da razgradijo glikogen in sprostijo glukozo v kri, kar poveča raven krvnega sladkorja.
🟠 Njegovo izločanje sprožijo nizek krvni sladkor, telesna aktivnost in nekatere aminokisline. Zavirata ga inzulin in somatostatin.
🟠 Glukagon sproži glikogenolizo, glukoneogenezo, lipolizo in ketogenezo. Na ta način telesu zagotavlja vir energije v času posta ali stresa.
🟠 Pri sladkorni bolezni in debelosti je raven glukagona pogosto previsoka. Zaradi tega jetra sproščajo preveč glukoze, kar otežuje uravnavanje krvnega sladkorja.
🟠 Glukagon zmanjša občutek lakote, poveča porabo energije in sproži sečninski cikel, ki odstranjuje amoniak, nastal pri razgradnji beljakovin.
Kaj je glukagon in kako vpliva na krvni sladkor?
Glukagon je hormon, ki prepreči, da bi raven krvnega sladkorja preveč padla. Izločajo ga alfa celice v trebušni slinavki, ko se koncentracija glukoze v krvi zmanjša. Glukagon deluje na jetra, kjer sproži razgradnjo glikogena v glukozo. Tako se v krvni obtok sprosti sladkor, ki telesu zagotovi energijo.
Glukagon najbolj potrebuješ med postom, telesno dejavnostjo ali daljšimi premori med obroki. Medtem ko inzulin znižuje krvni sladkor, ga glukagon dvigne. Skupaj skrbita, da raven glukoze ostaja uravnotežena.
Telo začne izločati glukagon, ko potrebuje dodatno energijo. Alfa celice v trebušni slinavki se aktivirajo in sprostijo glukagon ob naslednjih dražljajih:
- Padec krvnega sladkorja (hipoglikemija)
- Telesna dejavnost ali stres
- Povišane vrednosti aminokislin, kot je alanin
- Delovanje hormonov, na primer adrenalina in holecistokinina
Na ta način telo ohranja raven krvnega sladkorja, kadar nekaj časa ne zaužiješ hrane.
Kako nastaja in se predeluje glukagon
Glukagon je majhen peptidni hormon, sestavljen iz 29 aminokislin. Njegova zgradba omogoča vezavo na receptorje in sprožitev sproščanja glukoze. Nastaja v trebušni slinavki, kjer večjo molekulo proglukagon razrežejo v aktivni glukagon.
V alfa celicah trebušne slinavke encim prohormon konvertaza 2 (PC2) predela proglukagon v aktivno obliko glukagona. Takoj, ko telo potrebuje več glukoze, glukagon preide v krvni obtok. V drugih organih se proglukagon predela drugače, zato tam glukagon ne nastaja.
Kje v telesu nastaja glukagon
Glukagon, ki dviguje krvni sladkor, nastane v trebušni slinavki. V črevesju in možganih se proglukagon spremeni v druge hormone, ki imajo drugačne naloge.
| Organ | Encim | Končni produkti |
| Trebušna slinavka | PC2 | Glukagon |
| Črevesje | PC1/3 | GLP-1, GLP-2, oksintomodulin, glicentin |
| Možgani | PC1/3 | GLP-1, GLP-2 |
Ta proces omogoča, da ena sama genska zasnova v različnih organih ustvari različne hormone. Le glukagon iz trebušne slinavke vpliva na dvig krvnega sladkorja v času posta, telesne dejavnosti ali stresa.
Uravnavanje izločanja glukagona
Trebušna slinavka začne izločati glukagon, ko krvni sladkor pade. Alfa celice takoj zaznajo spremembo in sprostijo glukagon. Ta jetrom sporoči, naj sprostijo glukozo v kri, da raven sladkorja ostane stabilna. Ko se glukoza znova dvigne, se izločanje glukagona upočasni ali ustavi.
Na izločanje glukagona vplivajo različni dražljaji. Nekateri ga spodbudijo, drugi zavrejo, da v krvi ne nastane presežek sladkorja.
Dražljaji za izločanje glukagona:
- Nizek krvni sladkor (hipoglikemija)
- Telesna dejavnost ali stres
- Povišane vrednosti aminokislin, na primer alanina
- Hormoni, kot sta adrenalin in holecistokinin
Dejavniki, ki zavirajo izločanje:
- Visok krvni sladkor (hiperglikemija)
- Inzulin
- Somatostatin
- Amilin
Kako alfa celice sprostijo glukagon
Alfa celice delujejo kot senzorji. Ko v krvi pade glukoza, v celicah nastane manj ATP. Zaradi tega se zaprejo kalijevi (K⁺) kanali in spremeni se električni potencial membrane. Celica se depolarizira, odprejo se kalcijevi (Ca²⁺) kanali, kalcij vstopi in sproži izločanje glukagona. Ko se raven glukoze dvigne, se kalijevi kanali znova odprejo in sproščanje se ustavi.
Glukagon nadzoruje presnovo sladkorjev, maščob in beljakovin
Glukagon ohranja stabilno raven krvnega sladkorja, ko hrane primanjkuje. Jetrom sporoči, naj razgradijo glikogen v glukozo. Ta postopek, imenovan glikogenoliza, hitro dvigne krvni sladkor. Ko zalog zmanjka, jetra začnejo iz aminokislin in drugih molekul tvoriti novo glukozo. Temu rečemo glukoneogeneza.
Glukagon omogoča tudi preklop na porabo maščob. Sproži lipolizo, pri kateri se maščobne zaloge razgradijo v maščobne kisline. Jetra jih porabijo za energijo ali pa iz njih tvorijo ketonska telesa. Ketogeneza omogoča, da možgani in mišice dobijo vir energije med postom ali fizičnim naporom.
Vpliv glukagona na razgradnjo beljakovin
Ko zmanjka maščob in sladkorjev, glukagon spodbudi jetra k razgradnji aminokislin. Del se jih pretvori v glukozo, drugi del sprosti amoniak. Ker je amoniak strupen, glukagon sproži sečninski cikel, ki ga spremeni v sečnino. Ledvice jo nato izločijo iz telesa.
Presnovni učinki glukagona:
- Sproži razgradnjo glikogena (glikogenoliza)
- Spodbuja nastajanje nove glukoze (glukoneogeneza)
- Razgrajuje maščobe (lipoliza)
- Tvori ketonska telesa (ketogeneza)
- Pospeši razgradnjo beljakovin in sproži sečninski cikel
Ti procesi telesu zagotavljajo energijo, predvsem med postom, naporom ali kadar v krvi primanjkuje glukoze. Glukagon poskrbi, da možgani in mišice nemoteno delujejo.
Glukagon se veže na receptorje in sproži signal v celici
Glukagon deluje tako, da se veže na specifične receptorje na jetrnih celicah. Ti spadajo v skupino receptorjev, povezanih z G-beljakovinami. Ob vezavi glukagona receptor spremeni obliko in v celici aktivira G-beljakovino. Tako se sproži veriga reakcij, ki jetra spodbudijo k sproščanju glukoze.
Najmočnejši učinek ima glukagon v jetrih, kjer so shranjene zaloge glikogena. Ledvice in srce se odzovejo manj izrazito, ker imajo manj receptorjev za glukagon.
Signalna pot cAMP in aktivacija PKA
G-beljakovina aktivira encim adenilat-ciklazo. Ta iz ATP tvori ciklični AMP (cAMP), ki v celici deluje kot prenašalec signala. cAMP hitro aktivira protein kinazo A (PKA).
PKA aktivira glikogen fosforilazo, encim, ki razgrajuje glikogen v glukoza-1-fosfat. Hkrati zavre delovanje glikogen sintaze, da jetra ne bi shranjevala novega glikogena. Tako sprosti glukozo v kri.
Ta signalna pot deluje hitro in zagotavlja stabilen krvni sladkor, kadar telo potrebuje več energije. Pomaga med postom, fizičnim naporom ali stresom, da možgani in mišice dobijo dovolj glukoze.
Vpliv glukagona na apetit in porabo energije
Glukagon ne vpliva le na krvni sladkor, temveč tudi na porabo energije in občutek lakote. Po izločanju glukagona začne telo kuriti maščobne zaloge. S tem se poraba energije poveča, še posebej med postom, vadbo ali v mrazu. Raziskave kažejo, da glukagon poveča porabo energije v mirovanju in spodbuja porabo maščobnih zalog.
Poleg tega glukagon zmanjša lakoto. Ko njegova raven naraste, se potreba po hrani zmanjša. Znanstveniki domnevajo, da glukagon pošlje signal možganom ali spremeni presnovo v jetrih. Ta učinek je najizrazitejši ob nenadnem porastu ravni glukagona, na primer po injekciji.
Nekatere raziskave kažejo, da glukagon vpliva tudi na srce. V visokih odmerkih pospeši srčni utrip in okrepi moč srčnih kontrakcij. V nujnih primerih ga zdravniki uporabijo pri prevelikem odmerku beta-blokatorjev. V normalnih pogojih pa glukagon ne vpliva na srčni utrip ali delovanje srca.
Kako se glukagon spremeni pri sladkorni bolezni in debelosti
Pri sladkorni bolezni in debelosti se izločanje glukagona spremeni. Zaradi tega krvni sladkor ostaja povišan, uravnavanje energije pa je oteženo. Običajno inzulin nadzoruje, koliko glukagona sprosti trebušna slinavka, pri sladkorni bolezni pa ta nadzor odpove.
Glukagon pri sladkorni bolezni tipa 1 – porast po obroku
Pri sladkorni bolezni tipa 1 trebušna slinavka ne proizvaja več inzulina. Brez njega alfa celice po obroku sprostijo preveč glukagona. Jetra še naprej razgrajujejo glikogen in sproščajo glukozo v kri, čeprav je krvni sladkor po hrani že narasel. Zato se po obroku krvni sladkor dodatno zviša.
Glukagon pri sladkorni bolezni tipa 2 – povišana raven med postom
Pri sladkorni bolezni tipa 2 inzulin ne deluje pravilno. Alfa celice še naprej izločajo glukagon, tudi med postom. Jetra se odzovejo tako, da proizvajajo več glukoze, kar povzroči dvig krvnega sladkorja že pred obrokom.
Tudi debelost in zamaščenost jeter povzročita podobne težave. Jetra težko predelajo aminokisline, kar sproži signal za večje izločanje glukagona. Ta mehanizem imenujemo os jetra-alfa celica. Povzroči stalno povišano raven glukagona in nalaganje maščob v jetrih.
Zaradi teh sprememb so pri sladkorni bolezni in debelosti ravni krvnega sladkorja pogosto previsoke. Jetra proizvajajo glukozo, tudi ko je telo ne potrebuje, kar oteži nadzor nad sladkorjem v krvi.
Najpomembnejši mejniki pri odkritju glukagona
Znanstveniki so glukagon prvič opisali v 20. letih prejšnjega stoletja, ko so preučevali substrat trebušne slinavke. Ugotovili so, da se krvni sladkor dvigne, še preden začne delovati inzulin. Leta 1923 so hormon poimenovali glukagon, kar pomeni »agonist glukoze«.
V 50. letih so znanstveniki izolirali čisti glukagon in določili njegovo aminokislinsko zaporedje. Tako so glukagon začeli uporabljati za zdravljenje hude hipoglikemije. Leta 1959 so z razvojem radioimunskega testa omogočili natančno merjenje ravni glukagona.
Kasneje so genske raziskave pokazale, da proglukagon lahko ustvari več različnih hormonov. Končni produkt je odvisen od tega, kje v telesu poteka predelava — najpogosteje v trebušni slinavki ali črevesju — zato ima glukagon več različnih nalog v telesu.
Pomoč pri glukagonu in presnovi
Se ti zatika pri glukagonu, presnovi ali hormonskih poteh? Nisi edini — hitro postane zapleteno. Inštruktor za biokemijo ti pomaga razumeti vse procese brez zmede, korak za korakom.
Na inštrukcijah ti razloži, kako glukagon sproži razgradnjo glikogena ali zakaj jetra začnejo tvoriti glukozo, ko si lačen. Pokazal ti bo povezave med teorijo in nalogami, ki se pojavljajo na maturi ali testih.
Če iščeš pomoč blizu sebe, vtipkaj “biologija inštrukcije Maribor” ali “organska kemija inštrukcije Nova Gorica”. Dobra izbira je tudi “biokemija inštrukcije Novo Mesto” za vajo pri biokemijskih reakcijah.
Največja prednost? Vadiš tipične naloge, kjer moraš razložiti vpliv glukagona na presnovo maščob in beljakovin. Ravno takšna usmerjena vaja ti hitro pomaga napredovati.
Ne čakaj, da izgubiš stik z razlago. Rezerviraj termin za biologijo, kemijo ali biokemijo na meet’n’learn in skupaj reši presnovo glukagona in drugih snovi — v svojem tempu in z nekom, ki zna razložiti.
Za dodatno učenje si oglej spletne učbenike biologije. Če potrebuješ pomoč pri najtežjih poglavjih, ti bo inštruktor snov pojasnil jasno in brez kompliciranja.
Glukagon – pogosta vprašanja
1. Kaj je glukagon?
Glukagon je hormon, ki ga izloča trebušna slinavka. Jetrom sporoči, naj sprostijo glukozo in tako dvigne krvni sladkor.
2. Kdaj telo izloča glukagon?
Glukagon se sprosti ob padcu krvnega sladkorja, med vadbo, postom ali ob stresu.
3. Kako glukagon zviša krvni sladkor?
Glukagon sproži glikogenolizo in glukoneogenezo v jetrih ter tako poveča sproščanje glukoze v kri.
4. Kaj sproži izločanje glukagona?
Glukagon se sprosti ob nizkem krvnem sladkorju, povišanih aminokislinah kot je alanin, pri telesni dejavnosti in ob delovanju hormonov, kot je adrenalin.
5. Kako glukagon vpliva na presnovo maščob?
Glukagon sproži lipolizo, pri kateri se razgrajujejo maščobne zaloge, telo pa iz njih črpa energijo in tvori ketonska telesa.
6. Kaj se zgodi z glukagonom pri sladkorni bolezni tipa 1?
Pri sladkorni bolezni tipa 1 raven glukagona po obrokih nenadzorovano naraste, ker inzulina ni in ne more zavreti izločanja glukagona.
7. Kaj pomeni os jetra-alfa celica pri glukagonu?
Pri debelosti in zamaščenosti jeter jetra slabše predelujejo aminokisline. To sproži signal, ki alfa celicam sporoči naj sproščajo več glukagona, kar še poveča nalaganje maščob v jetrih.
8. Ali glukagon vpliva na apetit in porabo energije?
Da, glukagon zmanjša občutek lakote in poveča porabo energije, saj spodbuja razgradnjo maščob ter poveča energijsko porabo v mirovanju.
Viri:
