תאי האלפא של איי הלבלב של לנגרהנס משתחרריםגלוקגון, פפטיד. היכולת החיונית שלו היא להעלות את רמות הגלוקוז בדם על ידי התחלת גליקוגנוליזה וגלוקוניאוגנזה במהלך היפוגליקמיה וצום. גלוקגון שומר על הומאוסטזיס של גלוקוז ברמה טיפוסית.
כיצד גלוקגון מקדם גליקוגנוליזה?
גלוקגון, חומר סינתטי המיוצר על ידי הלבלב, מצפה לחלק קריטי בתיאום רמות הגלוקוז על ידי התקדמות הגליקוגנוליזה, פירוק הגליקוגן המופרש בכבד ובשריר השלד. מחזור זה מתווך באמצעות תנועה של מסגרות תת-גרעיניות מבולבלות:
הגבלת קולטני גלוקגון והבליעה:
גלוקגון נקשר לקולטני גלוקגון חד משמעיים המסודרים על השכבה החיצונית של הפטוציטים, תאי הכבד האחראים להגבלת הגליקוגן ולהעברתו.
אירוע הקישור הזה מתחיל מפל איתות של חלבון G, שרשרת של אינטראקציות מולקולריות הנושאות את האות בכל התא.
ייצור cAMP והפעלה של חלבון קינאז:
חלבון ה-G המוסת מעצים את אדנילט ציקלאז, תרכובת המשתנה על פני ATP לאדנוזין מונופוספט מחזורי (cAMP).
cAMP הולך כנראה בתור שיגור עוקב, ומעלה את אות הגלוקגון בתוך הטלפון.
חלבון קינאז A (PKA), קינאז כימי המזרחן חלבוני מטרה שונים, מופעל על ידי רמות גבוהות של cAMP.
הפעלה וזרחן של גליקוגן פוספורילאז:
PKA מזרחן גליקוגן פוספורילאז, תרכובת בסיכון לבידוד גליקוגן לגלוקוז-1-פוספט.
פירוק גלוקוז ושחרור גלוקוז:
זרחון הוא האינטראקציה שבאמצעותה משתנה גליקוגן פוספורילאז למבנה הדינמי שלו, גליקוגן פוספורילאז א.
גליקוגן פוספורילאז דינמי מבודד במהירות גליקוגן, פחמימה מדהימה המונחת בצד בכבד ובשריר השלד, לגלוקוז-1-פוספט.
לאחר מכן, גלוקוז-1-פוספט שונה לגלוקוז-6-פוספט, אשר מטופל בנוסף כדי להניב גלוקוז חופשי.
הגלוקוז המועבר הזה מועבר מתאי הכבד ואל מסגרת הדם, ומרחיב את רמות הגלוקוז.
תנועת הגליקוגן פוספורילאז מואצת כתוצאה מגלוקגוןהמזרקה הדועכת, וכתוצאה מכך לפירוק מהיר יותר של גליקוגן והחדרה מוצלחת של גלוקוז ממאגרי התאים למערכת הדם. מחזור זה הוא בסיסי בשמירה על מודעות להומאוסטזיס של גלוקוז והבטחת אספקה אמינה של אנרגיה לטלפונים של הגוף.
כיצד גלוקגון משפר את הגלוקוניאוגנזה?
גליקוגנוליזה קודמת, מהלך השפלת הגליקוגן, גלוקגון יתר על כן מפעילה השפעה בסיסית על גלוקגונוגנזה, היווצרות פעם נוספת של גלוקוז ממקורות שאינם סוכרים. בכל מקרה, כאשר מאגרי עמילן מתרוקנים, הליך רב-כיווני זה מבטיח מצבור מתמשך של גלוקוז למערכת הדם.
הסתה תעתיק של תערובות מפתח:
Phosphoenolpyruvate carboxykinase (PEPC) וגלוקוז-6-phosphatase (G6Pase) הן שתי עוצמות מהונדסות עיקריות שמעוררות על ידי גלוקגונוגנזה. גלוקגון מוסיף לרשימת העוצמות החשובות הללו.
מגבלת ייצור הגלוקוז ממצעים שאינם פחמימות עולה כתוצאה מעלייה זו ברמות החלבון.
הדגימו תנועת נתיב ונגישות:
על ידי הפעלת ליפוליזה (פירוק שומנים) ופרוטוליזה (פירוק חלבונים),גלוקגוןממריץ את ההפעלה של מצעים גלוקגונוגנים כמו חומצות אמינו וגליצרול.
זה מבטיח שאבני הבניין לשילוב הגלוקוז מוכנות.
חוץ מזה, גלוקגון שולט בגליקוליזה, מחזור צריכת הגלוקוז, מפנה פירובט, מתון מטבולי חיוני, לכיוון גלוקגונוגנזה.
התקדמות טובה יותר דרך המסלול הגלוקגונוטרופי:
גלוקגון עובד על פיתוח תערובות הנמשכות למסלול הגלוקגונוגני, במיוחד בליטר, האתר הבסיסי של יצירת הגלוקוז.
ההתקדמות האפקטיבית של מטבוליטים במסלול עובדת על ידי תנועת זרז מורחבת זו, המגבירה את תפוקת הגלוקוז.
כתוצאה מהשינויים המתואמים הללו, הגלוקגון ממריץ את ייצור הגלוקוז מלקטאט, חומצות אמינו וגליצרול, ומשחרר גלוקוז נוסף לזרם הדם. שמירה על קשר עם הומאוסטזיס של גלוקוז דורשת אינטראקציה זו, במיוחד במהלך צום מושהה או כאשר צריכת פחמימות מוגבלת.
מהי ההשפעה הכוללת של פעולות הגלוקגון הללו?
בגלל יכולתו להמריץ הן את פירוק הגליקוגן והן את יצירת הגלוקוז, לגלוקגון יש עיסוק קשה בעמידה בקצב ההומאוסטזיס של גלוקוז, האיזון השביר של רמות הגלוקוז בטווח קצר. התנאים הבאים מציגים את משמעות התרגילים שלו:
סיכול היפוגליקמיה:
גלוקגון מונע היפוגליקמיה, רמת גלוקוז נמוכה בצורה מסוכנת.
בשלב שבו הגלוקוז יורד, גלוקגון מועבר, מה שגורם ליכולת הגליקוגן בכבד להעביר גלוקוז (גליקוגנוליזה) ומקורות שאינם עמילן ליצירת גלוקוז חדש (גלוקונאוגנזה).
בגלל תגובה מהירה זו, מערכת הדם מקבלת מלאי עקבי של גלוקוז, מונעת היפוגליקמיה ותופעות הלוואי הנלוות של רעידת אדמה, אי סדר והתקפים.
תמיכה ברמות הגלוקוז במהלך צום:
גלוקגוןמצפה לחלק עצום בסיכול רמות גלוקוז נמוכות באופן מסוכן במהלך צום, כאשר אישור העמילן מוגבל.
על ידי האצת גלוקונאוגנזה, גלוקגון מבטיח אספקה עקבית של גלוקוז ממקורות שאינם פחמימות כמו חומצות אמינו וגליצרול. זה שומר על רמות הגלוקוז.
שחזור רמות גלוקוז הקשורות לפעולה:
לאחר פעילות גופנית אינטנסיבית, מאגרי הגליקוגן בשרירים מתרוקנים, מה שעלול להוביל לירידה ברמות הגלוקוז.
על ידי גירוי גליקוגנוליזה וגלוקוניאוגנזה, גלוקגון נוגד זאת, ממלא את מאגרי הגלוקוז ומשחזר את רמות הסוכר התקינות בדם.
הבטחת הובלת גלוקוז לרקמות בסיסיות:
התרגילים של גלוקגון מבטיחים רזרבה נאותה של גלוקוז לנפש ולרקמות אחרות הכפופות לגלוקוז, ללא קשר, כאשר מאגרי הגליקוגן נמוכים.
זה חיוני להצלת יכולת המוח הרגילה ולהתרחק מבעיות נוירולוגיות המתקבלות בברכה על ידי היפוגליקמיה.
ניהול השפעות האינסולין:
גלוקגון פועל בניגוד לאינסולין, התרכובת שמקדמת את ספיגה ומגבילה של גלוקוז.
קשר אנטגוניסטי זה מבטיח בקרת גלוקוז קפדנית, מונע היפוגליקמיה והיפרגליקמיה.
במסגרת,גלוקגוןהיכולת המטבולית הבסיסית של זה היא להרוג את רמות הגלוקוז הנפילות על ידי הפעלת גלוקוז בצד וערבוב גלוקוז חדש. מערכת שונה זו מעכבת היפוגליקמיה, נשארת מודעת להומאוסטזיס של גלוקוז במהלך צום ופעילות גופנית, ומבטיחה עומס צפוי של גלוקוז לרקמות חיוניות, מה שמדגיש את עבודתה הבסיסית בשמירה על ההרמוניה המטבולית הכוללת.
Email: sales@bloomtechz.com
הפניות
1. Quesada I, Tudurí E, Ripoll C, Nadal A. פיזיולוגיה של הפרשת אלפא-תאי הלבלב והגלוקגון: תפקיד בהומאוסטזיס גלוקוז וסוכרת. J אנדוקרינול. 2008;199(1):5-19.
2. Jiang G, Zhang BB. גלוקגון וויסות חילוף החומרים של גלוקוז. Am J Physiol Endocrinol Metab. 2003;284(4):E671-E678.
3. קרייר PE. גלוקגון והיפוגליקמיה. אנדוטקסט. עודכן ב-15 ביולי 2021. הגישה ל-30 בינואר 2023.
4. Ramnanan CJ, Edgerton DS, Cherrington AD. מושגים עדכניים על ויסות פיזיולוגי של ייצור גלוקוז בכבד. סוכרת. 2011;60(5):1141-1147.
5. Dunning BE, Gerich JE. תפקידה של חוסר ויסות של תאי אלפא בצום והיפרגליקמיה לאחר ארוחה בסוכרת מסוג 2 והשלכות טיפוליות. Endocr Rev. 2007;28(3):253-283.
6. Gerich JE. שליטה בגליקמיה. Baillieres Clin Endocrinol Metab. 1993;7(3):551-586.