شهرزاد نجفی، رشته پزشکی
خلاصه:
گلوکاگون هورمونی است که سبب افزایش گلوکز خون میشود. این هورمون در بافت های عضلانی یا کبد ذخیره می شود. هم چنین می تواند با سوزاندن چربی انرژی آزاد کند.این هورمون از سلول های آلفای جزایر لانگرهانس لوزالمعده ترشح میشود . در هنگام سقوط غلظت گلوکز خون ترشح میشود دارای چندین عمل کاملا متضاد با انسولین است.مهمترین عمل ان زیاد کردن غلظت گلوکز خون است که دقیقا مخالف اثر انسولین است
اثرات اصلی گلوکاگون برمتابولیسم گلوکز عبارتند از:1-تجزیه ی گلیکوژن کبد(گلیکوژنولیز) و2-افزایش گلیکونئوژنز در کبد. این دو اثر هردو قرار گرفتن گلوکز در دسترس سایر اندام های بدن را به مقدار زیادی تشدید میکنند. گلوکاگون موجب گلیکوژنولیز و افزایش غلظت گلوکز خون می شود-بارزترین اثرگلوکاگون توانایی ان در ایجاد گلیکوژنولیز در کبد است که به نوبه ی خود غلظت گلوکز خون را در ظرف چند دقیقه افزایش میدهد
انسولین ترشح گلوکاگون را مهار می کند، و سوماتوستاتین ترشح انسولین و گلوکاگون را مهار می کند. ازطرف دیگر افزایش گلوکز خون تا غلظت های هیپر گلیسمیک غلظت گلوکاگون پلاسما را کاهش میدهد به این ترتیب هیپو گلیسمی گلوکاگون به مقدار زیاد ترشح میشود سپس برون ده گلوکز از کبد را شدیدا افزایش میدهد و بدین وسیله عمل مهم تصحیح هیپوگلیسمی را انجام میدهد.
معرفی ملکول به صورت کلی:
گلوکاگون (به انگلیسی: Glucagon) هورمونی است که هنگام افت غلظت گلوگز در خون از سلول‌های آلفای جزایر لانگرهانس لوزالمعده ترشح میشود. عملکرد گلوکاگون برعکس انسولین موجب افزایش قند خون می‌شودگلوکاگون به عنوان داروی جانشین مناسب برای گلوکز تزریقی دردرمان کاهش قند خون و به‌عنوان داروی کمکی در رادیوگرافی دستگاه گوارش به کار می‌رود.گلیکوژن,گلوکز استفاده نشده ای است که برای تولید انرژی در هنگام نیاز در بافت های عضلانی یا کبد ذخیره می شود. گلوکاگون چربی را می سوزاند
ساختار شیمیایی:
. گلوکاگون یک پلی‌پپتید بزرگ می‌باشد. وزن مولکولی آن ۳۴۸۵ و هورمونی پرزتینی می باشد که طول رشته آن ۲۹ اسید آمینه می‌باشد و در جزایر لانگرهانس پانکراس می باشد
نقش بیولوژیک در سلول های هدف:
در هنگام سقوط غلظت گلوکز خون ترشح میشود دارای چندین عمل کاملا متضاد با انسولین است.مهمترین عمل ان زیاد کردن غلظت گلوکز خون است که دقیقا مخالف اثر انسولین است.
اثرات بیوشیمیایی در سلول های هدف ,ارزش تشخیصی و بیماری های مربوطه:
پس از تزریق گلوکاگون خالص به حیوان، یک اثر هیپرگلیسمیک شدید به وجود می اید .تنها یک میکرو گرم گلوکاگون به ازای هر کیلوگرم وزن بدن میتواند غلظت گلوکز را پس از حدود 20دقیقه تقریبا به میزان20میلی گرم در دسی لیتر خون بالا ببرد(یک افزایش 25درصدی.).به این دلیل گلوکاگون فاکتور هیپرگلیسمیک نیز نامیده میشود.
اثرات گلوکاگون بر متابولیسم گلوکز: اثرات اصلی گلوکاگون برمتابولیسم گلوکز عبارتند از:1-تجزیه ی گلیکوژن کبد(گلیکوژنولیز) و2-افزایش گلیکونئوژنز در کبد. این دو اثر هردو قرار گرفتن گلوکز در دسترس سایر اندام های بدن را به مقدار زیادی تشدید میکنند. گلوکاگون موجب گلیکوژنولیز و افزایش غلظت گلوکز خون می شود-بارزترین اثرگلوکاگون توانایی ان در ایجاد گلیکوژنولیز در کبد است که به نوبه ی خود غلظت گلوکز خون را در ظرف چند دقیقه افزایش میدهد. گلوکاگون گلوکز خون را به وسیله ی توالی اعمال پیچیده زیر افزایش میدهد:
- گلوکاگون ادنیلیل سیکلاز را در غشای سلول های کبدی فعال میکند.
- آادنیلیل سیکلاز موجب تشکیل ادنوزین مونوفسفات حلقوی میشود.
- آدنوزین مونو فسفات حلقوی پروتئین تنظیم کنند ی انزیم پروتئین کیناز را فعال میکند.
- این پروتئین موجب فعال شدن پروتئین کیناز میشود.
- پروتئین کیناز انزیم فسفریلازbرا فعال میکند.
- این انزیم فسفریلازbرابه به فسفوریلاز a تبدیل میکند.
- فسفریلازa موجب پیشبرد تجزیه ی گلیکوژن به گلوکز-1-فسفات میشود.
- آنگاه گلوکز-1-فسفات دفسفریله شده و گلوکز از سلول های کبدی ازاد میگردد.
این توالی وقایع به چندین دلیل اهمیت فوق العاده زیادی دارد اولا در میان تمام اعمال ادنوزین مونو فسفات حلقوی به عنوان پیک دوم به طور بسیار کاملتری مورد بررسی قرار گرفته است.ثانیا نمودار یک سیستم متوالی تصاعدی است که در ان هر فراورده ی بعدی مقدار بیشتری از فراورده قبلی تولید میشود و بنا براین نمودار یک مکانیسم تقویت کننده پرقدرت است.این نوع مکانیسم تقویت کننده به طور وسیعی در سراسر بدن برای کنترل بسیاری اگر چه نه قسمت اعظم سیستم های کنترل متابولیک مورد استفاده قرار میگیرد و غالبا موجب تقویتی تا یک میلیون برابر در پاسخ میشود.این موضوع توجیه میکند که چگونه فقط چند میکرو گرم گلوکاگون میتواند موجب شود که غلظت گلوکز خون در ظرف چند دقیقه تا دو برابر یا بیشتر بالا رود. تزریق وریدی مداوم گلوکاگون برای حدود 4ساعت میتواند موجب گلیکوژنولیز کبدی انچنان شدیدی شود که کلیه ی ذخایر کبدی گلیکوژن به طور کامل تهی میگردند. گلوکاگون گلوکونئوژنز را افزایش می دهد-حتی بعد از انکه کلیه ی گلیکوژن موجود در کبد در تحت تاثیر گلوکاگون تمام میشود ادامه تزریق این هورمون کماکان موجب ادامه ی هیپرگلیسمی میشود.این امر ناشی از اثر گلوکاگون در افزایش دادن میزان جذب اسیدهای امینه توسط سلول های کبدی و سپس تبدیل بسیاری از انها به گلوکز توسط گلوکونئوژنز است.این عمل توسط فعال کردن انزیم های متعدد مورد نیاز برای انتقال اسیدهای امینه و گلوکونئوژنز و به ویژه فعال شدن سیستم انزیمی برای تبدیل پیرووات به فسفوانول پیرووات که یک مرحله ی محدود کننده در گلوکونئوژنز است انجام میشود. سایر اثرات گلوکاگون بیشتر اثرات دیگر گلوکاگون فقط هنگامی به وجود میایند که غلظت این هورمون از حداکثری که به طور طبیعی در خون یافت میشود بسیار بالاتر رود.شاید مهمترین اثر این است که گلوکاگون لیپاز سلول چربی را فعال میکند و مقادیر بیشتری از اسیدهای چربی را دراختیار سیستم های تامین انرژی بدن قرار میدهد.گلوکاگون همچنین ذخیره ی تری گلیسریدها در کبد را مهار میکند و این عمل مانع از این میشود که کبد اسیدهای چربی را از خون بگیرد.این موضوع نیز به قرار دادن مقادیر اضافی اسیدهای چربی در اختیار سایر بافت های بدن کمک میکند. گلوکاگون با غلظت های بسیار زیاد 1-قدرت انقباضی قلب را تشدید میکند 2-ترشح صفرا را تشدید میکند 3-جریان خون در بعضی بافت ها به ویژه کلیه ها را افزایش میدهد و 4-ترشح اسید معدی را کاهش میدهد.تمام این اثرات احتمالا اهمیت حداقلی در عمل طبیعی بدن دارند. تنظیم ترشح گلوکاگون افزایش گلوکز خون ترشح گلوکاگون را مهار می کند-غلظت گلوکز خون روی هم رفته قوی ترین عامل کنترل کننده ترشح گلوکاگون است.اما باید به ویژه توجه داشت که اثر غلظت گلوکز خون در ترشح گلوکاگون دقیقا در جهت مخالف اثر گلوکز برترشح انسولین قرار دارد. این موضوع نشان میدهد که کاهش غلظت گلوکز خون از حد ناشتای طبیعی حدود 90میلی گرم در دسی لیتر خون تا غلظت های هیپو گلیسمیک میتواند غلظت پلاسماییه گلوکاگون را چندین برابر کند
،انسولین ترشح گلوکاگون را مهار می کند، و سوماتوستاتین ترشح انسولین و گلوکاگون را مهار می کند. ازطرف دیگر افزایش گلوکز خون تا غلظت های هیپر گلیسمیک غلظت گلوکاگون پلاسما را کاهش میدهد به این ترتیب هیپو گلیسمی گلوکاگون به مقدار زیاد ترشح میشود سپس برون ده گلوکز از کبد را شدیدا افزایش میدهد و بدین وسیله عمل مهم تصحیح هیپوگلیسمی را انجام میدهد. افزیش اسیدهای آمینه خون ترشح گلوکاگون را تحریک می کند-غلظت های زیاد اسیدهای امینه که مثلا بعد از خوردن یک غذای پروتئینی در خون به وجود میایند (به ویژه اسیدهای امینه الانین و ارژینین)ترشح گلوکاگون را تحریک میکنند.این همان اثری است که اسیدهای امینه در تحریک ترشح انسولین دارند.لذا در این مورد پاسخ های گلوکاگون و انسولین مخالف یکدیگر نیستند.اهمیت اثر تحریکی اسیدهای امینه برترشح گلوکاگون ان است که دراین حال گلوکاگون موجب پیشبرد تبدیل سریع اسیدهای امینه به گلوکز شده و به این ترتیب گلوکز باز هم بیشتری را در دسترس بافت ها قرار میدهد. فعالیت عضلانی ترشح گلوکاگون را تحریک می کند-درفعالیت عضلانی طاقت فرسا غلظت گلوکاگون خون غالبا 4تا 5برابر افزایش پیدا میکند اما علت این امر درک نشده زیرا غلظت گلوکز خون الزاما سقوط نمیکند با این وجود یک اثر مفید گلوکاگون ان است که از کاهش غلظت گلوکز خون جلوگیری میکند. یکی از عواملی که ممکن است ترشح گلوکاگون را در فعالیت عضلانی افزایش دهد افزایش غلظت اسیدهای امینه در گردش خون است.عوامل دیگر از قبیل تحریک عصبی اوتونومیک جزایر لانگرهانس نیز ممکن است نقشی بازی کنند
بیماری‌های پانکراس
دیابت یکی از عوارض دیررس پانکراتیت مزمن است. تقاوتی که در این نوع دیابت وجود دارد تخریب کل غدد درون‌ریز پانکراس است و لذا ترشح گلوکاگون هم کاهش می‌یابد، در نتیجه در این بیماران دیابتی احتمال بروز هایپوگلایسمی (افت قند خون) در پی درمان بیشتر میشود. غیر از پانکراتیت دیابت میتواند عارضه هر نوع صدمه وارد شده به پانکراس شامل عفونت‌ها، جراحی برداشتن پانکراس و سرطان پانکراس نیز باشد.
منابع:
