Глюкагон: гормон поджелудочной железы¶
Глюкагон — это пептидный гормон, который вырабатывается альфа-клетками островков Лангерганса поджелудочной железы и повышает уровень глюкозы в крови, действуя преимущественно на печень. Вместе с инсулином, который снижает сахар, глюкагон поддерживает концентрацию глюкозы в крови в физиологически нормальном диапазоне (около 3,3–5,5 ммоль/л натощак). Простыми словами, инсулин — это «гормон, убирающий сахар в клетки», а глюкагон — «гормон, высвобождающий сахар из запасов», чтобы мозг и мышцы не остались без энергии между приёмами пищи.
¶Структура и выработка
Глюкагон представляет собой одноцепочечный пептид из 29 аминокислот с молекулярной массой около 3485 Да. Его ген (GCG) кодирует проинсулин, который в поджелудочной железе расщепляется на инсулин (в бета-клетках) и глюкагон (в альфа-клетках), а в кишечнике — на так называемый глюкагоноподобный пептид-1 (ГПП-1), участвующий в регуляции аппетита и секреции инсулина.
Альфа-клетки составляют примерно 15–20 % клеток островков Лангерганса. Их активность тесно связана с уровнем глюкозы: когда сахар в крови падает, секреция глюкагона возрастает, а при повышении глюкозы выше 7 ммоль/л синтез гормона практически прекращается. Дополнительными стимуляторами выработки глюкагона служат аминокислоты (особенно аланин и аргинин), адреналин, кортизол и гастрин; тормозят секрецию — инсулин, соматостатин и высокая концентрация жирных кислот.
¶Механизм действия
Глюкагон связывается со специфическим рецептором на поверхности гепатоцитов (клеток печени). Активация рецептора запускает каскад реакций с участием циклического АМФ, что приводит к:
- распаду гликогена до глюкозы (гликогенолиз);
- синтезу новой глюкозы из аминокислот и глицерина (глюконеогенез);
- мобилизации жирных кислот из жировой ткани (липолиз).
Основной эффект — выход глюкозы из печёночного гликогена в кровь, что за 10–15 минут повышает уровень сахара. В отличие от инсулина, глюкагон действует преимущественно на печень: в мышцах и жировой ткани его рецепторы практически отсутствуют.
¶Роль в организме
Физиологическое значение глюкагона сводится к защите от гипогликемии. В норме между приёмами пищи, во время сна и при физической нагрузке именно глюкагон обеспечивает поступление глюкозы в кровь. Соотношение инсулина и глюкагона (инсулиновый индекс) определяет метаболическое состояние: после еды преобладает инсулин, при голодании — глюкагон.
Хронически повышенный уровень глюкагона (глюкагонома) приводит к стойкой гипергликемии, потере веса, некротической эритеме (мигрирующей кожной сыпи) и встречается при редких опухолях поджелудочной железы. Дефицит глюкагона, как правило, компенсируется контррегуляторными гормонами (адреналин, кортизол, гормон роста), поэтому изолированная недостаточность глюкагона клинически проявляется редко.
¶Глюкагон в медицине
В клинической практике глюкагон применяется в нескольких направлениях:
- Купирование тяжёлой гипогликемии. Препараты глюкагона (Глюкаген-Гипостат, Байета и аналоги) вводятся внутримышечно или подкожно при тяжёлых гипогликемических состояниях у пациентов с диабетом, если человек без сознания и пероральный приём глюкозы невозможен. Доза для взрослых — 1 мг.
- Диагностика. Глюкагоновый тест используется для оценки резерва гликогена печени, в кардиологии — для проведения чреспищеводной эхокардиографии (глюкагон усиливает сократимость миокарда).
- Лечение ожирения. Аналоги глюкагоноподобного пептида-1 (семаглутид, лираглутид, дулаглутид) — группа инъекционных препаратов, снижающих аппетит и замедляющих опорожнение желудка. Несмотря на то что это не сам глюкагон, а его кишечный «родственник», эти средства стали одними из самых назначаемых в мире для лечения ожирения и диабета 2 типа.
¶Глюкагон и диабет
При сахарном диабете 1 типа разрушение бета-клеток нарушает и нормальную регуляцию глюкагона: гормон продолжает выделяться даже при высоком сахаре, что усугубляет гипергликемию. При диабете 2 типа часто наблюдается парадоксальное повышение секреции глюкагона после еды. Эти особенности объясняют, почему современные исследования диабета уделяют большое внимание не только инсулину, но и глюкагоновому звену регуляции.
¶Интересные факты
- Глюкагон был открыт в 1923 году американскими исследователями Джеймсом Коллипом и Эдвардом Бестом — почти одновременно с открытием инсулина Бантингом и Бестом.
- В природе глюкагоноподобные пептиды есть даже у пресмыкающихся и рыб, что говорит о древности этого механизма регуляции энергетического обмена.
- В спорте глюкагон долгое время применялся для «срезания» подкожного жира у бодибилдеров, однако из-за риска тяжёлой гипогликемии и рвоты метод признан опасным и в современном спорте практически не используется.
Источники:
- Государственный реестр лекарственных средств РФ
- «Гормоны: справочник» (пер. с нем., М.: Медицина)
- Физиология человека (под ред. В. И. Маколкина, А. Г. Камкина)
- Клинические рекомендации «Сахарный диабет 2 типа» (Минздрав РФ)
- Статьи в журналах «Diabetes», «The Lancet Diabetes & Endocrinology»