Secreción de Glucagón


El glucagón, hormona secretada por las células alfa del páncreas, eleva los niveles de glucosa en sangre en estados de ayuno promoviendo la gluconeogénesis y la glucogenólisis. La secreción coordinada de glucagón e insulina tiene efectos opuestos sobre la glicemia, o niveles de glucosa en sangre, como tambien en el metabolismo de los nutrientes.

Secreción


celulas_alfa.jpgUn gen codifica para el proglucagón, precursor del glucagón. La maduración del proglucagón en glucagón ocurre a nivel post transcripcional por acción de una proteasa conocida como prohormona convertasa. A partir del proglucagón derivan otros péptidos diferentes del glucagón, de acuerdo con el tejido en que se exprese el gen, que está presente, además de las células alfa del páncreas, en las células L del intestino y en el sistema nervioso central.
Los Islotes de Langerhans son conjuntos de células que representan la porción endocrina del páncreas. En ese cúmulo de células encontramos entre otras, las células alfa y las células betas, encargadas de la secreción de glucagón e insulina respectivamente. Los islotes están ricamente vascularizados, por lo que son capaces de percibir variaciones en la concentración de glucosa en el plasma sanguíneo.
Las células alfa del páncreas cuentan con canales específicos que generan potenciales de acción de Na+ y Ca2+ cuando la célula detecta bajos niveles de glucosa en la sangre. Esta actividad eléctrica desencadena señales de Ca2+ y posteriormente la secreción de glucagón; todos estos eventos son inhibidos cuando las concentraciones elevadas de glucosa son elevados.
Las células alfa cuentan tambien con canales de ATP que son dependientes de K+, o tambien canales KATP, que cuando presencian variaciones de glucosa producen cambios en el potencial de membrana y la actividad eléctrica. Ante bajas concentraciones de glucosa los canales KATP despolarizan la membrana y activan los canales Na+ y Ca2+ y es inducida la secreción de glucagón finalmente.

Receptor de Glucagón


‍El receptor‍ de glucagón pertenece a una superfamilia de receptores que estan unidos a proteína G. Este receptor está presente en diversos tejidos como el hepático, renal, cardiaco, el ‍cerebro‍ y músculo liso.
En general, el propósito del glucagón es regular la glucosa, lo cual hace uniéndose a su receptor. Cuando esta hormona se une a su receptor se produce un cambio conformacional que desencadena una serie de eventos los cuales conducen a la activación de la adenilato ciclasa, la producción de Adenosín Monofosfato Cíclico o AMPc y Proteina Quinasa A o PKA.

Mecanismo de Acción


El organismo cuenta con varios mecanismos para elevar los niveles de glucosa cuando estos se encuentran bajos, es decir cando el organismo está en situaciones de hipoglucemia, y así contrarrestar los efectos adversos que ello produce, especialmente en el cerebro, que depende del aporte continuo de glucosa para su correcto funcionamiento.
El glucagón juega un papel importante en la regulación de la hipoglucemia, en estas situaciones, se secreta glucagón, que activa en el tejido hepático la glucogenólisis y la gluconeogénesis, lo que resulta en la liberación de glucosa hacia el torrente sanguíneo.
La principal acción del glucagón en el hígado es mediar la activación de la adenilato ciclasa y la cascada de la PKA. Se promueve la gluconeogénesis y la glucogenólisis incrementando los niveles de glucosa y asegurando su transporte a todo el cuerpo, y al mismo tiempo, disminuye la glucogenogénesis y la glucólisis.
El glucagón regula la gluconeogénesis ‍activando‍ la glucosa 6-fosfatasa (G6Pasa) y la fosfoenolpiruvato carboxicinasa (PEPCK), y que junto a la fructosa 1,6-bisfosfatasa (FBPasa) forman parte de los puntos de regulación de la Gluconeogénesis. La G6Pasa interviene en la reacción que forma glucosa a partir de glucosa 6-fosfato; PEPCK media la conversión de oxalacetato en fosfoenolpiruvato; y la FBPasa es responsable de la formación de fructosa 6-fosfato a partir de la fructosa 1,6-bisfosfato. Este último enzima es regulado por las concentraciones intracelulares de fructosa 2,6-bisfosfato, que disminuye frente al glucagón, constituyendo este un ejemplo de regulación alostérica. Adicionalmente, la disminución de la fructosa 2,6-bisfosfato reduce la actividad de la Fosfofructoquinasa 1, principal enzima inhibidora de la glucólisis.‍‍
En el ayuno se degradan las proteínas por un proceso conocido como proteólisis, esto suministra aminoácidos, que a través de la ruta gluconeogénica sintetizan glucosa en el hígado. El glucagón favorece este proceso activando la gluconeogénesis, que a partir de precursores diferente de los carbohidratos, como los aminoácidos, sintetiza glucosa.
‍‍La liberación de ácidos grasos desde los adipocitos tambien es mediada por el glucagón. La Lipasa Sensible a Hormona (HSL) interviene en la lipólisis de los Triacilglicéridos, a partir de los cuales se obtienen ácidos grasos y glicerol que son liberados hacia el torrente sanguíneo. Si bien el glucagón no regula la expresión a nivel transcripcional de la HSL, si incrementa la liberación del glicerol desde los adipocitos, que posteriormente puede ser utilizado en la vía gluconeogénica en el hígado.
‍‍La acción del glucagón sobre el metabolismo de lípidos en humanos es controversial. A pesar de que se evidencia un efecto positivo de esta hormona sobre la lipólisis, altas concentraciones del glucagón aceleran la Gluconeogénesis, así como la beta oxidación de los ácidos grasos y la formación de cuerpos cetónicos. Es así como el glucagón podría estar relacionado con la cetoacidosis diabética, una complicación médica de la diabetes consecuencia de la sobreproducción de cuerpos cetónicos.‍‍

Bibliografía


En Inglés
  1. Quesada, Ivan, Tudurí, Eva, Ripoll, Cristina & Nadal, Ángel. (2008). Physiology of the pancreatic α-cell and glucagon secretion: role in glucose homeostasis and diabetes. Journal of Endocrinology, Retrieved from http://joe.endocrinology-journals.org/content/199/1/5.full.pdf+html DOI: 10.1677/JOE-08-0290