Glukagon jest hormonem, a dokładniej polipeptydem składającym się z 29 aminokwasów, produkowanym przez komórki wysp trzustki.

Pierwszym (i do dziś najbardziej znanym) hormonem produkowanym przez trzustkę, który został zidentyfikowany przez naukowców była insulina. Glukagon poznano kilka lat później, w roku 1930. Jego głównym zadaniem jest podwyższanie poziomu glukozy, gdy jej stężenie we krwi jest za niskie. W tym celu rozkłada glikogen (zmagazynowany głównie w wątrobie) do glukozy, a więc działa przeciwnie do insuliny. Wysoki jej poziom w organizmie oznacza zwykle niski poziom glukagonu i odwrotnie. Dzięki równowadze pomiędzy tymi dwoma hormonami, glikemia u osoby zdrowej utrzymuje się na właściwym poziomie. Glukagon jest wyjątkowo istotny dla diabetyków, ponieważ aktywuje się podczas niedocukrzenia.

Najważniejsze funkcje glukagonu

Najważniejszą rolą glukagonu jest utrzymanie właściwego poziomu glukozy we krwi. Dzięki niemu osoby niechorujące na cukrzycę nie doświadczają hipoglikemii, nawet jeśli przez dłuższy czas nie spożywają posiłków. Glukagon jest lekarstwem w sytuacji zbyt niskiego poziomu cukru we krwi u osób cierpiących na cukrzycę. Takie osoby w wyniku silnego niedocukrzenia często tracą przytomność. Wówczas konieczne jest podanie dodatkowej dawki glukagonu z zewnątrz, w postaci zastrzyku.

Glukagon wpływa na gospodarkę tłuszczów znajdujących się w tkance tłuszczowej powodując ich rozpad na kwasy tłuszczowe i zwiększając ich utlenowanie. Ponadto pośrednio wpływa na hamowanie produkcji soku żołądkowego dzięki zmniejszeniu ilości gastryny, hormonu odpowiadającego za jego wytwarzanie.

Glukagon jest odpowiedzialny za stymulację wydzielania amin katecholowych oraz kalcytoniny, hormonów związanych z reakcją organizmu na stres oraz regulacją gospodarki wapniowo-fosforanowej organizmu. Dodatkowo działa bezpośrednio na różne układy narządów, na przykład na serce, zwiększając siłę i częstotliwość jego skurczów oraz obniżając próg pobudliwości komórek mięśnia sercowego. Glukagon oddziałuje również na przewód pokarmowy, osłabiając perystaltykę żołądka, dwunastnicy i jelit. Ma działanie moczopędne i sodopędne, co ma związek z kontrolą pracy nerek.

Glukagon używany jest również w badaniach przewodu pokarmowego, na przykład w gastroskopii (monitorowanie wnętrza żołądka i dwunastnicy przy pomocy aparatów endoskopowych). Podaje się go jako środek zwiotczający, ponieważ blokuje receptory muskarynowe, w wyniku czego następuje rozkurcz mięśni gładkich ścian przewodu pokarmowego.

Kiedy i gdzie powstaje glukagon

Glukagon jest wydzielany przez komórki alfa trzustki na sygnał, że należy uruchomić zapas energetyczny organizmu. Trafia do wątroby przez żyłę wrotną, gdzie pobudza proces glikogenolizy, czyli rozpadu glikogenu do glukozy. To właśnie glikogen zgromadzony w wątrobie stanowi cenny zapas energetyczny, który może zostać szybko uruchomiony w trakcie potrzeby. Możliwe jest również wytworzenie glukozy z innych związków chemicznych, takich jak niektóre aminokwasy (tak zwane aminokwasy glukogenne), mleczany wytwarzające się w mięśniach podczas intensywnego treningu, glicerole będące produktem rozpadu tkanki tłuszczowej oraz propioniany pochodzące z przemian kwasów tłuszczowych. Proces wytwarzania glukozy ze związków innych niż glikogen nazywany jest procesem glukoneogenezy i dochodzi do niego zarówno w komórkach wątrobowych, jak i nerkowych. 

Jednym ze wspomnianych czynników pobudzających wydzielanie glukagonu jest niedocukrzenie oraz hipoglikemia, gdy zbyt mała ilość glukozy znajduje się w krwi. Stały poziom glukozy jest istotny dla pracy całego organizmu, ale co najważniejsze – jest niezbędny w prawidłowej pracy mózgu, której zaburzenie może doprowadzić do trwałych urazów. Utrzymywanie odpowiedniego poziomu glukozy we krwi to zatem najważniejsza, ale nie jedyna funkcja glukagonu. 

Innymi czynnikami pobudzającymi pracę glukagonu jest intensywna aktywność fizyczna, gdy nasze ciało potrzebuje więcej energii (a więc i więcej glukozy) niż w stanie spoczynku. Obecność gastryny (hormonu wydzielającego soki trawienne w żołądku) również aktywuje glukagon, który działa przeciwnie do gastryny, gwarantując odpowiednią ilość enzymów w zależności od zapotrzebowania organizmu. Innym czynnikiem aktywującym glukagon może być stres oraz obecność aminokwasów glukogennych.

Nadmiaru glukagonu – skąd się bierze i jakie są jego skutki

Nadmiar glukagonu podejrzewany jest niezwykle rzadko. Jeśli jednak się pojawia, jego przyczyną może być przyjmowanie niektórych leków lub stosowanie diety wysokobiałkowej. Spożywając spore ilości białka dostarczamy sobie większą ilość aminokwasów glukogennych niż w diecie tradycyjnej, co ma bezpośredni wpływ na zwiększoną produkcję glukagonu przez trzustkę.

Produkcja glukagonu jest ściśle regulowana przez inne substancje i zjawiska, w związku z tym chwilowo podwyższony jego poziom może wystąpić w trakcie na przykład: hipoglikemii, gdy znacznie spada ilość cukru we krwi; wydzielania przez nadnercza adrenaliny – znanej jako hormon strachu, walki (często towarzyszy temu przyśpieszone tętno, organizm przygotowuje się na wysiłek w związku z czym wysyła sygnał o zwiększonym zapotrzebowaniu na energię); produkcji cholecystokininy, która pobudza wydzielanie enzymów trzustkowych (w tym glukagonu) oraz gdy we krwi pojawią się niektóre aminokwasy (na przykład arginina, alanina), które mogą być przekształcone w glukozę.

Najczęstszym jednak powodem jego nadmiaru są różne choroby, takie jak cukrzyca i kwasica ketonowa wynikająca z cukrzycy czy śpiączka cukrzycowa. Wszystkie te dolegliwości mają związek z regulacją poziomu glukozy we krwi, a dokładniej z jej zaburzeniem. Inną przyczyną nadwyżki glukagonu są choroby trzustki, takie jak nowotwór lub zapalenie trzustki. Podczas choroby praca wspomnianego narządu jest zaburzona, co skutkuje niewłaściwą reakcją na otrzymywane informacje o zapotrzebowaniu na glukagon i w konsekwencji wydzielanie zbyt dużej jego ilości. Choroby nerek i nadnerczy, takie jak guz chromochłonny czy ostra lub przewlekła niewydolność także mogą być odpowiedzialne za nadmiar omawianego hormonu.

Dość częstym czynnikiem wpływającym na podwyższony poziom glukagonu we krwi jest marskość wątroby. To właśnie w wątrobie zachodzą najważniejsze procesy związane z rozkładem glikogenu do glukozy przy jego udziale. Marskość wątroby blokuje ten proces przez zmianę struktury narządu. U osób cierpiących na tę przypadłość dochodzi do zwłóknienia wątroby w tak dużym natężeniu, że można zauważyć całkowite zatarcie struktury anatomicznej narządu. Jego miąższ składa się wówczas z tak zwanych guzków regeneracyjnych, czyli rozmaitej wielkości skupisk komórek wątrobowych, otoczonych gęstymi pasmami tkanki łącznej. W takim wypadku prawidłowy rozkład glikogenu odbywający się właśnie wątrobie jest zaburzony, ponieważ wątroba ma trudności z wchłonięciem hormonu z krwi. Glukagon omija wątrobę przez naczynia krążenia obocznego znajdujące się poza wątrobą, w wyniku czego jego stężenie we krwi jest znacznie podwyższone. Do marskości wątroby często przyczynia się przewlekle stymulowane jej przez jakiś czynnik chorobotwórczy, na przykład alkohol, wirusy, leki hepatotoksyczne czy toksyny spożywcze, co staje się pośrednią przyczyną nadwyżki glukagonu w organizmie.

Innym powodem wysokiego stężenia glukagonu bywa akromegalia, czyli choroba spowodowana nadmiernym wydzielaniem hormonu wzrostu (somatotropiny). Akromegalia występuje u osób dorosłych, gdy proces wzrastania kości został już ukończony, a nasady kości długich uległy mineralizacji i zrośnięciu. Choroba spowodowana jest pojawieniem się aktywnego gruczolaka, guza przysadki mózgowej. Objawia się ona licznymi dolegliwościami zdrowotnymi, w tym również nadmiernym wydzielaniem glukagonu przez trzustkę. 

Glukagonoma, czyli hormonalnie czynny nowotwór wywodzący się z komórek alfa trzustki jest dość rzadkim nowotworem, ale łatwo wykrywalnym dzięki badaniom poziomu glukagonu we krwi. Znacznie podwyższone jego stężenie w surowicy krwi (ponad 1000 pg/ml) oraz obecność guza w badaniach obrazowych świadczy o obecności nowotworu. Leczeniem z wyboru najczęściej jest chirurgiczne usunięcie guza. 

Siedzący tryb życia, niezdrowa dieta opierająca się o tłuszcze zwierzęce oraz brak aktywności fizycznej mogą skutkować hiperlipidemią, czyli zaburzeniem metabolizmu lipidów (tłuszczów) w organizmie. Większość cholesterolu produkowana jest przez wątrobę, jednak gdy w diecie jest zbyt dużo tłuszczów, organ ten nie jest w stanie całkowicie zaprzestać jego produkcji i przez to nadmiar LDL odkładany jest w skórze, a z czasem i w naczyniach układu krwionośnego. Skutkiem tej choroby jest otyłość, często również towarzyszy jej cukrzyca, miażdżyca, niedoczynność tarczycy, choroby nerek oraz zwiększoną ilość glukagonu we krwi.

Innymi chorobami wpływającymi na nadwyżkę glukagonu mogą być: niewydolność serca, sepsa, zespół Cushinga.

Nadmierne wydzielanie glukagonu ma związek ze zbyt dużym działaniem acetylocholiny, cholecystokininy oraz  wzrostem poziomu katecholamin – adrenaliny i noradrenaliny. Nie bez znaczenia pozostaje również wysokie stężenie aminokwasów w osoczu.

Długotrwale utrzymująca się nadwyżka glukagonu we krwi może negatywnie wpłynąć na stan zdrowia, ponieważ powoduje on zbyt duże stężenie glukozy we krwi i demineralizację kości. Innym objawem bywa utrata przytomności.

Niedobór glikogenu we krwi

Zdecydowanie częściej niż nadmiar glukagonu występuje jego niedobór. Obserwuje się go u noworodków i matek, które chorują na cukrzycę. Duża obecność wolnych kwasów tłuszczowych oraz kwasów ketonowych we krwi powoduje niskie wydzielanie glukagonu oraz wzrost produkcji mocznika. Obserwowany jest  również pozorny niedobór omawianego hormonu spowodowany złą dietą lub zaburzeniami odżywiania. Osoby na diecie składającej się z łatwo dostępnych węglowodanów, zawierającej dużo cukru i słodyczy doświadczają częstych i dużych wyrzutów insuliny. Warto wykonać badania by przekonać się, czy koło napędzania insulinowego nas dotyczy. Jeśli poziom insuliny we krwi utrzymuje się w granicach 3-6 iIU/ml, nie mamy się czym martwić. Jeśli jednak wartość insuliny na czczo wynosi około 10 – 12 uIU/ml powinniśmy skonsultować wyniki z lekarzem, ponieważ może świadczyć to o niedoborze glukagonu, który byłby w stanie redukować wysoki poziom insuliny. Mogłoby to wyjaśnić pozorne zjawisko przybierania na wadze „z powietrza” i nieskuteczne odchudzanie. 

Niedobór glikogenu jest szczególnie niebezpieczny w wypadku diabetyków. Organizm osób cierpiących na tę przypadłość nie jest w stanie wytworzyć niezbędnej ilości glukagonu w czasie gdy poziom glukozy we krwi spada. Niedobór glukozy, która jest głównym paliwem niezbędnym w pracy naszego mózgu negatywnie wpływa na jego pracę i objawia się sennością, zawrotami głowy, problemami z koncentracją, przyśpieszonym tętnem, bladością skóry, niepokojem i drżeniem mięśni. U osób cierpiących na choroby kardiologiczne niski poziom cukru może być stanem bezpośredniego zagrożenia życia. W wyniku długotrwałego niedoboru może dojść do ciężkiej hipoglikemii i utraty przytomności, co w konsekwencji skutkuje śpiączką a nawet zgonem. Osobom cierpiącym na hipoglikemię podaje się hormon glukagon w postaci zastrzyku, domięśniowo lub podskórnie, co może uratować im życie. Cukrzycy mogą prosić swojego lekarza o receptę na glukagon, który będą mogli nosić przy sobie na wypadek nagłego spadku stężenia cukru we krwi. Nie będą one w stanie same sobie go zaaplikować, dlatego istotne jest by działając szybko pomóc choremu. Warto poszukać w jego torbie opakowania z glukagonem. Lek ten najczęściej ma formę płynu lub proszku (który należy najpierw rozpuścić w płynie). Zestaw obejmuje również igłę i strzykawkę. Po przygotowaniu leku należy zdezynfekować miejsce wkłucia (udo lub ramię). Po zaaplikowaniu glikogenu należy obrócić chorego na bok, ponieważ podanie leku może spowodować wymioty.

Jaka jest idealna ilość glukagonu w organizmie człowieka?

Przeciętna, normalna ilość omawianego hormonu we krwi to: poniżej 150 ng/l. Pożądana norma wynosi około 50-100ng/l. We krwi znajdują się niewielkie ilości glukagonu, ponieważ jest on prawie całkowicie pochłaniany przez wątrobę. Każde przeprowadzone badania i ich wyniki należy skonsultować z lekarzem.