Glukagon: Pengertian, struktur, fungsi, penyakit

Glukagon adalah salah satu hormon peptida yang diproduksi oleh sel alfa pankreas. Ia berfungsi untuk meningkatkan konsentrasi glukosa dan asam lemak dalam aliran darah, dan dianggap sebagai hormon katabolik utama tubuh.  Glukagon juga digunakan sebagai obat untuk mengobati sejumlah kondisi kesehatan. Efeknya berlawanan dengan insulin, yang menurunkan glukosa ekstraseluler.  Glukagon diproduksi dari proglukagon, dikodekan oleh gen GCG.

Pankreas melepaskan glukagon ketika jumlah glukosa dalam aliran darah terlalu rendah. Glukagon menyebabkan hati mengubah glikogen yang disimpan menjadi glukosa, yang dilepaskan ke dalam aliran darah. Kadar glukosa darah tinggi, di sisi lain, merangsang pelepasan insulin.

Insulin memungkinkan glukosa untuk diambil dan digunakan oleh jaringan yang tergantung insulin. Dengan demikian, glukagon dan insulin adalah bagian dari sistem umpan balik yang menjaga kadar glukosa darah stabil. Glukagon meningkatkan pengeluaran energi dan meningkat pada kondisi stres. Glukagon milik keluarga hormon sekretin.

Pengertian Glukagon

Glukagon adalah hormon yang menentang insulin, sehingga bertindak untuk meningkatkan kadar glukosa darah. Glukagon merupakan hormon peptida, diproduksi oleh sel-sel alfa pankreas.

Glukagon adalah hormon peptida yang dikeluarkan dari sel-sel alfa pulau pankreas Langerhans. Hipoglikemia secara fisiologis merupakan stimulus sekretori paling kuat dan tindakan glukagon yang paling dikenal adalah untuk merangsang produksi glukosa di hati dan dengan demikian untuk mempertahankan konsentrasi glukosa plasma yang memadai.

Namun, glukagon juga terlibat dalam metabolisme lipid hati dan asam amino dan dapat meningkatkan pengeluaran energi istirahat. Berdasarkan efek kenyang dan penurunan asupan makanan glukagon eksogen, peran glukagon dalam pengaturan nafsu makan juga telah diusulkan.Artikel memberikan tinjauan umum tentang struktur, sekresi, degradasi dan eliminasi glukagon, dan meninjau tindakan glukagon termasuk perannya dalam metabolisme glukosa dan efeknya pada lipolisis, ketogenesis, pengeluaran energi, nafsu makan dan asupan makanan. Akhirnya, peran glukagon dalam patofisiologi diabetes, obesitas dan steatosis hati dibahas dan muncul terapi berbasis glukagon untuk kondisi ini diuraikan.

Artikel ini harus mempertimbangkan struktur glukagon, sintesis, sekresi, mekanisme aksi, dan kondisi klinis yang mungkin timbul dari kesalahan dalam proses ini.

Struktur Glukagon

Glukagon adalah polipeptida rantai tunggal dan tidak memiliki jembatan disulfida, membuatnya fleksibel. Glukagon adalah hormon peptida asam 29-amino yang sebagian besar disekresikan dari sel alfa pankreas. Ini berasal dari proglukagon prekursor yang dapat diproses menjadi sejumlah hormon peptida terkait. Proglukagon diekspresikan dalam sel alpha pulau pankreas, sel enteroendokrin L usus, dan sebagian kecil dalam neuron di batang otak dan hipotalamus. Pemrosesan proglukagon dilakukan oleh enzim pemrosesan prohormon convertase 1/3 (PC1 / 3) dan prohormone convertase 2 (PC2), masing-masing. Di pankreas, PC2 memproses proglukagon menjadi glukagon sementara pemrosesan proglukagon di usus dan otak dilakukan oleh PC1 yang mengarah ke pembentukan peptida 1 seperti glukagon (GLP-1) dan peptida 2 seperti glukagon (GLP-2) ( 9).

Sintesis

Molekul prekursor, proglukagon, mengalami pemrosesan pasca translasi untuk menjadi glukagon yang aktif secara biologis.

Sekresi

Glukagon disekresikan oleh sel alfa di pulau Langerhans di ekor pankreas. Kadar glukosa yang rendah dalam darah dideteksi oleh sel-sel alfa, merangsang pelepasan glukagon. Seperti halnya insulin, ini mengalami marginasi dan eksositosis untuk dilepaskan.

Regulator sekresi glukagon yang paling kuat adalah sirkulasi glukosa. Hipoglikemia menstimulasi sel alfa pankreas untuk melepaskan glukagon dan hiperglikemia menghambat sekresi glukagon. Mekanisme seluler di balik regulasi sekresi glukagon yang bergantung pada glukosa ini melibatkan pengambilan glukosa oleh transporter glukosa 1 (GLUT1) dalam membran sel pankreas sel alfa dan glikolisis berikutnya yang akhirnya menghasilkan adenosin trifosfat (ATP) dalam mitokondria sel alfa.

Dengan demikian, level ATP intraseluler dalam sel alfa mencerminkan kadar glukosa plasma. Hipoglikemia dan rendahnya tingkat ATP intraseluler dalam sel alpha menutup saluran kalium ATP-sensitif (saluran KATP) di mana efflux kalium (K +) berkurang. Ini menyebabkan depolarisasi membran sel yang, pada gilirannya, membuka saluran Ca2 + yang bergantung pada tegangan yang memungkinkan masuknya Ca2 +. Ini meningkatkan kadar Ca2 + intraseluler, pemicu utama eksositosis granula glukagon dari sel alfa.

Sebaliknya, peningkatan kadar glukosa yang bersirkulasi meningkatkan masuknya glukosa ke sel alfa menghasilkan peningkatan konsentrasi ATP intraseluler, yang membuka saluran KATP. Ini mengarah ke potensial membran yang menutup saluran Ca2 + yang bergantung pada tegangan sehingga mencegah masuknya Ca2 + dan sekresi glukagon (12).

Mekanisme aksi

Glukagon berikatan dengan reseptor glukagon spesifik dalam membran sel, sebuah G Protein Coupled Receptor (GPCR). Ini mengaktifkan enzim adenilat siklase yang meningkatkan cAMP secara intraseluler. Ini mengaktifkan protein kinase A yang memfosforilasi dan mengaktifkan sejumlah enzim penting dalam sel target.

Glukagon dan Glikogen

Glukagon memiliki beberapa efek pada metabolisme lipid, terutama stimulasi oksidasi asam lemak hati dan sintesis keton. Glukagon juga disekresi selama stres, seperti saat berolahraga, dan berkontribusi pada pemeliharaan homeostasis bahan bakar metabolik dalam situasi ini. Glukagon disekresi selama makan, dan sekresi glukagon prandial berkontribusi pada kekenyangan saat makan. Konsentrasi glukagon plasma secara kronis meningkat pada diabetes dan berkontribusi terhadap konsekuensi patofisiologisnya. Potensi terapi glukagon di beberapa bidang yang disebutkan adalah fokus penelitian saat ini.

Bekerja untuk efek sebaliknya dari insulin, glukagon bertindak untuk meningkatkan kadar gula darah dengan merangsang pemecahan glikogen hati menjadi glukosa (glikogenolisis), meningkatkan pelepasan glukosa dari hati ke dalam darah, mencegah hati menyimpan glukosa, dan meningkatkan pembentukan glukosa dalam hati dari protein (asam amino) dan lemak (Bender dan Bender 2005; MedNet 2001). Glukagon juga secara sementara melumpuhkan otot-otot usus.

Glikogen adalah bentuk penyimpanan utama glukosa dalam sel hewan. Ini adalah polimer residu glukosa dengan ukuran besar, bercabang terkait (bagian dari molekul yang lebih besar) yang dapat mudah dimobilisasi sebagai sumber energi, meningkatkan jumlah glukosa segera tersedia untuk organisme antara waktu makan dan selama aktivitas otot.

Karena otak bergantung pada glukosa sebagai bahan bakar yang disukai, kemampuan untuk mempertahankan pasokan glukosa, yang merupakan gula utama yang beredar di darah binatang tingkat tinggi, sangat penting untuk kelangsungan hidup.

Katabolik / anabolik sepasang glukagon dan insulin, keduanya hormon yang disekresikan dari pulau Langerhans, beredar dalam darah pada tingkat yang selalu berfluktuasi diperlukan untuk mempertahankan tingkat yang tepat dari glukosa dalam darah bahkan gizi asupan dan pengeluaran energi yang dikeluarkan tubuh melalui beberapa tingkatan tertinggi dan terendah setiap hari.

Sistem yang melibatkan dua hormon ini dalam menjaga keseimbangan glukosa menyimpan kesamaan yang signifikan seperti model Tao dimana keduanya saling melengkapi dan saling bergantung dari yin-yang, yang keduanya bersama-sama bagian dari tatanan integral alam. Demikian pula, glukagon dan insulin yang diperlukan untuk membuat keharmonisan dan keseimbangan dalam organisme hidup.fungsi Glukagon

Fungsi Glukagon

Fungsi glukagon membantu mempertahankan tingkat glukosa dalam darah. Hal ini dilakukan dengan mengikat reseptor glukagon pada hepatosit (sel penyusun dari sebagian besar massa sitoplasma hati), menyebabkan hati untuk melepaskan dalam bentuk glikogen-melalui proses yang dikenal sebagai glikogenolisis- glukosa.

Saat tempat penyimpanan ini menjadi habis, glukagon kemudian mendorong hati untuk mensintesis glukosa tambahan dengan glukoneogenesis. Glukosa ini dilepaskan ke dalam aliran darah. Kedua mekanisme ini menyebabkan pelepasan glukosa oleh hati, mencegah perkembangan hipoglikemia (penurunan tingkat normal gula-dalam darah). Glukagon juga bekerja terhadap penyimpanan glukosa dalam hati.

Glukagon meningkatkan asam lemak bebas dan asam keto ke dalam darah dan meningkatkan produksi urea. Hal ini juga dapat terlibat dalam fungsi lain juga.

Glukagon Meningkatkan Produksi Glukosa Hati

Glukagon mengontrol konsentrasi glukosa plasma selama puasa, olahraga, dan hipoglikemia dengan meningkatkan output glukosa hepatik ke sirkulasi. Secara khusus, glukagon meningkatkan konversi glikogen menjadi glukosa (glikogenolisis), menstimulasi sintesis glukosa de novo (glukoneogenesis), dan menghambat pemecahan glukosa (glikolisis) dan pembentukan glikogen (glikogenesis).

Produksi glukosa hepatik meningkat dengan cepat sebagai respons terhadap peningkatan fisiologis glukagon; dicapai melalui stimulasi glikogenolisis dengan perubahan akut kecil pada glukoneogenesis. Kemampuan glukagon ini sangat penting dalam respon melawan regulasi yang menyelamatkan jiwa terhadap hipoglikemia berat. Selain itu, itu adalah faktor kunci dalam menyediakan glukosa sirkulasi yang memadai untuk fungsi otak dan untuk otot yang bekerja selama berolahraga. Selama puasa berkepanjangan, simpanan glikogen berkurang, dan glukoneogenesis mengambil alih. Sifat hiperglikemik glukagon meningkat ketika kadar glikogen hati tinggi dan berkurang ketika kadar glikogen hati rendah dalam kondisi puasa atau penyakit hati seperti sirosis.

Glucagon Mendorong Penguraian Asam Amino

Selama puasa yang berkepanjangan, glukagon merangsang pembentukan glukosa dari asam amino (melalui glukoneogenesis) dengan meningkatkan enzim yang terlibat dalam proses. Namun, langkah pembatasan proses tergantung pada pasokan asam amino glukoneogenik dari otot atau asupan makanan, suatu proses yang tidak dikendalikan oleh glukagon.

Selain memasuki glukoneogenesis, asam amino dideaminasi untuk menghasilkan ATP di hati. Glukagon terlibat dalam proses ini dengan mempromosikan konversi amonia – biproduk beracun dari deaminasi – menjadi urea, yang diekskresikan dalam urin. Dengan demikian glukagon mengurangi kadar amonia dalam darah. Gangguan aksi glukagon oleh penghambatan reseptor glukagon menyebabkan peningkatan kadar asam amino plasma dan hiperplasia sel alpha pankreas, yang pada gilirannya, menyebabkan hipersekresi glukagon. Ini menunjukkan bahwa glukagon dan asam amino terkait dalam loop umpan balik antara hati dan sel alpha pankreas.

Degradasi dan eleminasi

Degradasi glukagon terutama difasilitasi oleh endositosis yang dimediasi reseptor dan proteolisis oleh enzim di mana-mana dipeptidyl peptidase 4. Konsisten dengan ekspresi reseptor relatif, hati dan ginjal tampaknya mewakili dua organ utama yang mengeluarkan glukagon dari sirkulasi. Paruh glukagon yang bersirkulasi dalam plasma dilaporkan antara empat hingga tujuh menit pada manusia.

Penyakit

Glukagonoma adalah tumor sel alfa pankreas. Tumor ini menyebabkan kelebihan produksi glukagon, yang dapat menyebabkan berbagai gejala:

  • Hiperglikemia
  • Penurunan berat badan
  • Anemia
  • Diare
  • Diabetes mellitus

Masalah yang muncul pada kebanyakan kasus adalah Necrolytic Migratory Erythema (NME), ruam merah dan melepuh yang menyebar ke seluruh kulit. Ini terutama mempengaruhi kulit di sekitar mulut dan ekstremitas, tetapi juga dapat ditemukan di perut bagian bawah, perineum dan selangkangan.

Glukagon serum darah lebih dari 1000pg / mL mengindikasikan glukagonoma dan tumor dapat dilokalisasi menggunakan radiografi seperti CT scan atau MRI.

Obat yang menghambat pelepasan glukagon atau merusak sel alfa di pankreas dapat digunakan untuk membantu meminimalkan perkembangan gejala, namun satu-satunya pengobatan kuratif adalah reseksi bedah tumor.

Related Posts