Glukagon - hormon przeciwstawny do insuliny. Jak podać glukagon?

Organizm ludzki reguluje gospodarkę węglowodanową poprzez szereg różnych mechanizmów. Kluczową rolę w utrzymywaniu prawidłowego cukru we krwi odgrywa insulina, hormon, który obniża poziom glukozy po spożyciu posiłku. Nie wszyscy wiedzą, że istnieje także hormon działający przeciwstawnie do insuliny – glukagon, którego głównym zadaniem jest podwyższanie poziomu glukozy, gdy jej stężenie we krwi jest za niskie. Glukagon „pilnuje” glikemii w nocy, kiedy nie spożywamy posiłków, ale także w ciągu dnia, jeśli przerwy pomiędzy posiłkami są zbyt długie. U diabetyków aktywuje się także podczas niedocukrzenia.

Glukagon i insulina to dwa hormony o działaniu przeciwstawnym. Wysoki poziom insuliny w organizmie oznacza zwykle niski poziom glukagonu i odwrotnie. Dzięki równowadze pomiędzy tymi hormonami, glikemia u osoby zdrowej utrzymuje się w fizjologicznych granicach normy.

Historia glukagonu

Pierwszym hormonem produkowanym przez trzustkę, który został zidentyfikowany przez naukowców była insulina. Glukagon poznano kilka lat później, w roku 1930. Jest to polipeptydowy hormon wytwarzany przez komórki alfa trzustki. Dzisiaj jest produkowany i wykorzystywany jako preparat medyczny podawany pacjentom z cukrzycą przy ciężkiej hipoglikemii.

Jak działa glukagon?

Glukagon działa przeciwstawnie do insuliny, stymuluje wzrost poziomu glukozy we krwi. Odbywa się to na drodze kilku różnych mechanizmów. Wydzielany przez komórki alfa trzustki dostaje się przez żyłę wrotną do wątroby. W wątrobie pobudza proces glikogenolizy, czyli rozpadu glikogenu – związku, który stanowi zapas energetyczny organizmu – do glukozy. Ponadto w komórkach wątrobowych, ale też nerkowych, zachodzi proces glukoneogenezy wspierany przez glukagon. Polega on na wytworzeniu glukozy z innych związków chemicznych takich jak aminokwasy (tylko z niektórych, tak zwanych glukogennych), mleczany – tworzących się podczas intensywnego wysiłku w mięśniach, glicerole – produktów pochodzących z rozpadu tkanki tłuszczowej i propionianów – pochodzących z przemian kwasów tłuszczowych.

Glukagon pośrednio wpływa na hamowanie produkcji soku żołądkowego, ponieważ zmniejsza ilość gastryny – hormonu odpowiedzialnego za wytwarzanie soku żołądkowego. Stymuluje wydzielanie amin katecholowych, czyli substancji związanych z reakcją organizmu na stres oraz kalcytoniny – hormonu związanego z regulacją gospodarki wapniowo-fosforanowej ustroju.

Glukagon wykazuje także działanie na różne układy narządów, np.:

• serce – zwiększa siłę, częstotliwość skurczu serca, obniża próg pobudliwości komórek mięśnia sercowego;
• przewód pokarmowy – działa osłabiająco na perystaltykę żołądka, dwunastnicy, jelita cienkiego i grubego;
• nerki – działa moczopędnie i sodopędnie.

Z powodu tak wielostronnego działania glukagonu ważne jest odpowiednie jego wydzielanie w celu zachowania równowagi ustroju.

Insulina i glukagon – ważna równowaga

Działanie glukagonu jest wielokierunkowe i złożone. W zdrowym organizmie panuje równowaga pomiędzy insuliną a glukagonem. Wysoki poziom insuliny oznacza niski poziom glukagonu i odwrotnie. Sytuacja komplikuje się u osób chorujących na cukrzycę, u których podawanie insuliny z zewnątrz może zaburzyć tę równowagę. Efektem tego są pojawiające się u diabetyków niedocukrzenia.

Produkcja glukagonu jest ściśle regulowana przez inne substancje i zjawiska. Za podwyższenie stężenia glukagonu odpowiedzialne są:

• hipoglikemia – stan obniżonego poziom glukozy we krwi,
• adrenalina – tzw. hormon strachu, walki i ucieczki;
• arginina, alanina – aminokwasy;
• acetylocholina – jeden z neuroprzekaźników;
• cholecystokinina – hormon działający w obrębie układu pokarmowego i ośrodkowego układu nerwowego.

Natomiast za zmniejszanie stężenia glukagonu odpowiadają:

• somatostatyna - hormon hamujący wzrost
• insulina;
• podwyższone stężenie wolnych kwasów tłuszczowych i ketokwasów;
• zwiększenie produkcji mocznika.

Poziom glukagonu we krwi – normy

Norma dla glukagonu to poniżej 150 nanogramów na litr (ng/l). Obniżone stężenie glukagonu obserwuje się jedynie u noworodków matek chorujących na cukrzycę, co jest efektem częstego przeinsulinowania w ciąży u kobiet z cukrzycą przedciążową. Znacznie częściej występującą nieprawidłowością jest podwyższony poziom glukagonu.

Podwyższone stężenie glukagonu (powyżej 150 ng/l) może wskazywać na:

• zapalenie trzustki;
• raka trzustki;
• marskość wątroby;
• ostrą lub przewlekłą niewydolność nerek;
• nieketonową śpiączkę u pacjentów z cukrzycą;
• posocznicę;
• chorobę Cushinga;
• niewydolność serca;
• akromegalię.

Jak glukagon zapobiega hipoglikemii?

Glukagon sprawia, że zmagazynowany w wątrobie i mięśniach glikogen (zapas energetyczny) jest z uwalniany do krwiobiegu w postaci glukozy. Węglowodany złożone, które spożywamy w pokarmach, są rozbijane do cukrów prostych – monosacharydów. Monosacharydy są transportowane do wątroby i tam zamieniane na glukozę. Część tej glukozy jest wykorzystywana na bieżąco, część magazynowana w postaci glikogenu. Jeśli spożywamy bardzo dużo pokarmów węglowodanowych, z których organizm uzyskuje znaczne ilości glukozy, to część z niej jest zamieniana także na tkankę tłuszczową.

Organizm gromadzi zapasy glukozy w postaci glikogenu, ponieważ energia jest mu potrzebna nieustannie do wszystkich procesów życiowych, przede wszystkim do pracy mózgu. A ponieważ nie zawsze odżywiamy się regularnie, niekiedy pozwalamy sobie na bardzo długie przerwy pomiędzy posiłkami, nie jemy też w czasie snu – to zapasy glikogenu dają gwarancję, że organizm będzie funkcjonował prawidłowo.

Proces uwalniania zapasów glukozy do krwi z wątroby i mięśni szkieletowych nosi nazwę glikogenolizy. Zachodzi on w obecności glukagonu, podobnie jak kolejne zjawisko – glukoneogeneza, czyli enzymatyczny proces przekształcania tłuszczów (aminokwasów) w glukozę. Glukagon zwiększa poziom glukozy we krwi poprzez wzrost tempa glikogenolizy i glukoneogenezy z wykorzystaniem zapasów glukozy. Proces ten nie zachodzi, albo zachodzi w bardzo ograniczonym stopniu, u osób niedożywionych, po bardzo aktywnym wysiłku fizycznym (zapasy zostały zużyte na aktywność) lub u osób, które często doświadczają ciężkich niedocukrzeń (wyczerpane zapasy glikogenu).

Glukagon w zastrzyku

W sytuacji niedocukrzenia z utratą przytomności konieczne jest podanie hormonu z zewnątrz. Działa on tak samo jak glukagon endogenny – zmusza wątrobę i mięśnie szkieletowe do uwolnienia zgromadzonych w nich zapasów glukozy. Duża dawka glukagonu podana jednorazowo w zastrzyku to silny bodziec pobudzający glikogenolizę. Problem w tym, że organizm sam nie jest w stanie wydzielić takiej ilości hormonu i samemu zabezpieczyć się przed ciężką hipoglikemią.

Uwaga! Zastrzyk z glukagonu nie zadziała, jeśli hipoglikemia jest wynikiem spożywania alkoholu. Wątroba zajęta metabolizowaniem alkoholu nie reaguje na glukagon i nie uwalnia zapasów glukozy. W takiej sytuacji konieczne jest podanie glukozy dożylnie.

Zestaw GlukaGen HipoKit

Dostępny w aptekach zestaw z glukagonem składa się z fiolki z białym proszkiem oraz strzykawki z wodą. Przed podaniem leku trzeba dobrze wymieszać te dwa składniki. Niestety glukagon w postaci roztworu, czyli gotowy do podania, jest aktywny tylko przez kilka godzin. Musi być zatem sprzedawany w postaci półproduktów do samodzielnego wymieszania. Ważne, żeby bliscy diabetyka – rodzice dziecka, nauczyciele w szkole, współpracownicy w przypadku osoby dorosłej wiedzieli, że pomarańczowe pudełko z glukagonem to lekarstwo na skrajnie niski poziom cukru we krwi. Powinien on być podawany nie tylko w sytuacji utraty przytomności, ale także wtedy, gdy pacjent jest jeszcze przytomny, ale ma już bardzo zaawansowane objawy neurologiczne niedocukrzenia (splątanie, niewyraźna mowa, dezorientacja w terenie itp.).

Glukagon używany jest również w innych badaniach diagnostycznych. W badaniach przewodu pokarmowego – 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.