Como o glucagon regula a gliconeogênese

O hormônioglucagon é essencial para compreender as vias metabólicas que dão suporte à vida humana, especialmente no controle da gliconeogênese. O processo metabólico conhecido como gliconeogênese produz glicose a partir de substratos que não são carboidratos, garantindo um suprimento consistente de glicose durante o jejum ou períodos de exercícios vigorosos. Como um hormônio, o glucagon é feito principalmente pelas células alfa pancreáticas. Ele funciona como um antagonista da insulina para ajudar a manter os níveis de glicose no sangue dentro de uma faixa específica. Este artigo explora os métodos complexos pelos quais o glucagon controla a gliconeogênese, incluindo sua relevância fisiológica, relações com outras vias metabólicas e sistemas de sinalização.

Para manter a homeostase da glicose, o hormônio peptídeo aminoácido 29-glucagon é necessário. Seu objetivo principal é aumentar os níveis de glicose no sangue para neutralizar os efeitos da insulina.

As células alfa das ilhotas pancreáticas liberam glucagon quando os níveis de glicose no sangue caem, como acontece durante o jejum ou entre as refeições. Ela afeta principalmente o fígado, onde estimula a produção de glicose pela gliconeogênese e glicogenólise.

Esse hormônio também promove a quebra de aminoácidos e inibe a glicólise, o processo do fígado de converter glicose em energia, para ajudar ainda mais a gliconeogênese.

Além disso, ele afeta o metabolismo aumentando os níveis de AMPc (adenosina monofosfato cíclico) nas células-alvo, o que então desencadeia a ativação de uma série de enzimas envolvidas em certos processos metabólicos. O glucagon facilita a manutenção da homeostase da glicose no corpo coordenando essas vias complexas, especialmente durante episódios de jejum ou de baixo nível de açúcar no sangue.

Os níveis de glicose no sangue têm um forte efeito regulador sobreglucagonprodução. Altos níveis de glicose no sangue impedem a liberação de glucagon, enquanto baixos níveis de glicose no sangue a promovem. A seguir estão fatores adicionais que influenciam a secreção de glucagon, além de hormônios gastrointestinais, catecolaminas e aminoácidos. Como substratos para gliconeogênese, aminoácidos como arginina e alanina, por exemplo, podem aumentar a secreção de glucagon.

Quando o glucagon se liga ao seu receptor na superfície dos hepatócitos, ele desencadeia uma série de reações intracelulares que são mediadas principalmente pela proteína quinase A (PKA) e pelo monofosfato de adenosina cíclico (cAMP). A ativação de importantes enzimas gliconeogênicas depende dessa rota de sinalização.

A adenilato ciclase é ativada quando o glucagon interage com oglucagonreceptor, um receptor acoplado à proteína G. Esta enzima estimula a PKA convertendo ATP em AMPc. A PKA fosforila fatores de transcrição e enzimas alvo, o que causa a superexpressão de genes gliconeogênicos como glicose-6-fosfatase (G6Pase) e fosfoenolpiruvato carboxiquinase (PEPCK).

O controle transcricional de genes gliconeogênicos é substancialmente influenciado por fatores de transcrição, como a proteína de ligação ao elemento de resposta ao AMPc (CREB). Os promotores do gene alvo contêm o elemento de resposta ao AMPc (CRE), ao qual o CREB se liga após a fosforilação da PKA para aumentar a transcrição do gene alvo. Como resultado, mais enzimas necessárias para a gliconeogênese são produzidas.

Os principais locais de biossíntese de glicose são o fígado e, em menor extensão, os rins. Esse processo usa precursores não carboidratos, como lactato, glicerol e aminoácidos, para gerar glicose. A gliconeogênese é essencial para suprir órgãos essenciais, particularmente o cérebro, com glicose quando há um jejum prolongado, atividade vigorosa ou fome.

Papéis-chave para várias enzimas estão envolvidos na gliconeogênese. A piruvato carboxilase converte piruvato em oxaloacetato, que é então convertido em fosfoenolpiruvato por PEPCK. A etapa final, que é a conversão de glicose-6-fosfato em glicose, é catalisada pela G6Pase, após a frutose-1,6-bisfosfatase (FBPase) ter convertido frutose-1,6-bisfosfato em frutose-6-fosfato.

O glucagon regula o processo de gliconeogênese ativando essas enzimas e aumentando sua expressão. Genes que codificam enzimas gliconeogênicas são regulados positivamente como resultado da fosforilação mediada por PKA de fatores de transcrição e enzimas. Isso garante que haverá glicose suficiente produzida conforme necessário.

O glucagon influencia não apenas a gliconeogênese, mas também a lipólise, a glicogenólise e a cetogênese, entre outras vias metabólicas. A preservação da flexibilidade metabólica e do balanço energético depende dessas interações.

A glicogenólise, o processo pelo qual o glicogênio é quebrado em glicose, é auxiliada por ele. Quando ocorre hipoglicemia aguda, esse mecanismo oferece uma fonte rápida de glicose. A PKA é estimulada por ele, que fosforila e ativa a glicogênio fosforilase, a enzima que quebra o glicogênio.

Adicionalmente,glucagonpromove a lipólise, que converte os triglicerídeos do tecido adiposo em ácidos graxos livres e glicerol. Uma possível aplicação para o glicerol liberado é como um substrato gliconeogênico. Além disso, durante jejum prolongado ou restrição de carboidratos, ele estimula o processo de cetogênese do fígado, que produz corpos cetônicos como uma fonte de energia de reposição.

O controle do glucagon sobre a gliconeogênese tem ramificações fisiológicas importantes. O controle apropriado garante um fluxo constante de glicose, evitando a hipoglicemia. No entanto, o desequilíbrio da secreção ou atividade do glucagon pode piorar distúrbios metabólicos, como diabetes mellitus.

Um aumento injustificado nos níveis de it é uma causa típica de hiperglicemia em pessoas com diabetes tipo 2. Isso se deve ao aumento da gliconeogênese e da glicogenólise, mesmo com níveis elevados de glicose no sangue. É essencial compreender os mecanismos subjacentes à desregulação do glucagon no diabetes para elaborar tratamentos personalizados.

Tratamentos que têm como alvo as vias de sinalização do glucagon estão sendo pesquisados ​​como um meio de controlar a hiperglicemia em pessoas com diabetes. Antagonistas do receptor de glucagon e inibidores da enzima gliconeogênica são dois exemplos disso. Essas estratégias buscam melhorar o controle glicêmico e diminuir a produção excessiva de glicose.

Glucagoné um hormônio crucial na regulação do metabolismo da glicose, principalmente porque desempenha um papel na gliconeogênese. Durante o jejum e outros estressores metabólicos, ele garante um suprimento constante de glicose ao desencadear vias de sinalização e enzimas específicas. Compreender as complexidades da função do glucagon contribui para nossa compreensão da regulação metabólica e ajuda na criação de novas terapias para distúrbios metabólicos como diabetes. Para mais informações sobre ele e seu papel na gliconeogênese, entre em contato conosco emsales@bloomtechz.com.

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