Estructura y biosíntesis
El glucagón es un péptido monocatenario cuya molécula consta exactamente de 29 residuos de aminoácidos. Se forma en la porción endocrina del páncreas: en las células α de los islotes de Langerhans.
El proceso de biosíntesis comienza con la formación de una molécula precursora grande. Inicialmente, en los ribosomas se sintetiza preproglucagón inactivo. Para que la hormona adquiera actividad funcional y pueda unirse a los receptores, esta molécula se activa mediante proteólisis parcial (eliminación de fragmentos peptídicos sobrantes).
Regulación de la secreción y farmacocinética
La liberación de la hormona al torrente sanguíneo está estrictamente controlada por la disponibilidad de nutrientes y las señales del sistema nervioso.
- Estimulan la secreción: el aumento de la concentración de aminoácidos y ácidos grasos libres en sangre, así como la acción de neurotransmisores (por ejemplo, la adrenalina).
- Inhiben la secreción: la glucosa y la insulina. Esto es lógico, ya que el glucagón es una hormona hiperglucemiante y actúa en condiciones de déficit energético.
Al entrar en el torrente sanguíneo, el glucagón actúa de forma muy rápida y breve. Su período de semidesintegración ($T_{1/2}$) es de solo unos 5 minutos. La degradación de la hormona ocurre principalmente en el hígado, donde se descompone rápidamente por la acción de enzimas proteolíticas específicas.
Mecanismo de acción en el tejido adiposo
La tarea principal del glucagón en el tejido adiposo es la movilización de grasas (lipólisis) durante los períodos de ayuno. Este proceso se desencadena a través de una compleja cascada de reacciones intracelulares que conducen a la hidrólisis de los triacilgliceroles (TAG) en ácidos grasos libres y glicerol.
Secuencia de eventos en el adipocito:
- El glucagón se une a su receptor específico ubicado en la membrana celular del adipocito.
- Esta interacción conduce a la activación del sistema de la adenilato ciclasa, lo que se acompaña de un aumento drástico en la concentración del segundo mensajero: AMPc.
- El nivel elevado de AMPc activa la enzima proteína quinasa A.
- La proteína quinasa A lleva a cabo la fosforilación de una enzima clave: la TAG lipasa sensible a hormonas. Precisamente la fosforilación pasa esta lipasa a un estado activo, iniciando el proceso de descomposición de las grasas de reserva.
En resumen: respuestas a preguntas sobre el tema
¿Qué órganos y tejidos son las principales dianas del glucagón?
Los principales órganos y tejidos diana del glucagón son el hígado y el tejido adiposo. En el hígado, el glucagón estimula los procesos catabólicos (degradación de glucógeno, gluconeogénesis, cetogénesis), y en el tejido adiposo activa la movilización de grasas (lipólisis).
¿Cómo afecta el glucagón al metabolismo de los carbohidratos en el hígado?
En el hígado, el glucagón estimula procesos destinados a elevar el nivel de glucosa en sangre: glucogenólisis (degradación de glucógeno) y gluconeogénesis (síntesis de glucosa a partir de precursores no glucídicos).
El mecanismo de activación de la gluconeogénesis incluye:
- La activación del sistema de la adenilato ciclasa y la proteína quinasa A.
- La fosforilación de una enzima bifuncional con manifestación de actividad fosfatasa.
- La disminución del nivel de fructosa-2,6-bisfosfato (inhibidor de la gluconeogénesis).
- La inducción de la síntesis de enzimas clave: fosfoenolpiruvato carboxiquinasa, fructosa-1,6-bisfosfatasa y glucosa-6-fosfatasa.
¿Cómo afecta el glucagón a la síntesis de ácidos grasos en el organismo?
El glucagón inhibe la síntesis de ácidos grasos. Bajo su acción se activa el sistema de la adenilato ciclasa, lo que conduce a la fosforilación de la acetil-CoA carboxilasa. Como resultado de la fosforilación, esta enzima pasa a una forma inactiva y la síntesis de ácidos grasos disminuye. La reducción en la síntesis de malonil-CoA también elimina la inhibición de la carnitina palmitoiltransferasa I, por lo que aumenta la velocidad de la $\beta$-oxidación.
El glucagón es la hormona del «hambre». Recuerde la cadena: el Hambre estimula el Glucagón, el cual a través del AMPc activa la lipasa sensible a hormonas (mediante fosforilación), que escinde las grasas en Glicerol.
Preguntas de clases y exámenes
¿En qué forma se sintetiza inicialmente el glucagón?
En forma de un precursor inactivo: el preproglucagón, que luego se activa mediante proteólisis parcial en las células del páncreas.
¿Por qué vía activa la hormona las enzimas en la célula diana?
Desencadena la cascada de la adenilato ciclasa, cuyo resultado es la fosforilación de proteínas enzimáticas clave (por ejemplo, la TAG lipasa).
¿Dónde se produce la destrucción del glucagón?
Su principal sitio de degradación es el hígado, donde actúan proteasas específicas. El período de semidesintegración de la hormona es extremadamente corto, de unos 5 minutos.
Qué más repasar sobre el tema
- Esquema detallado del funcionamiento del sistema de transducción de señales de la adenilato ciclasa
- Estructura y funciones de la TAG lipasa sensible a hormonas
- Mecanismos de proteólisis parcial durante la maduración de hormonas peptídicas
- El papel del AMPc y la proteína quinasa A en el metabolismo celular
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