Glucagon và tác dụng lên chuyển hóa glucose

2020-07-10 02:08 PM

Các tác dụng ấn tượng nhất của glucagon là khả năng gây thoái hóa glycogen trong gan, do đó làm tăng nồng độ glucose máu trong vòng vài phút.

Biên tập viên: Trần Tiến Phong

Đánh giá: Trần Trà My, Trần Phương Phương

Glucagon, một hormone được tiết ra bởi các tế bào alpha của tiểu đảo Langerhan khi nồng độ đường huyết giảm xuống, có một số chức năng đối nghịch với những chức năng của insulin. Điều quan trọng nhất của các chức năng này là làm tăng nồng độ glucose trong máu, một hiệu ứng mà là ngược lại với insulin.

Giống như insulin, glucagon là một polypeptide. Nó có trọng lượng phân tử 3485 kDa và bao gồm một chuỗi 29 axit amin. Sau khi tiêm glucagon tinh chế vào một con vật, một tác dụng tăng đường huyết xảy ra. Chỉ 1µg/kg glucagon có thể nâng cao nồng độ đường trong máu khoảng 20mg/100ml máu (tăng 25%) trong khoảng 20 phút. Vì lý do này, glucagon cũng được gọi là hormone tăng đường huyết.

Tác dụng lớn của glucagon lên chuyển hóa đường gồm (1) thoái hóa glycogen ở gan (glycogenolysis) và (2) tăng tân tạo đường (gluconeogenenesis) tại gan. Cả hai tác dụng này làm tăng đáng kể glucose đến những cơ quan khác trong cơ thể.

Glucagon gây ra thoái hóa glycogen và tăng nồng độ glucose trong máu.

Các tác dụng ấn tượng nhất của glucagon là khả năng gây thoái hóa glycogen trong gan, do đó làm tăng nồng độ glucose máu trong vòng vài phút. Nó thực hiện chức năng này thông qua các giai đoạn phức tạp sau:

1. Glucagon hoạt hóa adenylyl cyclase ở màng tế bào gan.

2. Dẫn đến hình thành cAMP.

3. Dẫn đến hoạt hóa protein kinase regulator protein.

4. Dẫn đến hoạt hóa protein kinase.

5. Dẫn đến hoạt hóa phosphorylase b kinase.

6. Dẫn đến chuyển phosphorylase b thành phosphorylase a.

7. Làm tăng giáng hóa glycogen thành glucose-1-phosphate.

8. Sau đó glucose-1-phosphate bị dephosphoryl tạo thành glucose và giải phóng vào tuần hoàn.

Chuỗi sự kiện này là cực quan trọng vì nhiều lý do. Đầu tiên, nó là một trong những nghiên cứu kỹ lưỡng nhất của tất cả các chức năng truyền tin thứ hai của chu kỳ monophosphate adenosine. Thứ hai, nó cho thấy một hệ thống liên tục, trong đó mỗi sản phẩm được sản xuất với số lượng lớn hơn các sản phẩm trước đó. Do đó, nó đại diện cho một cơ chế khuếch đại mạnh. Đây là loại cơ chế khuếch đại được sử dụng rộng rãi trên khắp cơ thể để kiểm soát, hệ thống trao đổi chất của tế bào, thường gây ra nhiều như một khuếch đại hàng triệu lần trong phản ứng. Cơ chế này giải thích làm cách nào mà chỉ có một vài microgram glucagon có thể làm nồng độ đường trong máu tăng gấp đôi hoặc thậm chí tăng nữa hơn trong vòng vài phút.

Truyền glucagon cho khoảng 4 giờ có thể làm gan thoái hóa glycogen mạnh và tất cả các kho dự trữ glycogen của gan trở nên cạn kiệt.

Glucagon làm tăng tân tạo glucose

Ngay cả sau khi tất cả các glycogen trong gan đã bị cạn kiệt dưới ảnh hưởng của glucagon, tiếp tục truyền của hormone này vẫn gây ra tiếp tục tăng đường huyết. tăng đường huyết này là kết quả tác động của glucagon để tăng tỷ lệ hấp thu axit amin của các tế bào gan và sau đó chuyển đổi của rất nhiều các axit amin thành glucose bởi quá trình tân tạo glucose. Hiệu ứng này đạt được bằng cách kích hoạt nhiều các enzym được yêu cầu để vận chuyển axit amin và tân tạo glucose, đặc biệt là kích hoạt của hệ thống enzym chuyển đổi pyruvate để phosphoenolpyruvate, một bước hạn chế mức tân tạo glucose.

Tác dụng khác của glucagon

Hầu hết các tác dụng khác của glucagon chỉ xảy ra khi nồng độ của nó tăng lên trên mức tối đa thường được tìm thấy trong máu. Có lẽ ảnh hưởng quan trọng nhất là glucagon kích hoạt lipase của tế bào mỡ, làm tăng lượng axit béo có sẵn cho các hệ thống năng lượng của cơ thể. Glucagon cũng ức chế sự lưu trữ của triglycerides trong gan, ngăn ngừa gan từ loại bỏ các axit béo trong máu; điều này cũng giúp làm cho khoản bổ sung các axit béo có sẵn cho các mô khác của cơ thể.

Glucagon ở nồng độ cao cũng có (1) tăng cường sức mạnh của  tim; (2) làm tăng lưu lượng máu trong một số mô, đặc biệt là thận; (3) tăng cường tiết mật; và (4) ức chế tiết acid dạ dày. Những ảnh hưởng của glucagon có lẽ ít quan trọng trong các chức năng bình thường của cơ thể khi so với ảnh hưởng của nó trên glucose.

Bài viết cùng chuyên mục

Chuyển hóa ô xy và chất dinh dưỡng của não

Phần lớn sự chuyển hóa của não xảy ra ở các neuron mà không phải ở các tế bào thần kinh đệm. Nhu cầu chuyển hóa chính của các neuron là để bơm các ion qua màng, chủ yếu là vận chuyển natri, canxi và kali.

Phản xạ gấp và phản xạ rút lui khỏi vật kích thích

Các thông tin khởi phát phản xạ rút lui không được truyền trực tiếp vào neuron sừng trước tủy sống mà thay vào đó trước tiên được truyền vào các neuron liên hợp, rồi mới vào neuron vận động.

Tự điều chỉnh lưu lượng máu trong quá trình thay đổi áp lực động mạch

Xu hướng trở về bình thường của dòng máu được gọi là sự điều chỉnh tự động. Sau khi trao đổi chất tích cực xảy ra, dòng máu tại chỗ ở hầu hết các mô sẽ liên quan đến áp lực động mạch.

Vận chuyển chủ động các chất qua màng bào tương

Hình thức vận chuyển này được chia làm hai loại, vận chuyển chủ động nguyên phát, và vận chuyển chủ động thứ phát tùy theo năng lượng.

Xung lực của động mạch

Áp lực bơm máu ở góc động mạch chủ đưuọc biểu diễn trên hình. Với một người lớn trẻ khỏe, huyết áp ở đầu mỗi nhịp đập sẽ gọi là huyết áp tâm thu, vào khoảng 120mmHg.

Dẫn truyền các tín hiệu vận động từ vỏ não tới các cơ

Sau khi rời vỏ não, bó này đi qua trụ sau của bao trong (giữa nhân đuôi và nhân bèo sẫm của nhân nền) và sau đó đi xuống thân não, tạo nên bó tháp ở hành não.

Ức chế đối kháng: cung phản xạ đồi kháng

Phản xạ gấp mạnh hơn này gửi các thông tin ức chế đến chi ban đầu và làm giảm độ co cơ ở chi này, nếu ta loại bỏ kích thích ở chi gấp mạnh hơn, chi ban đầu lại trở về co cơ với cường độ như ban đầu.

Chức năng dự báo của hệ thống ống bán khuyên để duy trì sự thăng bằng

Các ống bán khuyên dự đoán được trước rằng sự mất thăng bằng sắp xảy ra và do đó khiến các trung tâm giữ thăng bằng thực hiện sự điều chỉnh phù hợp từ trước, giúp người đó duy trì được thăng bằng.

Vai trò tạo điều kiện thuận lợi và ức chế khớp thần kinh (synap)

Trí nhớ thường được phân loại theo loại thông tin mà nó lưu trữ. Một trong những cách phân loại đó là chia trí nhớ thành trí nhớ tường thuật (declarative memory) và trí nhớ kỹ năng (skill memory).

Thể dịch điều hòa huyết áp: tầm quan trọng của muối (NaCl)

Việc kiểm soát lâu dài huyết áp động mạch được gắn bó chặt chẽ với trạng thái cân bằng thể tích dịch cơ thể, được xác định bởi sự cân bằng giữa lượng chất dịch vào và ra.

Chức năng thông khí hô hấp

Đường dẫn khí là một hệ thống ống, từ ngoài vào trong gồm có: mũi, họng, thanh quản, khí quản, phế quản, phế quản đi vào hai lá phổi.

Lách: kho dự trữ hồng cầu

Trong mô lách, các mao mạch thì cho máu thấm qua, bao gồm các tế bào hồng cầu, máu rỉ ra từ các thành của mao mạch vào các mắt xích nằm ngang khớp nhau, tạo nên mô lách màu đỏ.

Tủy sống: tổ chức hoạt động chức năng vận động

Mỗi đốt tủy có hàng triệu neurons trong chất xám. Đặt sang một bên các neuron trung gian truyền tín hiệu cảm giác, chúng ta có 2 loại neurons còn lại: neurons vận động tại sừng trước tủy sống và các neurons liên hợp.

Chức năng của vỏ não tiền đình - chẩm ở bán cầu não không ưu thế

Nghiên cứu tâm lí ở bệnh nhân có tổn thương bán cầu không ưu thế đã chỉ ra rằng bán cầu này có thể đặc biệt quan trọng đối với sự hiểu biết và nhận thức âm nhạc, kinh nghiệm thị giác phi ngôn ngữ.

Sinh lý điều hòa hô hấp

Ở những trạng thái khác nhau của cơ thể, hoạt động của trung tâm hô hấp cần phải điều chỉnh để giữ  PO2, PCO2, pH máu chỉ thay đổi trong giới hạn hẹp.

Cơ chế của chất truyền tin thứ hai trong chức năng nội tiết trung gian nội bào

Một trong những cơ chế hormone tác động trong môi trường nội bào là kích thích sự hình thành chất truyền tin thứ hai cAMP phía trong màng tế bào.

Block nhĩ thất không hoàn toàn: chặn đường truyền tín hiệu điện tim

Một điện tâm đồ có P-R kéo dài khoảng 0.3s thay vì bình thường khoảng 0,2s hoặc ít hơn. Do đó, block độ 1 được định nghĩa là sự chậm dẫn truyền từ nhĩ đến thất chứ không phải mất hẳn dẫn truyền.

Cortisol quan trọng trong chống stress và chống viêm

Mặc dù cortisol thường tăng nhiều trong tình trạng stress, một khả năng là glucocorticoid làm huy động nhanh acid amin và chất béo từ tế bào dự trữ.

Lưu lượng máu qua phổi và phân phối của nó: điều chỉnh phân phối lưu lượng máu phổi

Lưu lượng máu qua phổi cơ bản bằng cung lượng tim. Do đó, các yếu tố kiểm soát chủ yếu cung lượng tim là yếu tố ngoại vi cũng như kiểm soát lưu lượng máu phổi.

Chức năng của não và giao tiếp - ngôn ngữ vào và ngôn ngữ ra

Dưới sự hỗ trợ của bản đồ giải phẫu đường đi thần kinh, chức năng của vỏ não trong giao tiếp. Từ đây chúng ta sé thấy nguyên tắc của phân tích cảm giác và điều khiển vận động được thực hiện như thế nào.

Ngoại tâm thu nút nhĩ thất hoặc bó his: rối loạn nhịp tim

Sóng P thay đổi nhẹ hình dạng phức bộ QRS nhưng không thể phân biệt rõ sóng P. Thông thường ngoại tâm thu nút A-V có chung biểu hiện và nguyên nhân với ngoại tâm thu nhĩ.

Phản xạ nhĩ và động mạch phổi điều hòa huyết áp

Ở thành của tâm nhĩ và động mạch phổi có receptor căng gọi là receptor hạ áp, nó giống với thụ thể cảm nhận của động mạch hệ tuần hoàn lớn.

Các hormone hoạt động chủ yếu trên bộ máy gen của tế bào

Các hormone hoạt động chủ yếu trên bộ máy gen của tế bào, các hormone steroid làm tăng tổng hợp protein, các hormone tuyến giáp làm tăng quá trình phiên mã gen trong nhân tế bào.

Tiểu thể Pacinian: điện thế nhận cảm và ví dụ về chức năng của receptor

Tiểu thể Pacinian có một sợi thần kinh trung tâm kéo dài suốt lõi tiểu thể. Bao quanh sợi thần kinh trung tâm này là các lớp vỏ bọc khác nhau xếp đồng tâm, và do vậy, sự đè ép ở bất kì vị trí nào bên ngoài tiểu thể sẽ kéo giãn.

Nút nhĩ thất: chậm dẫn truyền xung động từ nhĩ xuống thất của tim

Hệ thống dẫn truyền của nhĩ được thiết lập không cho xung động tim lan truyền từ nhĩ xuống thất quá nhanh; việc dẫn truyền chậm này cho phép tâm nhĩ tống máu xuống tâm thất để làm đầy thất trước khi tâm thất thu.