Glukagon für eine reibungslose Blutzuckerregulation

Glukagon ist ein aus 29 Aminosäuren bestehendes Hormon. Es gilt als Gegenspieler zum Insulin. Seine hauptsächliche Funktion besteht darin, den Blutzuckerspiegel zu erhöhen, wenn er beispielsweise durch längerfristige intensive sportliche Aktivität, durch fehlende Nahrungsaufnahme oder Stress unter den Sollwert absinkt oder wenn eine eiweißreiche (proteinreiche) Mahlzeit verzehrt wurde. Syntheseort sind die Langerhansschen Zellen in der Bauchspeicheldrüse. Sie kurbeln die Produktion an und geben Glukagon in die Blutbahn ab.

Glukagon wirkt in der Leber

Seine Wirkung entfaltete Glukagon in der Leber. Hier führt es zur Freisetzung von Glukose (Zucker) aus der Speicherform Glykogen und fördert die Glukoneogenese, das heißt die Bildung von Glukose aus Fettsäuren und aus Aminosäuren, den Bestandteilen von Proteinen (Eiweiß). Durch Glukagon können also Nicht-Kohlenhydrate für die Zuckergewinnung genutzt werden. Darüber hinaus aktiviert Glukagon fettabbauende Enzyme, sogenannte Lipasen.

Damit nicht zu viel Glukagon im Umlauf ist, wird seine Aktivität durch die Leber abgepuffert, welche Glukagon aufnimmt und durch Spaltung inaktiviert. Gegenspieler sind neben dem Insulin auch die Hormone Somatostatin und GLP-1. Bei einer Unterzuckerung (Hypoglykämie) kann der Glukagon-Spiegel im Blut bis auf das Vierfache gesteigert werden. Diese Möglichkeit wird auch in der Notfalltherapie einer Hypoglykämie von Patienten mit Diabetes mellitus genutzt. Das Hormon wird dann unter die Haut (subkutan) oder in den Muskel (intramuskulär) gespritzt.

Zuckerspeicherung oder Freisetzung ins Blut

Die molekularen Wirkmechanismen sind inzwischen ebenso gut verstanden wie beim Insulin. Glukagon bindet an einen Rezeptor auf der Außenseite von Leber- oder Nierenzellen. Dieser ist mit einem sogenannten G-Protein verbunden und verändert unter Energieverbrauch seine Form. Dadurch aktiviert er ein anderes, in der Zellmembran verankertes Enzym, das auf der Zellinnenseite den Botenstoff zyklisches Adenosin-Mono-Phosphat (cAMP) freisetzt. Dieses aktiviert wiederum im Zellinnern befindliche Enzyme für den Glukose- und Fettstoffwechsel.

Das wichtigste Enzym für den Zuckerstoffwechsel ist die Glykogenphosphorylase, die den Glykogenabbau und damit die Freisetzung von Glukose in die Blutbahn stimuliert und gleichzeitig die Glykogensynthase, ein Enzym, das Glukose in die Speicherform Glykogen verwandeln würde, hemmt.