Las funciones del glucagón: usos y acción de la hormona hiperglucemiante

¿Qué es el glucagón?

El glucagón es una hormona segregada por las células alfa (α) de los islotes de Langerhans del páncreas, glándula del abdomen que contribuye a la digestión y a la producción de hormonas liberadas en la sangre¹. Los islotes también contienen células beta que producen insulina.

Funciones del glucagón en una persona sin diabetes tipo 1

Un páncreas sano segrega a la vez insulina (células beta β) y glucagón (células alfa α), para mantener una glucemia normal. ¿Para qué sirve el glucagón? El glucagón es una sustancia hiperglucemiante. En una persona sin diabetes tipo 1, cuando la glucemia es muy baja, el páncreas segrega glucagón para recuperar el nivel de azúcar normal.

Por lo tanto, una de las funciones del glucagón es actuar en caso de necesidad de energía, en especial de los músculos, en condiciones como el ayuno y el ejercicio físico. Sus propiedades son contrarias a las de la insulina, que es hipoglucemiante (disminución del nivel de azúcar en sangre). En una persona sin dm tipo 1 existe un equilibrio entre estas dos hormonas, la insulina y el glucagón, para mantener el nivel de azúcar en la sangre en valores normales.

¿Cuál es la principal acción del glucagón?

El organismo almacena una cantidad importante de glucosa en el hígado, el glucógeno, como reserva. La principal acción del glucagón es la de permitir la liberación rápida de la glucosa, para responder a las necesidades urgentes del organismo, como por ejemplo el ayuno o el ejercicio muscular.

Sin embargo, las reservas del hígado son limitadas. Cuando las necesidades de energía del organismo persisten y superan las capacidades del hígado, el organismo recurre a otra reserva: las grasas (o lípidos), las cuales, gracias a la acción del glucagón (y a la carencia de insulina), podrán transformarse en cuerpos cetónicos¹.

El cuerpo cetónico más frecuente, el ß- hidroxibutirato, sintetizado en el hígado, pasa a la sangre y puede utilizarse como combustible alternativo a la glucosa, en los tejidos periféricos.

El principal estímulo para la secreción de glucagón es la disminución de la glucemia². 

El estrés, mediante la activación del sistema nervioso autónomo, la ingesta de proteínas³, y algunos ácidos grasos también pueden estimular la secreción de glucagón.

¿Qué ocurre con las personas que padecen diabetes tipo 1?

La ausencia de insulina en las personas con dbt tipo 1 descompensada o tratada de forma insuficiente, viene acompañada de una hipersecreción del glucagón⁴ (que se corregirá con la normalización glucémica).

Después de la comida, las personas con diabetes experimentan un aumento del glucagón (hiperglucagonemia), por disminución del (retro) control de las células beta sobre la función de las células alfa⁵.

Sin embargo, con el paso del tiempo, se establecerá un defecto de producción de glucagón, mucho más marcado si la diabetes es antigua (ataque progresivo de las células α de los islotes de Langerhans). Esta alteración secundaria de la función de las células alfa explicaría la disminución con el tiempo de la respuesta hiperglucemiante, en caso de hipoglucemia.

¿Cuándo puedo utilizar el glucagón con dm tipo 1?

Como hemos dicho, el glucagón es hiperglucemiante, y sirve para tratar la hipoglucemia grave. Se habla de hipoglucemia grave cuando la persona con mellitus tipo 1 necesita la ayuda de una tercera persona para tratarse.

Si la persona con diabetes del tipo 1 no puede administrarse la glucosa por vía oral (zumo de frutas, azúcar, etc.) y en particular, si está inconsciente, una tercera persona podrá administrarle el glucagón por vía subcutánea o intramuscular. Entre 5 y 15 minutos después de la inyección, la persona con dm tipo 1 experimentará un aumento del nivel de azúcar en la sangre, que durará aproximadamente entre 10 y 40 minutos. El glucagón existe en farmacias en forma de kit inyectable.⁶

Avances tecnológicos y otros usos del glucagón

Los avances tecnológicos tienen el potencial de mejorar la vida de las personas que padecen diabetes, reduciendo el riesgo de hipoglucemia, favoreciendo el control global de la glucemia y mejorando su calidad de vida. Se han desarrollado sistemas automáticos de liberación de insulina (que se inscriben en la categoría científica de «páncreas artificiales») de una sola hormona (insulina únicamente) y de dos hormonas (insulina y glucagón), que se basan en la conexión de una o dos bombas de insulina con una medida continua de glucosa (MCG), y con un algoritmo de control, alojado en un dispositivo específico o directamente en la bomba.

Para soluciones bihormonales (insulina y glucagón), la insulina se comporta como un «freno» del nivel de azúcar en sangre y el glucagón como un «acelerador». La supervisión de la glucemia permite adaptar la velocidad de cada uno mediante algoritmos de cálculo para normalizar la glucemia en cualquier situación («bucle cerrado»).

Ventajas y límites del sistema bihormonal (insulina y glucagón)

Los científicos han estudiado estas soluciones y han demostrado que el sistema bihormonal (insulina y glucagón), comparado con el sistema monohormonal (insulina únicamente), permitiría reducir el porcentaje de tiempo pasado en hipoglucemia, en particular en caso de actividad física. Sin embargo, la solución bihormonal presenta límites:

• es más molesta y astringente
• necesita cambiar cada día el cartucho de glucagón
  

• falta de estabilidad de la solución a temperatura ambiente
  
• efecto desconocido del uso de glucagón de forma prolongada⁷, lo que explica sin duda que, por el momento, la mayoría de los estudios de bucle cerrado se refieran a los sistemas monohormonales⁸
  

Futuro terapéutico del glucagón para tratar la diabetes

Para mejorar el control de la diabetes, la limitación de los efectos del glucagón podría ser una vía de tratamiento privilegiada, en particular en la diabetes de tipo 2, en la que la secreción de glucagón es importante (reducción o incluso inhibición de su secreción).

Las moléculas desarrolladas y probadas en el laboratorio para controlar y gestionar las funciones del glucagón y frenar su efecto (antagonistas de los receptores del glucagón) han mostrado resultados alentadores en términos de control glucémico. Los efectos secundarios observados con estas moléculas no permiten, sin embargo, considerar por ahora su uso en práctica clínica (aumento del LDL, colesterol, desarrollo anormal de las células alfa). La ciencia sigue estudiando cómo limitar la acción del glucagón en las personas que padecen diabetes.^9,10,11

Fuentes

1. Grimaldi A. Traité de diabétologie. Glucagon. Paris:Flammarion, 2005 ; páginas 67-89.
   
2. Gromada J, Franklin I, Wollheim CB. Alpha-cells of the endocrine pancreas: 35 years of research but the enigma remains. Endocr Rev 2007; 28:84-116
   
3. Quesada I, Tudurí E, Ripoll C, Nadal A. Physiology of the pancreatic alpha-cell and glucagon secretion: role in glucose homeostasis and diabetes. J Endocrinol 2008;199:5-19.
   
4. Unger RH, Orci L. Paracrinology of islets and the paracrinopathy of diabetes. Proc Natl Acad Sci U S A. 14 de sept. 2010107(37):16009-12.
   
5. Brown RJ, Sinaii N, Rother KI. Too much glucagon, too little insulin: time course of pancreatic islet dysfunction in new-onset type 1 diabetes. Diabetes Care 2008; 31:1403-1404.
   
6. https://www.vidal.fr/substances/1644/glucagon/
   
7. Peters TM Haidar A. Dual-hormone artificial pancreas: benefits and limitations compared with single-hormone systems. Diabet Med 2018 ; 35 : 450- 9
   
8. Méta Analyse de Bekiari 2018, BMJ. 2018; 361:1310.
   
9. Evans MR, Wei S, Posner BA, Unger RH . An AlphaScreen Assay for the Discovery of Synthetic Chemical Inhibitors of Glucagon Production. J Biomol Screen. Abril 2016;21(4):325-32.
   
10. Guan HP, Yang X, Lu K. Glucagon receptor antagonism induces increased cholesterol absorption. J Lipid Res. Nov. 2015;56(11):2183-95
11. Yu R. Mahvash Disease: 10 Years After Discovery. Pancreas. Mayo/Junio 201847(5):511-515.