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1.3.2 Glukagon gisch erschließen, was dahinter steckt. In der Spalte „Interkonversion“ sind die wichtigsten Glukagonwirkungen noch einmal hervorgehoben, da die Interkonversion im Zusammenhang mit den Glukagonwirkungen ein sehr beliebtes Prüfungsthema ist. Stellen wir uns also vor, wir befänden uns im Zustand des Substratmangels (Glucosemangel/Hungerzustand). Benötigt wird jetzt eine schnelle Reaktion auf die fehlende „Zellnahrung“. Am Glukagon-Hauptwirkort Leber (zentrale Rolle im Stoffwechsel, s. Tab. 3, S. 20) muss in dieser Situation Glucose mobilisiert werden. Der effektivste Weg ist, die angelegten Glykogenspeicher zu leeren, also die Glykogenolyse zu aktivieren, indem die Aktivität der Glykogenphosphorylase durch Interkonversion gesteigert wird. Daneben hat die Leber noch eine weitere Möglichkeit, den Zuckerspiegel anzuheben. Sie synthetisiert Glucose aus Glycerin, Lactat, P ­ yruvat oder glucogenen Aminosäuren, d. h. sie betreibt Gluconeogenese. Dafür beschleunigt Gewebe Wirkung auf Transkription Glukagon die Reaktionen der Gluconeogenese, welche die nicht reversiblen Schritte der Glykolyse überbrücken, und ermöglicht so die effektive Neusynthese von Glucose. Natürlich werden auch hier die entgegengesetzten Stoffwechselvorgänge gehemmt. Ein sehr eindrucksvoller Mechanismus zeigt sich bei der Interkonversion des „zweigesichtigen“ Enzyms Fructose-6-phosphat-2-kinase/Fructose2,6-bis­phosphatase. Dieses Enzym ist in der phosphorylierten Form als Phosphatase aktiv, in der dephosphorylierten als Kinase. Bedenkt man jetzt, dass die Phosphorylierung cAMPabhängig über eine PK A ist und Glukagon den cAMP-Spiegel anhebt, liegt das Gleichgewicht unter Glukagoneinfluss deutlich auf Seiten der Phosphatase. Das ist auch sehr sinnvoll, denn die Fructose-2,6-bisphosphatase hat die Eigenschaft, Fructose-2,6-bisphosphat abzubauen. Fructose-2,6-bisphosphat wiederum ist einer der bekanntesten und effektivsten allosterischen Aktivatoren der Phosphofructokinase, dem Schrittmacherenzym der Glykolyse. Der Abbau von Fru-2,6-bisphosphat hemmt somit die Glykolyse. Wirkung auf Interkonversion Fazit Aktivierung –– Glykogenphosphorylase –– Glykogenolyse h Induktion –– Glucose-6-phosphatase –– Fructose-1,6-bisphosphatase –– PEP-Carboxykinase –– Pyruvatcarboxylase Leber –– Gluconeogenese h Aktivierung –– Fructose-2,6-bisphosphatase –– Glykolyse i Inaktivierung –– Glykogensynthase –– Glykogensynthese i Repression –– Glucokinase –– Phosphofructokinase –– Pyruvatkinase Fettgewebe 1 –– Glykolyse i Aktivierung –– Triglyceridlipase –– Lipolyse h Tab. 6: Glukagonwirkungen www.medi-learn.de 25
