Zawartość glukozy we krwi jest regulowana przede wszystkim przez wątrobę, która może pobierać lub uwalniać znaczne ilości glukozy w odpowiedzi na sygnały hormonów, a także w odpowiedzi bezpośrednio na stężenie glukozy. Kluczowymi hormonami są insulina i glukagon.
Duże stężenie glukozy we krwi zmniejsza wydzielanie glukagonu przez trzustkę, a zwiększa sekrecję insuliny. Spadek stężenia glukozy we krwi następuje kilka godzin po spożyciu posiłku, co powoduje zmniejszenie wydzielania insuliny i wzrost sekrecji glukagonu. Dzięki temu wolna glukoza jest w dużych ilościach uwalniana z wątroby do krwi.
Do utrzymania stałego stężenia glukozy we krwi przyczynia się też zmniejszone wykorzystanie glukozy przez mięśnie i tkankę tłuszczową wynikające stąd, że małe stężenie insuliny utrudnia wchodzenie glukozy do tych tkanek. Jeśli stężenie glukozy we krwi maleje, to zarówno mięśnie, jak i wątroba wykorzystują jako substrat energetyczny kwasy tłuszczowe. Stężenie glukozy we krwi utrzymuje się więc powyżej 80 mg/100 ml głównie dzięki trzem czynnikom: mobilizacji glikogenu i uwalnianiu glukozy przez wątrobę, uwalnianiu kwasów tłuszczowych przez tkankę tłuszczową oraz wykorzystaniu przez mięśnie i wątrobę kwasów tłuszczowych jako substratu energetycznego zamiast glukozy.
Glukagon to liniowy polipeptyd zawierający 29 reszt aminokwasowych. Należy do rodziny polipeptydów sekretynowych. Jest produkowany w trzustce. Najpierw występuje w postaci proglukagonu (białko złożone ze 124 reszt aminokwasów), a następnie ulega zamianie na właściwy hormon.
W porównaniu z insuliną ma przeciwne działanie fizjologiczne, ponieważ zwiększa stężenie glukozy we krwi poprzez stymulowanie rozkładu glikogenu znajdującego się w wątrobie. Zdolność zwiększania stężenia glukozy we krwi nazywa się aktywnością hiperglikemizującą. Glukagon ponadto wpływa na pracę serca, zwiększając częstotliwość jego skurczów, ma także właściwości lipolityczne, czyli przyśpiesza uwalnianie kwasów tłuszczowych i ich utlenianie. Znalazł zastosowanie w medycynie jako lek w przypadku hipoglikemii, wywołanej głównie zawyżoną dawką insuliny, prowadzącej do tzw. wstrząsu insulinowego. W lekkim stanie wystarczy przyjąć doustnie tabletki zawierające glukagon, a w ciężkich przypadkach należy stosować iniekcję podskórną.
Glukagon stosuje się również w leczeniu przewlekłej niewydolności krążenia. Podawany jest także przed badaniami radiograficznymi i endoskopowymi przewodu pokarmowego. Struktura pierwszorzędowa glukagonu zastała rozpoznana w 1956 roku, a jego pierwszą syntezę wykonano dopiero w roku 1968. Sekwencja aminokwasów tworzących cząsteczkę glukagonu okazała się trudna do syntezy, głównie z powodu dużej liczby hydroksyaminokwasów i aminokwasów zasadowych.
