Α細胞
細胞質基質のカルシウム濃度の上昇によって小胞体膜上のリアノジン受容体が活性化され、より多くのカルシウムが細胞質基質へ放出される。このカルシウムの増加によって、δ細胞によるソマトスタチンの分泌が引き起こされる。
ソマトスタチンはSSTR2(英語版)の活性化を介してグルカゴン分泌を阻害する。SSTR2は膜タンパク質であり、活性化時には膜の過分極が引き起こされる。この過分極によって電位依存性カルシウムチャネルは閉じ、細胞内のカルシウム濃度が低下する。その結果エキソサイトーシスが低下し、α細胞の場合にはグルカゴン分泌が低下する。
セロトニンはα細胞の細胞膜上の受容体を介してグルカゴン分泌を阻害する。α細胞には5-HT1F受容体(英語版)が存在し、セロトニンの結合によって活性化される。活性化された受容体はアデニル酸シクラーゼの作用を抑制し、cAMPの産生が抑制される。その結果、グルカゴンの分泌が抑制される。β細胞はα細胞に近接して位置しているため、セロトニンは傍分泌シグナルであると考えられている。
グルコースもグルカゴン分泌に対し、ある程度直接的な影響を及ぼすことがある。この作用はATPの影響によるものであり、細胞内のATP濃度は血液中のグルコース濃度を直接的に反映している。α細胞でATP濃度が低下すると、細胞膜のカリウムチャネルが閉じる。その結果、細胞膜の脱分極によってカルシウムチャネルが開き、カルシウムが細胞内へ流入する。細胞内のカルシウム濃度の上昇によって、グルカゴンを含んだ分泌小胞の細胞膜への融合が引き起こされ、グルカゴンの分泌が引き起こされる。
脳の神経など、膵臓外のグルコースセンサーの作用による膵臓α細胞の制御が最もよく研究されている。膵臓は交感神経系と副交感神経系の双方によって制御されているが、これら2つの系による膵臓の制御方法は異なるようである。
交感神経系による制御は、下位胸髄と腰髄の節前交感神経線維から発しているようである。これらの神経の軸索は前根を通って脊髄を出て、胸髄神経や腰髄神経の交通枝を介して交感神経鎖の脊椎傍神経節を、もしくは内臓神経を介して腹腔神経節や腸間膜神経節を支配する。これらの神経節のカテコールアミン作動性神経は膵内神経節、膵島、血管を刺激する。膵臓に対する交感神経系による活性化の効果を正確に判別することは困難であるが、いくつかのことが知られている。内臓神経の刺激は血漿インスリン濃度を低下させるが、これらはおそらくβ細胞上のα2アドレナリン受容体(英語版)の作用を介したものである。また、内臓神経の刺激はグルカゴンの分泌を高めることも示されている。これらの知見は交感神経刺激が覚醒亢進時の血糖値を維持していることを意味する。
副交感神経系による制御は迷走神経から発しているようである。迷走神経の電気的・薬理的刺激は、ヒトを含む哺乳類の大部分の種でグルカゴンとインスリンの分泌を高める。このことは、交感神経系による制御の役割が正常条件下での正常な血糖値の維持であることを示唆している。