Hypoglycaemia is a major barrier to the treatment of diabetes. Accordingly, it is important that we understand the mechanisms regulating the circulating levels of glucagon - the body's principle blood glucose-elevating hormone which is secreted from alpha-cells of the pancreatic islets. In isolated islets, varying glucose over the range of concentrations that occur physiologically between the fed and fuel-deprived states (from 8 to 4 mM) has no significant effect on glucagon secretion and yet associates with dramatic changes in plasma glucagon in vivo. The identity of the systemic factor that stimulates glucagon secretion in vivo remains unknown. Here, we show that arginine-vasopressin (AVP), secreted from the posterior pituitary, stimulates glucagon secretion. Glucagon-secreting alpha-cells express high levels of the vasopressin 1b receptor (V1bR). Activation of AVP neurons in vivo increased circulating AVP, stimulated glucagon release and evoked hyperglycaemia; effects blocked by pharmacological antagonism of either the glucagon receptor or vasopressin 1b receptor. AVP also mediates the stimulatory effects of dehydration and hypoglycaemia produced by exogenous insulin and 2-deoxy-D-glucose on glucagon secretion. We show that the A1/C1 neurons of the medulla oblongata, which are known to be activated by hypoglycaemia, drive AVP neuron activation in response to insulin-induced hypoglycaemia. Hypoglycaemia also increases circulating levels of copeptin (derived from the same pre-pro hormone as AVP) in humans and this hormone stimulates glucagon secretion from isolated human islets. In patients with type 1 diabetes, hypoglycaemia failed to increase both plasma copeptin and glucagon. These findings provide a new mechanism for the central regulation of glucagon secretion in both health and disease.

Objective: Excessive alcohol consumption is a leading cause of global morbidity and mortality. However, knowledge of the biological factors that influence ad libitum alcohol intake may be incomplete. Two large studies recently linked variants in the KLB locus with levels of alcohol intake in humans. KLB encodes β-klotho, co-receptor for the liver-derived hormone fibroblast growth factor 21 (FGF21). In mice, FGF21 reduces alcohol intake, and human Fgf21 variants are enriched among heavy drinkers. Thus, the liver may limit alcohol consumption by secreting FGF21. However, whether full-length, active plasma FGF21 (FGF21 (1-181)) levels in humans increase acutely or sub-chronically in response to alcohol ingestion is uncertain. Methods: We recruited 10 healthy, fasted male subjects to receive an oral water or alcohol bolus with concurrent blood sampling for FGF21 (1-181) measurement in plasma. In addition, we measured circulating FGF21 (1-181) levels, liver stiffness, triglyceride, and other metabolic parameters in three healthy Danish men before and after consuming an average of 22.6 beers/person/day (4.4 g/kg/day of ethanol) for three days during Oktoberfest 2017 in Munich, Germany. We further correlated fasting FGF21 (1-181) levels in 49 healthy, non-alcoholic subjects of mixed sex with self-reports of alcohol-related behaviors, emotional responses, and problems. Finally, we characterized the effect of recombinant human FGF21 injection on ad libitum alcohol intake in mice. Results: We show that alcohol ingestion (25.3 grams or ~2.5 standard drinks) acutely increases plasma levels of FGF21 (1-181) 3.4-fold in fasting humans. We also find that binge drinking for three days at Oktoberfest is associated with a 2.1-fold increase in baseline FGF21 (1-181) levels, in contrast to minor deteriorations in metabolic and hepatic biomarkers. However, basal FGF21 (1-181) levels were not correlated with differences in alcohol-related behaviors, emotional responses, or problems in our non-alcoholic subjects. Finally, we show that once-daily injection of recombinant human FGF21 reduces ad libitum alcohol intake by 21% in mice. Conclusions: FGF21 (1-181) is markedly increased in circulation by both acute and sub-chronic alcohol intake in humans, and reduces alcohol intake in mice. These observations are consistent with a role for FGF21 as an endocrine inhibitor of alcohol appetite in humans.