La secreción de glucagón está regulada por factores paracrinos, endocrinos, el sistema nervioso autónomo y por cambios en la concentración de metabolitos en sangre. Las señales paracrinas incluyen: insulina, GABA, amilina, Zn⁺⁺ y somatostatina; entre los factores endocrinos están: los péptidos hormonales: el péptido similar al glucagón 1 (GLP1, por sus siglas en inglés) y el péptido insulinotropico dependiente de glucosa (GIP, por sus siglas en inglés) y la leptina, así mismo los ácidos grasos libres y algunos aminoácidos regulan la liberación de glucagón.

Las células α poseen receptores para la insulina, en respuesta a la interacción de la hormona con su receptor se activa la vía de señalización del fosfatidil inositol 3 quinasa (PI3K, por sus siglas en inglés)²⁰, modulando de manera indirecta la actividad de los canales de K_ATP con la consecuente hiperpolarización de la membrana inhibiéndose la secreción de glucagón²¹. La insulina, además promueve la translocación a la membrana plasmática de un receptor tipo A de GABA, (amina secretada por las células β), dicho receptor responde favoreciendo la hiperpolarización de la membrana suprimiendo la secreción de glucagón²¹. Se ha postulado que el zinc, liberado junto con la insulina, de forma independiente puede inducir hiperpolarización de la membrana a través del canal de K_ATP, actuando de manera sinérgica con la insulina en la regulación de la secreción de glucagón²¹. Otro producto de las células β, la amilina inhibe la secreción de glucagón de una manera indirecta.

En las células α, la somatostatina inhibe la secreción de glucagón por la estimulación de los canales de K_ATP con la consecuente hiperpolarización de la membrana y el cierre de los canales dependientes de voltaje²². GLP1 y GIP al ser incretinas estimulan la secreción de insulina y en consecuencia inhiben la secreción de glucagón de manera indirecta²¹. La leptina, hormona producida por el tejido adiposo, inhibe la liberación de glucagón probablemente por la activación de núcleos en el sistema nervioso central²³.

La estimulación tanto del simpático como del parasimpático incrementa la liberación de glucagón y parecen actuar de manera sinérgica con la hipoglicemia²⁴.

Estudios en perros y humanos indican que el aumento de la concentración de ácidos grasos libres inhibe la secreción de glucagón²⁵, por otro lado, ensayos realizados en roedores muestras un incremento en la secreción de glucagón en respuesta a un incremento en los ácidos grasos libres²⁶.

La administración de aminoácidos esenciales incrementa la secreción tanto de insulina como de glucagón, siendo el aminoácido más potente la arginina. El efecto de los aminoácidos sobre la secreción de glucagón es bloqueado por la administración conjunta de glucosa; sugiriendo un papel importante del glucagón en la prevención de la hipoglicemia debido a la hiperinsulinemia inducida por aminoácidos ²⁷.

Un incremento en la secreción de glucagón se presenta en pacientes en diferentes situaciones de estrés tales como: quemaduras, cirugía, sepsis, infarto al miocardio, entre otras, lo cual contribuye a la hiperglicemia que acompaña estas situaciones. El incremento en la secreción de glucagón por las células α en las condiciones de estrés son consecuencia de la inervación simpática y de la acción sistémica de las catecolaminas²⁸