AMPK

Az AMPK előnyei

• lassítja az öregedési folyamatot;
• javítja az anyagcserét és az inzulinérzékenységet;
• javítja a szív- és érrendszeri egészséget;
• elősegíti a testsúlycsökkenést;
• gyulladáscsökkentő;
• rákmegelőző hatás;
• javítja a fizikai teljesítményt;
• segíti a hormontermelést és a termékenységet.
  

Az AMPK hatását fokozhatjuk: testmozgással, kalória korlátozással/böjttel, magas antioxidáns tartalmú ételekkel, étrendkiegészítőkkel (resveratrol, kvercetin, berberin), hideg hőmérséklettel.

Aktivációja és a válaszkészsége csökken az életkorral, azonban az enzim működését számos más tényező is befolyásolja, többek között: a genetika, az étrend, az alvás, a stressz szint és a fizikai aktivitás.

A csökkentett AMPK veszélyei

Az AMPK szerepe fiatal korban nagyon fontos, mivel elősegíti az anyagcsere zavartalan működését, aminek köszönhetően egészségesen és karcsún tartjuk magunkat. Azonban, ahogy idősebbé válunk, az AMPK szintje fokozatosan csökken, melynek következtében számos káros, nem kívánt folyamat kezd eluralkodni a korábban egészséges testen:

• megnövekedett hasi zsír;
• krónikus gyulladás;
• emelkedett vércukorszint;
• inzulinrezisztencia;
• magas koleszterin és triglicerid szint;
• mitokondriumok (az energia előállításában és annak elraktározásában játszanak szerepet) számának és működésének csökkenése;
• kóros, vagy sérült fehérjék fokozott felhalmozódása sejtjeinkben, ami neurodegenerációhoz (Alzheimer-kór, a Parkinson-kór vagy a demencia más fajtái) vezet

Mi is az AMPK?

Az AMPK, azaz az adenozin-monofoszfát aktivált proteinkináz, egy enzim, amely kulcsszerepet játszik a sejtek energiametabolizmusának szabályozásában. Képes érzékelni a sejtek energiaellátottságát és a tápanyagok jelenlétét, így ennek megfelelően szabályozza a sejtfolyamatokat.

Az AMPK aktiválása:

• Az első lépés: az AMPK foszforilációja, amelyet általában a máj kináz B1 (LKB1) enzim végez. A foszforiláció során egy foszfát-csoport kapcsolódik az enzimhez, ami az AMPK aktiválását eredményezi.
• A második lépés: az adenozin monofoszfát (AMP), vagy adenozin difoszfát (ADP) kötődése az AMPK-hez. Ez a kötődés tovább erősíti az AMPK aktiválását, mivel az AMP és az ADP molekulák a sejtek energiaellátásának változásaira utalnak.

Az adenozin-monofoszfát (AMP) az adenozin-trifoszfát (ATP) lebontásának egyik terméke, amikor a sejtek energiaforrásként használják fel. Az adenozin-difoszfát (ADP) az ATP lebontásának köztes terméke, és az ATP egyik foszfát-csoportjának leválasztásával keletkezik, energiát szabadítva fel a sejtek számára. Az ATP a sejtekben az energiaátvitel fő forrása, és egy adenozin molekulából és három foszfát-csoportból áll. Az ATP molekulák nagy energiájú kötéseit a sejtek energiaigényeinek kielégítése érdekében megbontják.

Összefoglalva: az ATP a sejtek fő energiaforrása. Amikor a sejtek energiát használnak fel, az ATP molekula egy foszfát-csoportot veszít, és ADP keletkezik. Ha a sejt további energiát használ, az ADP egy további foszfát-csoportot veszít, ami AMP képződéséhez vezet. Amikor a sejt energiaszintje alacsony (azaz sok ADP és AMP van jelen), az AMP és az ADP az AMPK-hez kötődik, aktiválva azt.

Az AMPK aktiválása többféle folyamatot befolyásol a sejtekben:

• Foszforilálja és aktiválja a szubsztrátokat, amelyek közvetlenül, vagy közvetve az energiaellátás növeléséhez és a sejtek energiafelhasználásának optimalizálásához vezetnek. Ilyen szubsztrátok közé tartoznak fehérjék és enzimek, amelyek a szénhidrát- és zsíranyagcserében, az energiaháztartásban, az antioxidáns válaszban és a sejtöregedésben játszanak szerepet.
• Fokozza a glükózfelvételt és az inzulinérzékenységet az izomsejtekben, segítve ezzel a vércukorszint szabályozását.
• Serkenti a zsírsavak oxidációját és gátolja a zsírszintézist, elősegítve a zsírok energiává történő átalakítását és csökkentve a zsírlerakódást.
• Gátolja a májban a glükoneogenezist, ami a vércukorszint csökkenését eredményezi.
• Ösztönzi az autofágiát, egy sejtekben zajló takarítási folyamatot, amely az elöregedett, vagy sérült sejtkomponenseket távolítja el.

Ezen folyamatok hozzájárulnak az AMPK által előidézett egészségügyi előnyökhöz, mint az inzulinérzékenység javítása, a szív- és érrendszeri egészség támogatása, a testsúlycsökkenés elősegítése, az öregedési folyamatok lassítása és a rák kialakulásának kockázatának csökkentése.

Javítja az anyagcserét és az inzulinérzékenységet

Az AMPK elősegíti a normális vércukorszint fenntartását és csökkenti a cukorbetegség kialakulásának kockázatát azáltal, hogy javítja az anyagcserét és az inzulinérzékenységet.

• Fokozza a glükózfelvételt az izomsejtekben és a májban, ami csökkenti a vércukorszintet és javítja az inzulinérzékenységet.
• Elősegíti a zsírok lebontását (lipolízis) és a zsírsavak oxidációját, így támogatva a zsíranyagcserét és csökkentve az inzulinrezisztenciát.
• Szabályozza az inzulin jelátvitelért felelős fehérjéket, mint az inzulinreceptor szubsztrát-1 (IRS-1) és a GLUT4 glükóztranszporter, amelyek javítják az inzulinérzékenységet és fokozzák a glükózfelvételt.
• A mitokondriumok a sejtek energiatermelő erőművei. Az AMPK által elősegített mitokondriális biogenezis és a mitokondriális funkció javítása hozzájárul az energiaellátás és az anyagcsere-folyamatok hatékonyságához, mely támogatja a sejtek egészségét és optimális működését.
• Szabályozza az adipokinok termelését, amelyek a zsírszövet által termelt hormonok és befolyásolják az inzulinérzékenységet és a cukoranyagcserét.

Támogatja a szív- és érrendszeri egészséget

A szív- és érrendszeri betegségek nemcsak a minőségi életévek számát csökkentik, hanem közvetlen hatással vannak a várható élettartamra is. A kardiovaszkuláris problémák, mint például a szívinfarktus, vagy a stroke, korai halálozáshoz vezethetnek, míg a krónikus szívbetegségek hosszú távú egészségügyi komplikációkat okozhatnak. Az AMPK elősegíti a szív- és érrendszeri egészséget és csökkenti a kardiovaszkuláris betegségek kialakulásának kockázatát.

• Javítja az inzulinérzékenységet és csökkenti a vércukorszintet, amelyek pozitív hatással vannak a szív- és érrendszerre.
• Elősegíti a zsírok lebontását és a zsírsavak oxidációját, ami csökkenti a triglicerid- és koleszterinszintet, ezáltal csökkentve a szívbetegség kialakulásának kockázatát.
• Javítja a vérerek belső felszínét borító endotél sejtek működését.
• Támogatja a vérnyomás szabályozását, például a nitrogén-monoxid (NO) termelésével, ami segít a vérerek ellazulásában.
• Csökkenti a szívritmuszavarok kialakulásának kockázatát, mivel befolyásolja a szívizomsejtek elektromos aktivitását.

Gyulladáscsökkentő

A gyulladás természetes biológiai válaszreakció, amely segít a szervezetnek a fertőzésekkel és a sérülésekkel szembeni védekezésben. Azonban a krónikus gyulladás hosszú távon káros, és számos betegség, például a szív- és érrendszeri betegségek, az ízületi gyulladás és a neurodegeneratív betegségek kialakulásának kockázatát növeli. Az AMPK csökkenti a gyulladást különböző mechanizmusokon keresztül, beleértve a gyulladásos jelátviteli útvonalak gátlását, a sirtuinok aktiválását és a gyulladásos citokinek kiválasztásának csökkentését:

• Gátolja a nukleáris faktor-kappa B (NF-kappaB) útvonalat, egy kulcsfontosságú gyulladásos transzkripciós faktort, mely számos gyulladásos fehérje termeléséért felelős. A gátló hatása csökkenti az NF-kappaB aktiválását, ami kevesebb gyulladásos fehérje termelését eredményezi.
• Aktiválja a sirtuinokat, amelyek szerepet játszanak a gyulladásos folyamatok szabályozásában. A sirtuinok az oxidatív stressz csökkentésével és a mitokondriális funkció javításával segítenek csökkenteni a gyulladást.
• Csökkenti a gyulladásos citokinek, mint például a tumor nekrózis faktor-alfa (TNF-α), az interleukin-6 (IL-6) és az interleukin-1béta (IL-1β) kiválasztását. Ezáltal csökkenti a gyulladásos választ és a gyulladás kialakulásának kockázatát.

Rákmegelőző hatás

A rák különböző típusai eltérő módon befolyásolják az életkilátásokat, de sok esetben a korai diagnózis és kezelés nélkül a betegség gyorsan előrehaladhat és rövid idő alatt végzetes kimenetelű lehet. A rák kialakulása és progressziója gyakran hosszú távú egészségügyi komplikációkat és krónikus tüneteket okoz, ami csökkenti az életminőséget. Az AMPK aktiválása több mechanizmuson keresztül segít csökkenteni a rák kialakulásának kockázatát:

• Szabályozza a sejtciklust, ami a sejtek növekedéséért és osztódásáért felelős. Aktiválása gátolja a rákos sejtek osztódását és növekedését, valamint elősegíti azok programozott sejthalálát (apoptózisát), ami a rák kialakulásának megelőzésében játszik szerepet.
• A rákos sejtek gyakran magas glükózfelvétellel rendelkeznek, ami elősegíti növekedésüket. Az AMPK aktiválása befolyásolja a rákos sejtek energiaanyagcseréjét, korlátozva ezzel növekedésüket.
• Javítja az inzulinérzékenységet, csökkentve ezzel a magas inzulinszint káros hatásait. A magas inzulinszint elősegíti a sejtnövekedést és gátolja a sejthalált, így az inzulinérzékenység javítása csökkenti a rák kialakulásának kockázatát.
• Gátolja az új véredények képződését (angiogenezis), ami a rákos daganatok növekedéséhez és áttét képződéséhez szükséges. Az angiogenezis gátlása csökkenti a daganatok oxigén- és tápanyagellátását, ami gátolja növekedésüket és terjedésüket.

Javítja a fizikai teljesítményt

Az AMPK aktiválása több mechanizmuson keresztül javítja a fizikai teljesítményt:

• Elősegíti a zsírsavak oxidációját és a glükóz felvételét az izmokban, növelve ezzel a sejtek energiaellátását. Ez a hatékonyabb tápanyaghasznosítás javítja a fizikai teljesítményt és kitartást.
• Serkenti a mitokondriumok képződését az izomsejtekben, ami növeli az energiatermelés hatékonyságát. A több és jobban működő mitokondrium javítja az izmok állóképességét.
• Javítja az inzulinérzékenységet, ami elősegíti a glükóz felvételét az izomsejtekben. A gyorsabb és hatékonyabb glükózfelhasználás javítja a fizikai teljesítményt.
• Hozzájárul a kapilláris hálózat növekedéséhez az izmokban, ami javítja a vérellátást és az oxigénellátást. A fokozott vérellátás és oxigénellátás segít az izmoknak jobban működni és gyorsabban regenerálódni.
• Növeli az antioxidáns védelmet az izomsejtekben, csökkentve az oxidatív stresszt és a gyulladást. A kevesebb oxidatív stressz és gyulladás hozzájárul az izmok egészségéhez és teljesítményének javulásához.

Az élsportolók mielőtt AMPK fokozó terméket szednének, érdemes szakemberhez fordulniuk. Bizonyos AMPK fokozó anyagokat a Nemzetközi Doppingellenes Ügynökség (WADA) teljesítményfokozó hatásuk miatt betiltott.

WADA AMPK (Hormon és metabolikus modulátorok 4.4.1 AMPK aktivátorok)

Segíti a hormontermelést és a termékenységet

Az AMPK befolyásolja a hormontermelést és a termékenységet, elsősorban az energia egyensúlyának és az anyagcsere folyamatoknak a szabályozásán keresztül:

• Javítja az inzulinérzékenységet, ami elősegíti a glükóz felvételét a sejtekben. A hatékony inzulin működés alapvető a hormonális egyensúly és a termékenység szempontjából.
• Befolyásolja a szexuális hormonok szintjét. Például, csökkenti a tesztoszteron átalakulását ösztrogénné, ami elősegíti a hormonális egyensúlyt és a termékenység javulását.
• Csökkenti a stresszhormonok, mint a kortizol szintjét. A hosszú távú magas kortizolszint negatívan befolyásolja a termékenységet és a hormonális egyensúlyt.
• Optimalizálja a tápanyagfelvételt és a zsírsavak oxidációját. A megfelelő táplálkozás és energiatermelés fontos a hormonális egyensúly és a termékenység szempontjából.

Hogyan aktiváljuk

Az AMPK aktiválódik, amikor a sejtek energiaszintje alacsony, például éhezés, testmozgás, vagy böjt során. Ilyenkor az ATP lebomlik ADP-vé és AMP-vé, ami az aktiválását eredményezi.

Fizikai aktivitás: a nagy erőkifejtést igénylő edzések, mint a súlyzós edzés, vagy a nagy intenzitású intervallum edzések, aktiválják az AMPK-t, ami hozzájárul az edzésteljesítmény javulásához.

Kalóriakorlátozás/böjt: a leghatékonyabb módja az AMPK aktiválásának. Ezzel ellentétben, a túlzott kalóriabevitel, különösen a magas glükóz-, inzulin-, aminosav- és telített zsírbevitel gátolja az AMPK aktivitását.

Antioxidánsok: a magas antioxidáns tartalmú élelmiszerek elősegítik az AMPK aktiválását.

Étrendkiegészítők: az étrendkiegészítők közül resveratrol, kvercetin és berberin a legismertebb aktivátorok.

Hideg kitettség: a hideg hőmérséklet, mint a hideg vizes zuhany, vagy a krioterápia, fokozza a barna zsír termelődését, ami szerepet játszik az AMPK aktiválásában.

Gátló tényezők: a magas energiaállapot és inzulinszint gátolja az AMPK aktivitását.

Források

• AMPK activation can delay aging. Andreea L. Stancu. Link a tanulmányhoz.
• AMP-activated protein kinase (AMPK) controls the aging process via an integrated signaling network. Antero Salminen, Kai Kaarniranta. Link a tanulmányhoz.
• Aging Elevates Basal Adenosine Monophosphate-Activated Protein Kinase (AMPK) Activity and Eliminates Hypoxic Activation of AMPK in Mouse Liver. Link a tanulmányhoz.
• AMPK Signaling Regulates the Age-Related Decline of Hippocampal Neurogenesis. Brian Z Wang, Jane J Yang, Hongxia Zhang, Charity A Smith, Kunlin Jin1. Link a tanulmányhoz.
• Aging and stem cell therapy: AMPK as an applicable pharmacological target for rejuvenation of aged stem cells and achieving higher efficacy in stem cell therapy. Mohammadhossein Khorraminejad-Shirazi, Mohammad Farahmandnia, Bahareh Kardeh, Alireza Estedlal, Sina Kardeh, Ahmad Monabati. Link a tanulmányhoz.
• The role of AMPK in metabolism and its influence on DNA damage repair. Michał Szewczuk, Karolina Boguszewska, Julia Kaźmierczak-Barańska & Bolesław T. Karwowski. Link a tanulmányhoz.
• Chapter Ten - AMPK Activation in Health and Disease. Iyassu K. Sebhat, Robert W. Myers. Link a tanulmányhoz.