AMPK alebo adenozín 5′ monofosfátu aktivovaná proteínkináza je enzým, ktorý je v tele známy ako kľúčový regulátor energetického metabolizmu celého tela. Nachádza sa v každej bunke a slúži ako taký senzor, ktorý stráži ako produkciu, tak aj spotrebu energie v bunke. Podieľa sa na znížení ukladania tuku, regulácii vychytávania glukózy a vytváraní nových mitochondrií. Posledných 30 rokov vedci skúmali aktivitu AMPK a hlavne to, do akej miery sa podieľa na zdraví našich buniek a tým aj celého tela.
Čo je to AMPK a kde sa nachádza?
To, že sme nažive, je z veľkej časti spôsobené enzymatickými reakciami, ktoré prebiehajú v bunkách. Bunky môžeme popísať ako také malé zväzky biochemických reakcií. Enzýmy umožňujú tieto biochemické reakcie v bunke. V podstate všetky životne dôležité funkcie, ktoré naše bunky vykonávajú, sú závislé na aktivite bunkových enzýmov. A jedným z bunkových enzýmov je AMPK.
AMPK je enzým prítomný vo všetkých živých organizmoch, ktorý zohráva dôležitú úlohu v tom, ako naše telo využíva energiu. Má za úlohu nastoliť rovnováhu medzi produkciou energie a jej spotrebou. Keď hovoríme o zdraví buniek, treba povedať, že AMPK podporuje zdravie buniek hneď niekoľkými spôsobmi. Základom každej bunky je ENERGIA. Bez energie by bunka nemohla vykonávať žiadnu svoju funkciu. A AMPK pomáha vytvárať mitochondrie, ktoré sú hlavnými nositeľmi energie v bunkách.
V mitochondriách je produkovaný adenosintrifosfát (skrátene ATP) – univerzálny a okamžite dostupný energetický nosič bunky. ATP pomáha vytvárať energiu a je hlavný zdroj paliva v bunkách. Či už sa jedná o dýchanie, trávenie alebo rýchly beh. Energia začína ako ATP v bunkách a akonáhle sa rozloží, vznikne AMP. AMPK je aktivovaný vo chvíli tejto premeny (klesajúci ATP a zvyšujúci sa AMP). Vo chvíli, keď je enzým AMPK aktivovaný, bunky nevytvárajú ani neukladajú tuk, ale spaľujú ho na energiu a podieľajú sa na transporte glukózy do buniek.
Okrem toho AMPK stojí za "uzdravovacími" procesmi bunky, pretože ničí bunkový odpad, ktorý sa hromadí v starnúcej bunke.
Čo má AMPK na starosť?
AMPK je uložený vo všetkých tkanivách v tele, najmä v mozgu (vrátane hypotalamu), pečeni, tukových bunkách a kostrových svaloch. Aktivita AMPK je ovplyvnená množstvom faktorov ako je genetika, vek, náš spôsob stravovania, kvalita spánku, úroveň stresu a pohybových aktivít.
- Reguluje spotrebu energie a udržuje homeostázu.
- Podporuje chudnutie.
- Znižuje zápal.
- Zlepšuje metabolické dráhy a citlivosť na inzulín.
- Zlepšuje fyzický výkon.
- Podporuje autofágiu a zdravé starnutie.1
- Pomáha pri produkcii hormónov a plodnosti.
V mnohých ohľadoch sa AMPK chová ako dopravný policajt, ktorý efektívne presúva prebytočný tuk a cukor do našich buniek, aby ich spálil na energiu. Keď sme mladí, AMPK udržuje hladký priebeh metabolických pochodov. V ideálnom prípade sme štíhli a bez chorôb. Ale ako starneme, AMPK klesá, čo môže rýchlo viesť k nadmernému nahromadeniu glukózy v krvi a nebezpečnému hromadeniu tuku.
Nízka hladina AMPK môže spôsobiť množstvo problémov, ktoré nás môžu prekvapiť, ako je:
- Priberanie tuku v oblasti brucha.
- Chronický zápal.
- Zvýšená hladina cukru v krvi.
- Inzulínová rezistencia.
- Vysoký cholesterol a triglyceridy.
- Zníženie počtu a funkcie mitochondrií.
- Zvýšená akumulácia abnormálnych alebo poškodených proteínov v našich bunkách, ktoré vedú k neurodegenerácii.
1.) AMPK reguluje spotrebu energie a udržuje homeostázu
Jednou, a zrejme kľúčovou funkciou AMPK, je udržiavanie energetickej rovnováhy organizmu. Má za úlohu strážiť energiu v bunkách. A to ako jeho produkciu, tak aj spotrebu. Celé veliace centrum tohto procesu je umiestnené v hypotalame. Ide o oblasť predného mozgu, ktorá riadi ako autonómny nervový systém, tak aj činnosť hypofýzy. Pomáha udržiavať homeostázu tým, že riadi energetický výdaj, telesnú teplotu, smäd, hlad, spánok, emócie, produkciu hormónov a ďalšie telesné aktivity. Vo chvíli, keď hypotalamus ako riadiaca jednotka zistí, že je energia málo, výdaj energie sa zníži, zatiaľ čo chuť do jedla sa zvýši.
2.) Podporuje redukciu telesného tuku
AMPK za určitých podmienok dokáže podporiť spaľovanie tukového tkaniva tým, že zvýši využívanie glukózy ako primárny zdroj energie.
3.) Znižuje zápal
AMPK má protizápalový potenciál. Je dokázané, že podporuje antioxidačnú aktivitu, buduje obranyschopnosť proti faktorom, ktoré urýchľujú starnutie, ako je zlá strava, vystavenie chemikáliám/toxínom a chronický stres. Štúdie ukazujú, že AMPK zvyšuje produkciu určitých antioxidačných proteínov, vrátane NRF2 a superoxiddismutázy.
4.) Zlepšuje citlivosť na inzulín
Aby sa udržala optimálna hladina krvného cukru, aktivácia AMPK podporuje príjem a využitie glukózy. Zároveň znižuje syntézu glykogénu. Signálne dráhy môžu zvýšiť vychytávanie glukózy vo svaloch, takže majú aj naďalej zdroj paliva. AMPK v hypotalame je schopný zvýšiť produkciu glukózy, ak cíti, že bunková energia je nízka. Glukóza je pre telo preferovaným zdrojom energie. Vo veľkom množstve sa používa v mozgu. AMPK môže pomôcť zabrániť príliš nízkej hladine cukru v krvi alebo hypoglykémii. Medzi príznaky hypoglykémie patrí závraty, slabosť, bolesti hlavy a mdloby.
5.) Zvyšuje fyzickou výkonnosť
Vieme, že AMPK sa zdržuje v kostrovom svalstve a ako taký enzým, dokáže zvýšiť fyzický výkon. Počas cvičenia sa zvyšuje vychytávanie glukózy a oxidácia mastných kyselín.
6.) Podporuje autofágiu
Autofágiou môžeme tiež nazvať bunkovou recykláciou. Ide o proces, kedy telo recykluje staré a poškodené bunky, alebo sa zbavuje ich častí (organel, bielkovín a bunkových membrán). To umožňuje vytváranie nových, zdravých buniek, ktoré nahrádzajú tie staré, poškodené a nefunkčné. Pravdepodobne sa AMPK na autofágii podieľa minimálne tým, že reguluje procesy, vďaka ktorým sa premieňajú poškodené organely, mitochondrie a ďalšie, aby sa vytvorili nové bunky. Proces autofágie je veľmi dôležitý aj vo vzťahu starnutia celého tela. Okrem toho tiež AMPK podporuje produkciu SIRT1. Enzýmu, ktorý opravuje našu DNA.
7.) Pomáha pri produkcii hormónov a plodnosti
Produkcia hormónov aj plodnosť sú vysoko závislé na energetickom stave buniek. Ak sme podvyživení alebo pod nadmerným stresom, produkcia pohlavných hormónov ako je estrogén, test0sterón a progesterón je znížená. To vedie k problémom ako je nepravidelná menštruácia, neplodnosť, náladovosť a sexuálna dysfunkcia. Telo skrátka nemá dostatok energie, a tak šetrí energiu, kde sa dá. Ak sme v strese alebo nemáme dostatok živín, telo sústredí energiu na zaistenie základných životných funkcií a medzi také reprodukcie nepatrí. Môže to byť jedným dôvodom, prečo je dnes téma neplodnosti tak aktuálna.
8.) Podieľa sa na funkcii imunitného systému
AMPK zvyšuje schopnosť bielych krviniek sa „usadiť“ a zničiť baktérie, ktoré napádajú organizmus, a tak má významnú úlohu aj v imunitnom systéme.
Ako zvýšiť aktivitu enzýmu AMPK?
1.) Obmedzenie príjmu kalórií a cukrov
Pôst, alebo obmedzenie príjmu kalórií je pravdepodobne najúčinnejší spôsob ako posilniť funkciu AMPK. Adiponektín je vylučovaný z tukových buniek, aby signalizoval nízky príjem energie. To má za následok vyššiu produkciu AMPK. A naopak. Ak dochádza k prejedaniu, vedie to k poklesu AMPK, pretože s vysokým kalorickým príjmom sa spája aj vysoká spotreba glukózy, zvýšená hladina inzulínu, vysoká hladina cukru v krvi, aminokyselín a vysoký príjem nasýtených tukov. To všetko sa podieľa na znížení AMPK.
2.) Vysoko intenzívne cvičenie
Je preukázané, že vysoko intenzívne cvičenie aktivuje dráhy AMPK. Zároveň adenozín 5′ monofosfátom aktivovaná proteínkináza môže aj pomôcť pri cvičení. Existuje mnoho spôsobov, ako sa AMPK a cvičenia vzájomne ovplyvňujú. Napríklad oxid dusnatý aktivuje AMPK. Cvičenie udržuje vaše endotelové bunky a krvné cievy zdravé tým, že zvyšuje produkciu oxidu dusnatého.
3.) Zaradenie potravín s vysokým podielom antioxidantov
Vieme, že AMPK pôsobí protizápalovo, avšak tiež je pravda, že ak prebieha už v tele nejaký prozápalový proces, je aktivita AMPK značne znížená. Zápal je bohužiaľ pôvodca všetkých ochorení. Existujú antioxidanty, ktoré môžu podporiť hladinu AMPK. Medzi také patrí kurkumín a kvercetín. Kvercetín je flavonoid, ktorý na AMPK má významný vplyv a jeho pozitívne vlastnosti by mohli oceniť tí, ktorým sa nedarí schudnúť, pretože zvyšuje hladinu AMPK vo svaloch a zároveň znižuje jeho hladinu v hypotalame. Tým znižuje chuť do jedla.2
4.) Vystavovanie chladu
AMPK je prítomný v hnedom tukovom tkanive. Tento tuk zohráva úlohu pri regulácii telesnej teploty. Preto je vystavovanie chladu tak účinná prevencia. Aj keď je pre mnoho ľudí nereálne, že by sa sedem dní v týždni vystavovali veľmi nízkym teplotám, je možné, že podobné účinky má aj kryoterapia. Kryoterapia je technika vystavenia chladu, ktorá využíva kvapalný dusík alebo plynný argón na zníženie zápalu, zmiernenie bolesti a napomáha pri regenerácii po cvičení.
Záver
AMPK je regulátor nášho energetického zdroja v bunkách a čím sme starší, tým jeho aktivita klesá. Aby sme udržali AMPK aktívne, môžeme ho podporiť prerušovaným pôstom, obmedzením kalórií, intenzívnym cvičením a niektorými druhmi potravín a antioxidantov.
Veronika Halusková
1. SALMINEN, Anter a Kai KAARNIRANTA. AMP-activated protein kinase (AMPK) controls the aging process via an integrated signaling network. 2012.
2. AHN, Jiyun, Hyunjung LEE, Suna KIM, Jaeho PARK a Taeyoul HA. The anti-obesity effect of quercetin is mediated by the AMPK and MAPK signaling pathways. 2008.
Ak ste v článku zaznamenali chybu alebo preklep, dajte nám, prosím, vedieť na mail korektura@brainmarket.sk. Ďakujeme!