AMPK. Enzym zvyšující energii.

AMPK neboli adenosin 5′ monofosfáte aktivovaná proteinkináza je enzym, který je v těle znám jako klíčový regulátor energetického metabolismu celého těla. Nachází se v každé buňce a slouží jako takový senzor, který hlídá jak produkci, tak i spotřebu energie v buňce. Podílí se na snížení ukládání tuku, regulaci vychytávání glukózy a vytváření nových mitochondrií. Posledních 30 let vědci zkoumali aktivitu AMPK a hlavně to, do jaké míry se podílí na zdraví našich buněk a tím i celého těla.

Co je to AMPK a kde se nachází?

To, že jsme naživu, je z velké části způsobeno enzymatickými reakcemi, které probíhají v buňkách. Buňky můžeme popsat jako takové malé svazky biochemických reakcí. Enzymy umožňují tyto biochemické reakce v buňce. V podstatě všechny životně důležité funkce, které naše buňky vykonávají, jsou závislé na aktivitě buněčných enzymů. A jedním z buněčných enzymů je AMPK.

AMPK je enzym přítomný ve všech živých organismech, který hraje důležitou roli v tom, jak naše tělo využívá energii. Má za úkol nastolit rovnováhu mezi produkcí energie a její spotřebou. Když hovoříme o zdraví buněk, je potřeba říct, že AMPK podporuje zdraví buněk hned několika způsoby. Základem každé buňky je ENERGIE. Bez energie by buňka nemohla vykonávat žádnou svou funkci. A AMPK pomáhá vytvářet mitochondrie, které jsou hlavní nositelé energie v buňkách.

V mitochondriích je produkován adenosintrifosfát (zkráceně ATP) - univerzální a okamžitě dostupný energetický nosič buňky. ATP pomáhá vytvářet energii a je hlavní zdroj paliva v buňkách. Ať už se jedná o dýchání, trávení nebo rychlý běh. Energie začíná jako ATP v buňkách a jakmile se rozloží, vznikne AMP. AMPK je aktivován ve chvíli této přeměny (klesající ATP a zvyšující se AMP). Ve chvíli, kdy je enzym AMPK aktivován, buňky nevytvářejí ani neukládají tuk, ale spalují jej na energii a podílí se na transportu glukózy do buněk.

Kromě toho AMPK stojí za "uzdravovacími" procesy buňky, protože ničí buněčný odpad, který se hromadí ve stárnoucí buňce.

Co má AMPK na starost?

AMPK je uložen ve všech tkáních v těle, zejména v mozku (včetně hypotalamu), játrech, tukových buňkách a kosterních svalech. Aktivita AMPK je ovlivněna řadou faktorů jako je genetika, věk, náš způsob stravování, kvalita spánku, úroveň stresu a pohybových aktivit. 

• Reguluje spotřebu energie a udržuje homeostázu.
• Podporuje hubnutí.
• Brání zanícení organismu
• Zlepšuje metabolické dráhy a citlivost na inzulín.
• Zlepšuje fyzický výkon.
• Podporuje autofagii a zdravé stárnutí.¹
• Pomáhá při produkci hormonů a plodnosti.

V mnoha ohledech se AMPK chová jako dopravní policista, který efektivně přesouvá přebytečný tuk a cukr do našich buněk, aby je spálil na energii. Když jsme mladí, AMPK udržuje hladký průběh metabolických pochodů. V ideálním případě jsme štíhlí a bez nemocí. Ale jak stárneme, AMPK klesá, což může rychle vést k nadměrnému nahromadění glukózy v krvi a nebezpečnému hromadění tuku. 

Nízká hladina AMPK může způsobit řadu potíží, které nás mohou překvapit, jako je:

• Přibírání tuku v oblasti břicha. 
• Chronické zanícení organismu
• Zvýšená hladina cukru v krvi.
• Inzulinová rezistence.
• Vysoký cholesterol a triglyceridy.
• Snížení počtu a funkce mitochondrií.
• Zvýšené akumulace abnormálních nebo poškozených proteinů v našich buňkách, které vedou k neurodegeneraci. 

1.) AMPK reguluje spotřebu energie a udržuje homeostázu

Jednou, a patrně klíčovou funkcí AMPK, je udržování energetické rovnováhy organismu. Má za úkol hlídat energii v buňkách. A to jak jeho produkci, tak i spotřebu. Celé velicí centrum tohoto procesu je umístěno v hypotalamu. Jde o oblast předního mozku, která řídí jak autonomní nervový systém, tak i činnost hypofýzy. Pomáhá udržovat homeostázu tím, že řídí energetický výdej, tělesnou teplotu, žízeň, hlad, spánek, emoce, produkci hormonů a další tělesné aktivity. Ve chvíli, kdy hypotalamus jako řídící jednotka zjistí, že je energie málo, výdej energie se sníží, zatímco chuť k jídlu se zvýší.

2.) Podporuje redukci tělesného tuku

 AMPK za určitých podmínek dokáže podpořit spalování tukové tkáně tím, že zvýší využívání glukózy jako primární zdroj energie.

3.) Brání zanícení organismu

AMPK bojuje proti zanícení organismu. Je prokázáno, že podporuje antioxidační aktivitu, buduje obranyschopnost proti faktorům, které urychlují stárnutí, jako je špatná strava, vystavení chemikáliím/toxinům a chronický stres. Studie ukazují, že AMPK zvyšuje produkci určitých antioxidačních proteinů, včetně NRF2 a superoxiddismutázy. 

4.) Zlepšuje citlivost na inzulín

Aby se udržela optimální hladina krevního cukru, aktivace AMPK podporuje příjem a využití glukózy. Zároveň snižuje syntézu glykogenu. Signální dráhy mohou zvýšit vychytávání glukózy ve svalech, takže mají i nadále zdroj paliva. AMPK v hypotalamu je schopen zvýšit produkci glukózy, pokud cítí, že buněčná energie je nízká. Glukóza je pro tělo preferovaným zdrojem energie. Ve velkém množství se používá v mozku. AMPK může pomoci zabránit příliš nízké hladině cukru v krvi neboli hypoglykémii. Mezi příznaky hypoglykémie patří závratě, slabost, bolesti hlavy a mdloby.

5.) Zvyšuje fyzickou výkonnost

Víme, že AMPK se zdržuje v kosterním svalstvu a jako takový enzym, dokáže zvýšit fyzický výkon. Během cvičení se zvyšuje vychytávání glukózy a oxidace mastných kyselin. 

6.) Podporuje autofágii

Autofágii můžeme také nazvat buněčnou recyklací. Jedná se o proces, kdy tělo recykluje staré a poškozené buňky, nebo se zbavuje jejich částí (organel, bílkovin a buněčných membrán). To umožňuje vytváření nových, zdravých buněk, které nahrazují ty staré, poškozené a nefunkční. Pravděpodobně se AMPK na autofágii podílí minimálně tím, že reguluje procesy, díky kterým se přeměňují poškozené organely, mitochondrie a další, aby se vytvořily nové buňky. Proces autofágie je velmi důležitý i ve vztahu stárnutí celého těla. Kromě toho také  AMPK podporuje produkci SIRT1. Enzymu, který opravuje naši DNA.

7.) Pomáhá při produkci hormonů a plodnosti

Produkce hormonů i plodnost jsou vysoce závislé na energetickém stavu buněk. Pokud jsme podvyživení nebo pod nadměrným stresem, produkce pohlavních hormonů jako je estrogen, test0steron a progesteron je snížena. To vede k potížím jako je nepravidelná menstruace, neplodnost, náladovost a sexuální dysfunkce. Tělo zkrátka nemá dostatek energie, a tak šetří energii, kde se dá. Pokud jsme ve stresu nebo nemáme dostatek živin, tělo soustředí energii na zajištění základních životních funkcí a mezi takové reprodukce nepatří. Může to být jedním důvodem, proč je dnes téma neplodnosti tak aktuální.

8.) Podílí se na funkci imunitního systému

AMPK zvyšuje schopnost bílých krvinek se "usadit" a zničit bakterie, které napadají organismus, a tak má významnou roli i v imunitním systému.

Jak zvýšit aktivitu enzymu AMPK?

1.) Omezení příjmu kalorií a cukrů

Půst, nebo omezení příjmu kalorií je pravděpodobně nejúčinnější způsob jak posílit funkci AMPK. Adiponektin je vylučován z tukových buněk, aby signalizoval nízký příjem energie. To má za následek vyšší produkci AMPK. A naopak. Pokud dochází k přejídání, vede to k poklesu AMPK, protože s vysokým kalorickým příjmem se pojí také vysoká spotřeba glukózy, zvýšená hladina inzulínu, vysoká hladina cukru v krvi, aminokyselin a vysoký příjem nasycených tuků. To vše se podílí na snížení AMPK.

2.) Vysoce intenzivní cvičení

Je prokázáno, že vysoce intenzivní cvičení aktivuje dráhy AMPK. Zároveň adenosin 5′ monofosfátem aktivovaná proteinkináza může i pomoci při cvičení. Existuje řada způsobů, jak se AMPK a cvičení vzájemně ovlivňují. Například oxid dusnatý aktivuje AMPK. Cvičení udržuje vaše endoteliální buňky a krevní cévy zdravé tím, že zvyšuje produkci oxidu dusnatého.

3.) Zařazení potravin s vysokým podílem antioxidantů

V boji proti zanícení organismu je aktivita AMPK značně snížena. Existují antioxidanty, které mohou podpořit hladinu AMPK. Mezi takové patří kurkumin a kvercetin. Kvercetin je flavonoid, který na AMPK má významný vliv a jeho pozitivní vlastnosti by mohli ocenit ti, kterým se nedaří zhubnout, protože zvyšuje hladinu AMPK ve svalech a zároveň snižuje jeho hladinu v hypotalamu. Tím snižuje chuť k jídlu.²

4.) Vystavování chladu

AMPK je přítomen v hnědé tukové tkáni. Tento tuk hraje roli při regulaci tělesné teploty. Proto je vystavování chladu tak účinná prevence. I když je pro mnoho lidí nereálné, že by se sedm dní v týdnu vystavovali velmi nízkým teplotám, je možné, že podobné účinky má také kryoterapie. Kryoterapie je technika vystavení chladu, která využívá kapalný dusík nebo plynný argon k zabránění zanícení organismu, zmírnění bolesti a napomáhá při regeneraci po cvičení.

Závěr

AMPK je regulátor našeho energetického zdroje v buňkách a čím jsme starší, tím jeho aktivita klesá. Abychom udrželi AMPK aktivní, můžeme jej podpořit přerušovaným půstem, omezením kalorií, intenzivním cvičením a některými druhy potravin a antioxidantů. 

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.