Активация АМФ-активируемой протеинкиназы при гипоксии

2 февраля 2023

АКТИВАЦИЯ AMФ-АКТИВИРУЕМОЙ ПРОТЕИНКИНАЗЫ ПРИ ГИПОКСИИ

Представьте, что у вас есть возможность раскрыть потенциал вашего тела для роста, восстановления и омоложения организма. Все, что требуется, это небольшой клеточный стресс, при котором возникает AMФ-активируемая протеинкиназа (AMФK). 

Этот мощный метаболический сигнальный рецептор запускается во время гипоксических состояний, таких как терапевтическое голодание, тяжелые виды спорта и гипокси-гипероксическая тренировка. Это похоже на нажатие кнопки сброса на вашем теле, при всех трех факторах стресса внутри клеток регулируются два центральных метаболических звена: происходит активация АМФК и ингибирование mTOR.

Рецепторы метаболических сигналов АМФК и mTOR

Когда клетки организма обеспечиваются энергией, они могут быть только в двух состояниях: рост или выживание. Для их регулирования в клетке есть два переключателя, или звена:

  • АМФК (AMФ-активированная протеинкиназа): активируется для защиты клетки от дефицита АТФ в случае недостаточного снабжения.
  • mTOR (мишень рапамицина млекопитающих): запускает процессы роста при изобильном поступлении АТФ.

Эти два клеточных состояния чередуются. Активация mTOR происходит при высоком уровне энергии и обильном потреблении пищи. mTOR увеличивает синтез белка, запускает процессы роста и пролиферации. Когда уровень энергии падает, активируется фермент АМФК. Он останавливает все процессы, на которые расходуется энергия, снижая активность mTOR. В то же время АМФК стимулирует биогенез митохондрий и образование защитных белков. 

АМФК и mTOR — физиологические соперники. Они запускают разные процессы, однако их результирующее действие является основой для производительности клеток.

Дисбаланс mTOR и АМФК

Воздействие mTOR длится примерно 18 часов, а влияние активации AMФK — от 3 до 5 часов. Повышенная активация mTOR наблюдается при постоянном потреблении пищи, а также при дисфункции митохондрий. В связи с этим она описывается как фактор риска многих заболеваний, сопровождающихся воспалительными процессами, таких как метаболический синдром, диабет 2-го типа, болезнь Альцгеймера или болезнь Паркинсона.

Повышение производительности клеток с помощью АМФК

АМФК воздействует на воспалительные процессы и совершенствует процессы регенерации и восстановления. Под влиянием АМФК происходит стимуляция двух веществ-регуляторов:

  1. Сиртуин-1: этот фермент относится к группе сиртуинов. Он взаимодействует с некоторыми регуляторными белками. Например, сиртуин-1 стимулирует липидный обмен и замедляет гибель клеток.
  2. PGC-1 альфа (коактиватор 1-альфа-рецептора, активируемого пролифераторами пероксисом, гамма): этот белок участвует в регуляции клеточного метаболизма. В первую очередь он способствует митохондриальному биогенезу и наращиванию клеток красных мышечных волокон, а также участвует в липидном и углеводном обмене и стимулирует синтез ирисина.

Сиртуин-1 и PGC-1 альфа взаимодействуют с AMФK, внося значительный вклад в клеточное здоровье и усиливая защитные механизмы клетки.

Еще один важный аспект активации АМФК — самоочищение клетки. Аутофагия возникает только при ингибировании сигнального пути mTOR, в ходе этого процесса поврежденные компоненты клеток разрушаются и распадаются. В долгосрочной перспективе также происходит полное омоложение митохондриального пула клеток.

Влияние гипоксии на mTOR и АМФК

Интервальная гипоксическая тренировка оказывает совершенно иное воздействие на организм и оба упомянутых рецептора метаболических сигналов. При гипокси-гипероксических тренировках активация АМФК и снижение mTOR указывает на митохондриальный биогенез, активацию липидного обмена и аутофагии. Пока неясно, все ли клетки организма одинаково реагируют на гипоксию, или воздействие mTOR и АМФК в разных тканях отличается и может происходить параллельно.

Например, некоторые пациенты сообщали о чувстве голода после интервальной гипоксической тренировки. Это свидетельствует об активации АМФК в головном мозге. У других пациентов тренировки в условиях гипоксии приводили к улучшению развития мышц, это говорит о влиянии mTOR. Возможно, гипоксия выступает в качестве стимула процессов, связанных с mTOR, в том числе и после активации АМФК.

Именно поэтому не стоит недооценивать силу гипоксических тренировок, это больше, чем просто фактор стресса, это способ раскрыть весь потенциал вашего тела для восстановления и омоложения.