Son conocidas las acciones de muchos procesos derivados de la insulina, testosterona, cortisol, tipos de entrenamiento (aeróbico, anaeróbico), nutrientes, etc, que pueden modificar el funcionamiento del metabolismo.
El aumento de la fuerza, el adelgazamiento o la aceleración metabólica, la biogénesis mitocondrial entre otros, se encuentran vinculados al metabolismo.
Cuando hablamos de él no solo nos referimos a la construcción o catabolismo de tejidos, sino al impacto que tiene el metabolismo en muchas enfermedades (procesos cancerígenos, enfermedades autoinmunes, degenerativas etc).
Este post está escrito sobre una base en resumen y definida de una de las más importantes rutas enzimáticas que se originan en el organismo a nivel metabólico: la ruta AMPK.
Está compuesta por el complejo enzimático destinado a actuar como sensor energético fisiológico en el organismo. Se encarga de detectar la deficiencia de ATP y de energía y de poner en marcha los mecanismos necesarios para obtenerla.
La activación de AMPK tiene efectos a largo plazo en cuanto a la expresión de genes, síntesis de proteínas y el resto de funciones metabólicas del organismo. Éstas pueden ser la síntesis y la secreción de insulina por parte del páncreas o determinadas funciones en el hipotálamo y en la hipófisis. De la misma forma, AMPK se encuentra vinculada a procesos de obesidad, diabetes, inflamación o
cáncer.
ACTIVADORES DE LA AMPK
Estrés celular
Los procesos que implican una disminución en las concentraciones de ATP, que generen estrés celular (por tóxicos metabólicos o inflamaciones), procesos estresantes para la célula como puede ser el aumento excesivo de los radicales libres a través del estrés oxidativo o la deprivación de glucosa, también pueden implicar una aceleración de la actividad en la ruta AMPK.
Ejercicio físico
El ejercicio físico (normalmente de alta intensidad) provoca un aumento en la actividad de la ruta AMPK en un intento de obtener ATP. Así, cuando el ejercicio da lugar a la activación de la AMPK, tambien a la activación de las rutas metabólicas destinadas al catabolismo para reponer los niveles de ATP en el organismo. Por ello, si la AMPK está activada gracias al ejercicio, se obtiene un aumento en la oxidación de los ácidos grasos y de la sensibilidad a la insulina.
Principios activos
Hay una alta evidencia de cómo la ruta AMPK puede activarse por ejemplo con la Metforfina, un medicamento que se utiliza en el tratamiento de la diabetes tipo 2 para mejorar la sensibilidad a la insulina y todos los procesos positivos derivados como la autofagia, la modulación del sistema inmunológico o el descenso de peso. Cabe destacar que también encontramos otro tipo de principios activos como complementos alimenticios en la epigalocatequina (EGCG) del té verde, la berberina o el ácido alfa-lipoico; todos ellos han resultado ser componentes que activan la ruta AMPK.
FUNCIONES DE LA AMPK EN EL ORGANISMO
Hepática
A nivel hepático actúa como un sensor del estado energético, de forma que se pueda regular la homeostasis de las concentraciones de glucosa y lípidos a través de la activación o inhibición de determinados genes. A nivel hepático la AMPK se activa por diferentes estímulos fisiológicos como pueden ser el ejercicio de alta intensidad o los ayunos. Respecto al ayuno, a partir de las 10- 12 horas de realización, se produce una disminución en los niveles de ATP, por lo que acontece una activación a nivel hepático de la enzima AMPK para intentar compensar la demanda energética en el organismo. En ese momento aparece una inhibición en la síntesis de ácidos grasos, de ahí que una activación de la AMPK puede ser una buena herramienta para mejorar el denominado hígado graso. Como consecuencia de esta activación se produce una inhibición en cuanto a la lipogénesis y la glucogenosíntesis hepáticas. Una vez la persona volviese a comer, ese exceso de comida (en especial de hidratos de carbono) inactivaría la ruta AMPK y permitiría que se restableciesen las rutas anabólicas destinadas a la síntesis de ácidos grasos, de proteínas y de glucógeno.
Resistencia a la insulina y AMPK
La ruta AMPK es uno de los principales complejos enzimáticos que regulan el balance energético. Todo proceso que produzca una activación de la AMPK provoca un descenso de la lipogénesis (nueva formación de triglicéridos en los adipocitos) y promueve una inducción en la capacidad de oxidar los ácidos grasos a nivel mitocondrial. Actualmente se considera al tejido adiposo como un órgano endocrino totalmente involucrado en los procesos de homeostasis energética del organismo, de ahí que la leptina (que es una hormona liberada por los adipocitos) sea una hormona crucial vinculada al equilibrio metabólico. La leptina se encarga de regular el apetito y la saciedad en las personas, de forma que cuando existe una nutrición adecuada y balanceada la leptina es liberada por parte del adipocito y activa receptores en el hipotálamo que hacen que notemos saciedad y dejemos de comer. Igualmente, se ha observado que cuando una sensibilidad a la leptina es correcta, dicha hormona es capaz de activar directamente la ruta AMPK en el músculo para promover la oxidación de los ácidos grasos.
Corazón
La correcta actividad de la AMPK es fundamental para el buen desarrollo y bienestar de este músculo. La activación de esta ruta a nivel cardíaco promoverá un mejor metabolismo oxidativo mitocondrial, dicha activación también facilitará el transporte de la glucosa al interior de las células cardíacas mediante el óxido nítrico, lo cual permite que se incremente la energía y se inhiban los procesos de apoptosis y necrosis que se pueden producir ante estados de isquemia o carencia de oxígeno cardíaco.
Hipotálamo.
La ruta AMPK es crucial para el correcto desarrollo de las células neuronales. Esta ruta se encuentra vinculada a la ingesta energética, el peso corporal y a la regulación de las señales en el hipotálamo. Cuando una persona se encuentra en ayuno de más de 12 horas, la ruta AMPK empieza a producir una actividad mayor a nivel de las regiones hipotalámicas, lo que resulta en una señal para estimular la búsqueda e ingesta calórica.
Esto hace que se den lugar actividades como la liberación de hormona de crecimiento, catecolaminas (adrenalina, noradrenalina), glucagón, T3 o cortisol que permiten acelerar la quema de grasa en la búsqueda de una nueva formación de moléculas de glucosa. Evidentemente este proceso tendrá un efecto positivo en cuanto al control de las concentraciones de glucosa e insulina en plasma, de ahí que pueda ser beneficioso para el control metabólico en los diabéticos tipo 2 o pacientes con resistencia a la insulina.
AMPK y cancer
La genética del cáncer ha sido investigada durante muchas décadas y existen pruebas en las que se asocia la expresión de los oncogenes al metabolismo celular y la regulación bioenergética de la célula. Durante mucho tiempo se intentó realizar la búsqueda de determinados oncogenes que fueran responsables del inicio y la evolución de los tumores, sin embargo, cada vez es más visible que la teoría de los oncogenes no llegaa explicar todo y encontramos mayor evidencia de que el desarrollo tumoral de los tejidos se encuentra ligado a un desequilbrio metabólico de los mismos.
En el año 2003 se descubrió que el supresor tumoral LKB1 se encontraba mediado por la ruta AMPK. Desde entonces han aparecido estudios epidemiológicos en los que se observa como la activación de la AMPK (por ejemplo a través de la metformina) reduce la incidencia de cáncer. Esto dio lugar al entusiasmo de muchos científicos que confían en nuevas terapias para luchar contra esta enfermedad. Se ha observado que la activación de la AMPK da lugar a una supresión del metabolismo tumoral regulando el metabolismo de la glucosa, lípidos y proteínas, y actuando sobre la inhibición de MTOR, P53, COX-2, ACC o FASN. Sabemos que la activación de AMPK está muy vinculada a la autofagia y al mejor funcionamiento del sistema inmunitario, en especial linfocitos T CD8, lo que da como resultado una supresión tumoral muy superior. Por eso cada vez se están realizando más investigaciones en torno al equilbrio metabólico, para facilitar que se desarrolle la actividad de la ruta AMPK con el fin de favorecer la autofagia y que el sistema inmune del paciente sea capaz de luchar frente a las células tumorales.
Uno de los aspectos que se ha observado en el metabolismo tumoral es la supresión en la actividad de la mitocondria, de forma que las células pasan de tener un metabolismo oxidativo a nivel mitocondrial a tener un proceso fermentativo. De esta forma, en las células tumorales no existe actividad mitocondrial. Cada vez existen más estudios que demuestran que logrando activar la ruta AMPK, se consigue reactivar a las mitocondrias e inducir a la apoptosis tumoral (suicidio celular).
Sindrome poliquístico
Se ha observado que el ovario poliquístico, cuyos síntomas derivan de un hiperandrogenismo (mayor liberación de testosterona por parte de los ovarios), se encuentra vinculado a una resistencia a la insulina periférica en las mujeres desde la edad adolescente. Cada vez existen más tratamientos en este tipo de patologías que se realizan con sensibilizadores a la insulina que aumenten la ruta AMPK y sabemos que a través de ellos muchos de los síntomas del síndrome de ovario poliquístico remiten.
Encontramos complementos que pueden favorecer la actividad de la ruta AMPK como el ácido Alfa-Lipoico, el cromo, la epigalocatequina (EGCG) del té verde o la berberina. Tomados a primera hora de la mañana o dentro del ayuno intermitente ayudarán a una expresión de la ruta AMPK.
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