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¿Qué es la vía AMPK? Conoce más sobre esta ruta metabólica

¿Qué es la vía AMPK? Conoce más sobre esta ruta metabólica

La vía AMPK es una de las rutas metabólicas que existen en nuestro organismo, y es la responsable de llevar a cabo diferentes procesos que tienen lugar en el mismo.

Conocer su funcionamiento, sobre qué elementos va a influir, así como las formas de favorecerla y activarla, va a resultar de gran utilidad para todas aquellas personas que quieran sacarle provecho.

¿Qué es la vía AMPK?

La vía AMPK, o ruta metabólica AMPK es, como su nombre indica, una ruta metabólica fruto de la acción de un complejo enzimático (proteína) llamado AMPK.

Estas siglas provienen del inglés Adenin Monophosphate Activated Protein Kinase, lo que es lo mismo, Proteina Quinasa Activada por Adenosin Monofosfato.

La vía  AMPK actúa de manera conjunta con la vía mTOR, de forma que entre ambas se encargan de regular el balance energético en las células y el consumo de calorías realizado, en función de los nutrientes aportados y de las situaciones de estrés metabólico.

Función de la AMPK

La vía AMPK se activa cuando la relación entre el Adenosín Monofosfato (AMP) y el Adenosín Trifosfato (ATP) indica que la energía disponible para las células comienza a escasear; esto es cuando se requiere mucha energía, pero no existe disponibilidad suficiente a nivel de nutrientes.

Cuando esto ocurre, la enzima AMPK se activará mediante fosforilación para iniciar una ruta metabólica gracias a la cual se pueda reponer el ATP que se está consumiendo a nivel muscular.

Cuando la AMPK se activa empieza a fosforilar proteínas y grasas, lo cual lleva a una estimulación de la vía catabólica para producir ATP, en detrimento de las vías anabólicas que se encargan de consumir ATP.

En resumen, la vía AMPK es la encargada de producir ATP mediante la fosforilación de proteínas y grasas, iniciando un proceso catabólico para asegurar la disponibilidad de energía.

La enzima AMPK

La enzima AMPK está compuesta de tres unidades:

  • Unidad α
  • Unidad β
  • Unidad γ

La unidad α es una unidad catalítica, lo cual quiere decir que aumenta la velocidad de una reacción química, pero no es consumida durante esa reacción.

También es una unidad reguladora, ya que cuenta con un mecanismo que impide que la enzima AMPK sea fosforilada una vez ha cesado la depleción del ATP.

Las unidades β y γ son sólo unidades reguladoras, y que dependen de la cantidad de AMP y de ATP.

Cuando la relación entre AMP y ATP es muy elevada, el AMP se une a la unidad γ y esto permite que la enzima AMPK al completo sea activada. Cuando se da la situación normal en la que el ATP supera al AMP no se producirá esta unión y, por lo tanto, no se activará la vía AMPK.

¿Cómo se activa la vía AMPK?

¿Cómo se activa la vía AMPK?

Algo que puede resultar muy interesante para cualquier deportista, entrenador personal, o cualquier persona en general, es saber cómo activar la vía AMPK para poder controlar el equilibrio metabólico de nuestro organismo.

Hasta el momento hemos mencionado cuándo entra en acción la enzima AMPK, (cuando existe un déficit de ATP), pero esta situación se puede deber a diversas causas o factores entre los que se encuentran:

El ejercicio físico

Practicar deporte o ejercicio físico supone aumentar el consumo de ATP, lo cual favorecerá la activación de la AMPK.

A mayor intensidad del ejercicio físico, mayor activación se producirá de la enzima.

Cuando esta activación de la AMPK es consecuencia del ejercicio practicado de forma aislada, se inhiben las vías que utilizan ATP y entra en juego el catabolismo muscular para permitir restituir el nivel de ATP en los músculos.

El ejercicio físico realizado de forma constante supone que la activación de la AMPK aumente el gasto de ácidos grasos como fuente de energía para la producción de ATP.

Estrés celular

La enzima AMPK se va a activar siempre que se dé una situación de estrés celular en la cual disminuya el nivel de ATP y aumente el nivel de AMP.

Entre las causas de origen patológico que pueden causar este estrés celular se encuentran:

  • Hipoxia (descenso en el nivel de oxígeno en el organismo).
  • Estrés oxidativo.
  • Isquemia (disminución de la circulación de sangre en una zona del cuerpo).
  • Deprivación de glucosa (descenso anormal en el organismo).

Otra causa de estrés celular puede ser la presencia en el organismo de determinadas sustancias tóxicas metabólicas.

El uso de AICAR

El AICAR es el ribonucleosido 5-aminoimidazol 4-carboxamida, un compuesto capaz de activar la enzima AMPK, pero con el cual se debe tener bastante cuidado ya que es una sustancia catalogada como dopante

Cuando esta sustancia penetra en las células gracias a los transportadores de adenosinas, sufre un cambio en su estructura de forma que se convierte en un compuesto muy similar al AMP, llamado ZMP, capaz de activar la vía AMPK.

Las diferencias que van a existir entre el ZMP y el AMP son:

  • El ZMP no va a producir una activación tan grande del AMPK como el AMP.
  • El ZMP no va a variar la relación AMP / ATP.

En cualquier caso, siempre es recomendable evitar el uso de este tipo de sustancias por los peligros o consecuencias que pueden suponer para el organismo.

Pautas alimenticias

Como veremos más adelante, la acción de la AMPK se ve favorecida por los estados de ayuno.

Una de las pautas alimenticias seguidas por algunos deportistas es el llamado ayuno intermitente, el cual consiste en realizar, cada día, un período de ayuno e ingerir los alimentos durante otro período.

Por ejemplo, seguir una pauta de ayuno intermitente de 16/8, o de 14/10 (horas ayuno/horas para la ingesta), favorecerá la entrada en acción de la AMPK durante esos períodos de ayuno.

En estos períodos se empleará glucógeno hepático, disminuirá la cantidad de insulina en sangre, y favorecerá la entrada de hormonas “consumidoras” de grasa.

Algunos suplementos

Existen algunos suplementos alimenticios como, por ejemplo, el ácido alfa-lipoico, el resveratrol, la berberina, la epigalocatequina o el cromo, los cuales pues ayudar a activar la ruta AMPK.

  • Resveratrol: polifenol que se encuentra en la piel de la uva negra.
  • Epigalocatequina: sustancia presente en el té verde.
  • Berberina: sustanca que se encuentra varias plantas como la cúrcuma, el bérbero europeo o el filodreno.
  • Ácido alfa-lipoico: conocido como ALA, es un antioxidante.

Estos suplementos deberán ser tomados durante las primeras horas del día.

Cómo actúa la AMPK en el músculo

Cómo actúa la AMPK en el músculo

AMPK durante el ejercicio físico

Los músculos son un componente del cuerpo que supone un elevado porcentaje del mismo. Siendo una parte tan grande del organismo, requieren un elevado aporte de energía durante la práctica de cualquier actividad física.

El tipo de ejercicio realizado va a influir a la hora de activar, o no, la vía metabólica AMPK ya que, por ejemplo, los ejercicios de tipo fuerza, como puede ser el trabajo de pesas en el gimnasio, no activan la vía AMPK.

En cambio, cuando se realiza un ejercicio de resistencia en el cual se necesita consumir una elevada cantidad de ATP, entra en juego la vía AMPK de una forma mucho más intensa y, con ello, se eleva el uso de ácidos grasos como fuente de energía.

Además de intervenir en el uso de ácidos grasos, la AMPK también interviene en la oxidación de la glucosa, nuestra principal fuente de energía, siendo un elemento importante en la adaptación del organismo a los ejercicios de resistencia.

Mecanismo de acción en el músculo

Cuando estamos realizando ejercicio físico, la AMPK favorece la entrada de ácidos grasos en las mitocondrias para que estos sean oxidados y empleados como fuente de energía para producir ATP.

Esto es debido a que la AMPK, dentro del músculo, fosforila la Acetil Coa carboxilasa (ACC, una enzima que cataliza la reacción de síntesis de ácidos grasos) en un residuo de la serina 221, de forma que la desactiva.

Junto a esta desactivación, se produce también la activación de la malonil CoA descarboxilasa (MCD, otra enzima clave en la oxidación de los ácidos grasos), que a su vez activa la acción de la carnitina palmitoiltransferasa I (CPT1), lo cual favorece esta entrada de ácidos grasos a la mitocondria

La CPT1 es una enzima que se encuentra en las mitocondrias de las células musculares y de otros órganos, y que interviene en el transporte de los ácidos grasos de cadena larga a través de las membranas celulares, y uniéndolos a la carnitina.

Glucógeno, glucosa y AMPK

La activación de la vía AMPK depende de la intensidad del ejercicio realizado, y en este proceso va a influir el contenido de glucógeno muscular con el que contamos.

Como ya hemos visto, al realizar una actividad física se aumenta el consumo de ATP, aumentando también la relación AMP / ATP conforme vamos consumiendo glucógeno, lo cual activa la vía AMPK.

Cuando esto ocurre, el glucógeno es gestionado por medio de la glucógeno fosoforilasa, lo que hace que la concentración del mismo disminuya, favoreciendo las oxidaciones de glucosa y de ácidos grasos para poder seguir manteniendo el nivel de energía.

Dentro de este proceso de obtención de energía, la AMPK es también responsable de contribuir al transporte desde la sangre y entrada de la glucosa dentro de las células sin que exista la necesidad de que intervenga la insulina.

Esto es gracias a que se favorece la acción del GLUT4 (Glucose Transporter Type 4), la proteína encargada de transportar glucosa, y cuyo nivel en el organismo está muy ligado a los entrenamientos de resistencia.

Esto nos lleva a que la AMPK, junto con el ejercicio físico, mejora la sensibilidad a la insulina de nuestro organismo.

Influencia de la AMPK sobre las grasas

Influencia de la AMPK sobre las grasas

Uno de los principales motivos por los cuales la gente se suele interesar por la vía AMPK, es debido a su acción sobre las grasas de cuerpo.

Las grasas constituyen el tejido adiposo de nuestro organismo (y el de otros animales), y este tejido se encuentra formado por unas células llamada adipocitos.

Estos adipocitos contienen triglicéridos, y son la principal fuente de energía contenida en las grasas.

Cuando necesitamos energía, se produce la lipólisis de los triglicéridos, son convertidos en ácidos grasos y glicerol y volcados al torrente sanguíneo.

Cuando la AMPK inhibe la acción de la ACC (como hemos mencionado anteriormente), se produce un descenso de la acumulación de grasas, o lo que es lo mismo, disminuye la lipogénesis.

Durante el ejercicio físico, debido a la acción de la AMPK se producirá un descenso en la formación de triglicéridos, y un aumento de la CPT1, favoreciendo la entrada de ácidos grasos a las células.

El papel de la AMPK en el hipotálamo

El hipotálamo es una región de nuestro cerebro que se encarga de regular la liberación hormonas, y de controlar otras conductas como son la sensación de hambre o sed.

Los cambios en la alimentación relacionados con las cantidades ingeridas y con la frecuencia con la que comemos van a influir en la activación, o no, de la AMPK.

Cuando permanecemos en estado de ayuno, la vía AMPK se ve activada en el hipotálamo, lo cual provoca una respuesta en nuestro organismo que hará que busquemos ingerir calorías, mientras que cuando la glucosa en sangre aumenta tras una comida esto se inhibe.

En el momento en el cual la relación AMP/ATP vuelve a su valor normal, la leptina inhibe la activación de la vía AMPK. Por lo tanto, los estados de hiperglucemia y los elevados niveles de insulina en sangre harán que se inhiba la acción de esta vía.

Ayunos superiores a las 12 horas provocarán una mayor activación de la ruta AMPK en el hipotálamo, y también llevará aparejada la liberación de algunas hormonas como son la adrenalina, noradrenalina, el glucagón o el cortisol.

Todas estas hormonas crean un entorno favorecedor de la quema de grasas (al contrario que la insulina), con el objetivo de seguir obteniendo glucosa y, con ello, la producción de ATP.

¿Conviene siempre activar la vía AMPK?

¿Conviene siempre activar la vía AMPK?

Hasta ahora hemos visto la forma de actuar del AMPK, y de los beneficios que supone a la hora de perder grasa y de obtener energía en condiciones de elevado esfuerzo físico.

Pero… ¿qué desventajas tiene activar la vía AMPK? Entre otras cosas, encontramos las siguientes:

  • Inhibición de la síntesis de proteínas.
  • Aumento del apetito.

Uno de los aspectos que se debe tener en cuenta es que mientras se encuentre activa se va a inhibir la síntesis de proteínas, lo cual implicará un menor crecimiento muscular y una peor recuperación.

También va provocar que tengamos sensación de hambre constantemente, lo que nos puede llevar a cometer “atracones” de comida que trastocarán nuestro plan nutricional.

Equilibrio entre AMPK y mTOR

La vía mTOR es la encargada de sintetizar proteínas y, en definitiva, de promover gran parte de los procesos de hipertrofia muscular.

Cuando la vía mTOR actúa, no lo hace la vía AMPK, y cuando esta actúa no lo hace la vía mTOR. Por lo tanto, es muy recomendable alcanzar el equilibrio entre ambas rutas metabólicas para intentar sacar el máximo partido a cada una de ellas.

Es importante, cuando termina una sesión de ejercicio, intentar activar la vía mTOR para que tengan lugar todos los procesos de recuperación muscular y de nutrientes.