Autor: Sławomir Ambroziak
Słowa kluczowe: kinaza AMPK, ATP, AMP, glukoza, cukrzyca typu 2, metformina, resweratrol, kurkumina, hesperydyna, damulina.
Najczęściej stosowanym w ostatnim czasie lekiem obniżającym poziom cukru w cukrzycy typu 2 jest metformina. Przez wiele lat nie znano dokładnego mechanizmu jej działania, jednak wyniki przeprowadzonych swojego czasu badań udowodniły, że w działaniu tego leku pośredniczy kinaza białkowa aktywowana przez AMP, sygnowana skróconą nazwą AMPK.
Kinaza AMPK jest w pierwszej kolejności sensorem ATP, czyli miernikiem dostępności energii użytecznej w komórce, gdyż cała energia użyteczna organizmu, pochodząca z zachodzącego w mitochondriach spalania energetycznych składników pokarmowych (głównie cukrów i tłuszczów), jest dostępna do procesów życiowych właśnie w postaci bogatoenergetycznego adenozynotrójfosforanu, czyli ATP. AMPK uruchamia się wtedy, kiedy brakuje ATP, o czym informuje ją podwyższony poziom adenozynomonofosforanu (AMP), który jest pozbawionym energii metabolitem ATP. Jej zadanie życiowe polega w tej sytuacji, wynikającej w warunkach fizjologicznych najczęściej z długiej przerwy pomiędzy posiłkami lub dłuższego wysiłku fizycznego, na wzmożeniu komórkowych przemian energetycznych, wyrównujących niedostatek energii użytecznej w postaci ATP.
AMPK usprawnia więc wtedy wychwyt kwasów tłuszczowych przez włókna mięśniowe, zwiększając w błonie komórkowej stężenie białka transolokazy kwasów tłuszczowych – enzymu przenoszącego te związki do wnętrza komórki. Jednocześnie aktywuje palmitylotrasferazę karnitynową – enzym przenoszący, przy pomocy L-karnityny, kwasy tłuszczowe do wnętrza mitochondriów, gdzie te ulegają spalaniu z wytworzeniem ATP. Hamuje również szlak syntezy kwasów tłuszczowych a pobudza biogenezę nowych, dodatkowych mitochondriów, jak również pobudza mechanizm syntezy białek mitochondrialnego łańcucha oddechowego, prowadzących proces spalania składników pokarmowych z wytwarzaniem ATP.
AMPK zachowuje się analogicznie względem glukozy, co leży właśnie u podstaw jej aktywności przeciwcukrzycowej: hamuje enzym zajmujący się jej magazynowaniem w cząsteczkach glikogenu (syntazę glikogenu), a aktywuje enzym uwalniający ją z tego magazynu – fosforylazę glikogenu. Zwiększa jednocześnie wychwyt glukozy z krwiobiegu przez włókna mięśniowe, aktywując proces syntezy i translokacji białek transportujących glukozę (GLUT4) z depozytów wewnątrzkomórkowych do błony komórkowej. Dalsza wydajność spalania glukozy i magazynowania energii tego spalania w ATP zależy już, tak jak w przypadku kwasów tłuszczowych, od liczby mitochondriów i stężenia białek mitochondrialnego łańcucha oddechowego, na które to parametry, jak wyżej już widzieliśmy, AMPK oddziałuje dodatnio.
Tak więc aktywacja kinazy AMPK niesie ze sobą dwie podstawowe korzyści dla naszego organizmu – estetyczną i zdrowotną, czyli redukcję tkanki tłuszczowej oraz kontrolę prawidłowego poziomu cukru we krwi.
Co jednak w tym wszystkim najciekawsze, metformina nie jest jedynym aktywatorem AMPK. Otóż równie skutecznymi aktywatorami AMPK, zgodnie z wynikami badań naukowych, okazały się niektóre składniki aktywne biologicznie, pochodzące z rozmaitych roślin zielarskich i konsumpcyjnych. Dobrego przykładu dostarcza tutaj chociażby składnik czerwonych winogron – resweratrol, żółty barwnik indyjskiej przyprawy kulinarnej – kurkumina, czy związek z grupy bioflawonoidów cytrusowych, występujący w największej ilości w pomarańczach – hesperydyna.
Bardzo ciekawym odkryciem na polu aktywacji AMPK jest też Gynostemma pentaphyllum, niezbyt popularna w naszym obszarze geograficznym roślina zielarska, a jeżeli już znana, to raczej pod nazwą jiaogulan lub żeńszeń pięciolistny.
Ponieważ jako tradycyjna, orientalna roślina lecznicza Gynostemma pentaphyllum wpływa, jak wcześniej zaobserwowano, pozytywnie na metabolizm glukozy i lipidów, dlatego wykonano swojego czasu badanie, którego celem było wyjaśnienie mechanizmów leżących u podstaw takiej jej aktywności biologicznej (Nguyen, 2011). W badaniu tym dowiedziono, że w skład związków aktywnych biologicznie Gynostemma pentaphyllum wchodzą dwie nieznane dotąd saponiny triterpenowe typu dammaranu oznaczone przez autorów jako damulina A i damulina B, czyli związki podobne strukturalnie do znajdowanych w żeńszeniu koreańskim, które silnie aktywują kinazę AMPK we włóknach mięśniowych. I właśnie na tej drodze damuliny A i B zwiększyły w tym badaniu wychwyt i spalanie glukozy, czemu towarzyszył wzrost translokacji przenośników glukozy GluT4 do błony komórkowej włókien mięśniowych.
Podsumowując, autorzy badania zakomunikowali, iż uzyskane przez nich wyniki wskazują, że to właśnie aktywacja AMPK przez damuliny A i B przyczynia się do korzystnego wpływu Gynostemma pentaphyllum na metabolizm tłuszczu i cukru.
