能量传感器 AMPK：对运动、营养与激素信号的适应

为维持代谢，细胞内 ATP 浓度必须被调节在适当范围内。这种协调是通过 AMP 活化蛋白激酶（AMPK）的功能实现的，它是一种细胞“燃料计”，几乎在所有真核细胞中以含有催化 $\alpha$ 亚基和调节性 $\beta$ 与 $\gamma$ 亚基的异三聚体复合物形式表达。当细胞能量状态受损时，AMPK 被 AMP:ATP 或 ADP:ATP 比值的升高所激活，并通过刺激分解代谢途径的能量产生同时降低非必需耗能途径来恢复能量稳态。尽管 AMPK 的主要功能是细胞自主水平上调节能量稳态，但在多细胞生物中，AMPK 系统已进化到与激素相互作用，在全身水平上调节能量摄入与消耗。因此，AMPK 作为信号枢纽，在细胞和全身水平上协调合成与分解代谢途径以平衡营养供给与能量需求。AMPK 由缺血、缺氧或葡萄糖剥夺等多种代谢应激激活，并对代谢途径和关键细胞功能具有急性和长期效应。此外，AMPK 似乎是运动肌肉中能量需求的主要传感器，并在骨骼肌中同时作为多任务守护者和能量调节者。已表明 AMPK 的急性激活促进葡萄糖转运和脂肪酸氧化，同时抑制糖原合酶活性和蛋白质合成。AMPK 的慢性激活诱导肌纤维类型组成的转变，降低肌肉退化标志物，并可能通过刺激线粒体生物发生增强肌肉氧化能力。此外，近期证据表明 AMPK 不仅在运动期间调节代谢，也在恢复阶段调节代谢。AMPK 作为运动与胰岛素信号之间的分子转导器，并且是先期收缩/运动提高肌肉胰岛素敏感性能力所必需的。基于这些观察，激活 AMPK 的药物有望用于治疗多种状态下的代谢障碍和胰岛素抵抗。