AMP-activated protein kinase (AMPK): the key role in metabolic regulation and control of food intake: [review] / Proteína quinase ativada por AMP (AMPK): o papel-chave na regulação metabólica e controle da ingestão alimentar: [revisão]

ABSTRACT

Obesity is a clinical condition which has been viewed as a serious and growing public health problem. Excessive body weight has been shown to predispose to several diseases, mainly cardiovascular diseases, type 2 diabetes, and metabolic syndrome. AMP-activated protein kinase (AMPK) plays a potential role in food intake control in the hypothalamus and peripheral tissues. In vivo administration of leptin, which leads to a reduction of food intake, decreases hypothalamic AMPK activity. In peripheral tissues, AMPK regulates a variety of metabolic pathways that result in the suppression of ATP consumption (anabolic pathway) and the induction of ATP production (catabolic pathway). These include stimulating fatty acid uptake and oxidation and glucose uptake in multiple tissues stimulating mitochondrial biogenesis in the skeletal muscle, stimulating glycolysis in the heart, inhibiting fatty acid synthesis in the liver and adipocyte, inhibiting cholesterol synthesis and glucogenesis in the liver, and inhibiting insulin secretion from pancreatic β-cells. AMPK is activated in response to environmental or nutritional stress factors, including thermal shock, hypoxia, glucose deprivation, calorie restriction, fasting, epigallocatechin-3-gallate consumption, resveratrol, exercising, ethanol consumption, n-3 (PUFA), statins, or troglitazone. These outcomes demonstrate that AMPK plays a key role in the regulation of feeding, indicating AMPK as a new target in the study of the anti-metabolic syndrome. Particularly, this review with recent findings show how AMPK activation coordinates the metabolic regulations and food intake control under different metabolic and nutritional circumstances.

RESUMEN

La obesidad es una condición clínica vista como un serio y creciente problema de salud pública. Está demostrado que el exceso de peso corporal es un factor que predispone para muchas enfermedades, particularmente las cardiovasculares, diabetes mellitus y síndrome metabólico. La proteína quinasa AMP-activada (AMPK) en los tejidos periféricos y el hipotálamo tiene un papel importante sobre el control de la ingestión de alimentos. La administración de leptina in vivo conduce a la reducción de la ingestión energética, disminuyendo la actividad hipotalámica de la AMPK. En los tejidos periféricos, la AMPK regula una variedad de vías metabólicas provocando supresión del consumo de ATP (vía anabólica) e inducción de la producción de ATP (vía catabólica). Incluyendo estimulo a la captación de ácidos grasos y oxidación y captación de glucosa en diversos tejidos estimulación de la glucosa en el corazón, inhibición de la síntesis de ácidos grasos en hígado y en los adipocitos, inhibición de la síntesis de colesterol y de la glicogénesis en el hígado e inhibición de la secreción de insulina por las células beta del páncreas. La AMPK es activada en repuesta a factores de stress ambiental o nutricional, incluyendo choque térmico, hipoxia, pr ivación de glucosa, restricción calórica, ayuno, epigalocatequina-3-galato, estatinas o troglitazona. Eses datos demuestran la AMPK como nuevo objeto de estudio anti-síndrome metabólico. En especial, esta revisión sobre pesquisas recientes muestra como la activación de la AMPK coordina las regulaciones metabólicas y el control de la ingestión alimentar en diferentes circunstancias metabólicas y nutricionales.

RESUMO

A obesidade é uma condição clínica que é vista como um sério e crescente problema de saúde pública. O excesso de peso corporal tem demonstrado ser fator predisponente para várias doenças, particularmente as doenças cardiovasculares, diabetes tipo 2 e síndrome metabólica. A proteína quinase AMP-ativada (AMPK) nos tecidos periféricos e hipotálamo tem um papel importante no controle do consumo alimentar. A administração de leptina in vivo conduz à redução da ingestão energética, diminuindo a atividade hipotalâmica da AMPK. Nos tecidos periféricos, a AMPK regula uma variedade de rotas metabólicas que resultam na supressão do consumo de ATP (rota anabólica) e na indução da produção de ATP (rota catabólica). Estas rotas incluem estimulação da captação de ácidos graxos e oxidação e captação de glicose em diversos tecidos estimulação da biogênese mitocondrial no músculo esquelético, estimulação da glicólise no coração, inibição da síntese de ácidos graxos no fígado e nos adipócitos, inibição da síntese de colesterol e da glicogênese no fígado, e inibição da secreção de insulina pelas células β-pancreática. A AMPK é ativada em resposta a fatores de estresse ambiental ou nutricional, incluindo choque térmico, hipóxia, privação de glicose, restrição calórica, jejum, epigalocatequina-3-galato, resveratrol, exercício físico, consumo de etanol/álcool, n-3 (PUFA), estatinas ou troglitazona. Esses dados demonstram que a AMPK tem um papel chave na regulação da alimentação, indicando a AMPK como um novo alvo no estudo da antissíndrome metabólica. Em especial, esta revisão com recentes pesquisas mostra como a ativação da AMPK coordena as regulações metabólicas e o controle da ingestão alimentar em diferentes circunstâncias metabólicas e nutricionais.