AMPK sering diperkenalkan sebagai "sensor tenaga" sel.Perihalan itu berguna, tetapi ia juga boleh menjadikan laluan terdengar lebih mudah daripada yang sebenarnya.
Apa yang AMPK sebenarnya bertindak balas ialah perubahan dalam keseimbangan tenaga selular.ATP sentiasa digunakan, dan dalam keadaan seperti pengecutan otot atau kekurangan nutrien, perolehan ATP boleh meningkat lebih cepat daripada ia diganti. Apabila ADP dan AMP terkumpul berbanding ATP, AMPK menjadi lebih mudah untuk diaktifkan. Setelah aktif, ia mengubah tingkah laku pelbagai protein metabolik yang mengejutkan.
Beberapa bukti paling jelas datang dari otot rangka.
Dalam kajian senaman klasik, Rasmussen dan Winder melaporkan bahawa peningkatan intensiti senaman disertai oleh aktiviti AMPK yang lebih tinggi, aktiviti karboksilase asetil-CoA yang lebih rendah dan kejatuhan dalam malonil-CoA otot.Perubahan terakhir itu penting kerana malonyl-CoA biasanya menghalang kemasukan asid lemak ke dalam mitokondria. Eksperimen itu membantu mewujudkan hubungan biokimia antara senaman, AMPK dan penggunaan asid lemak yang lebih besar sebagai bahan api.
Sangat menggoda untuk mengubah penemuan itu menjadi pernyataan mudah seperti "AMPK menjadikan otot membakar lemak."Biologi kurang kemas. Pengoksidaan lemak semasa senaman juga bergantung pada ketersediaan substrat, tahap hormon, keamatan senaman, kapasiti mitokondria dan beberapa laluan isyarat yang bertindak pada masa yang sama. AMPK terlibat, tetapi ia tidak memberi arahan kepada metabolisme yang lain dari bilik kawalan.
Perhatian yang sama berlaku untuk pengambilan glukosa.
Otot rangka yang mengecut mengambil lebih banyak glukosa, sebahagian besarnya kerana pengangkut GLUT4 digerakkan ke arah permukaan sel.AMPK ialah salah satu isyarat yang dikaitkan dengan tindak balas ini, tetapi eksperimen genetik telah menunjukkan bahawa pengambilan glukosa yang disebabkan oleh penguncupan boleh berterusan walaupun apabila subunit pemangkin AMPK tertentu dialih keluar.Kerja kemudiannya mencadangkan bahawa AMPK mungkin sangat relevan dengan pengendalian glukosa dalam tempoh selepas pengecutan dan bukannya menjadi pencetus tunggal semasa pengecutan itu sendiri.
Ini adalah contoh yang baik mengapa laluan isyarat jarang berkelakuan seperti gambar rajah yang terdapat dalam buku teks pengenalan. Rajah tersebut biasanya mengandungi satu anak panah di mana sel mengandungi beberapa laluan yang sebahagiannya berlebihan.
AMPK juga menjadi menarik apabila kita melihat pertumbuhan sel.
Membuat protein, membran dan bahan selular baru adalah mahal dari segi tenaga. Semasa tekanan tenaga, meneruskan proses tersebut pada kelajuan penuh tidak masuk akal. Satu mekanisme yang digunakan oleh AMPK ialah perencatan mTORC1, penggalak utama pertumbuhan selular. Pada tahun 2008, Gwinn dan rakan sekerja menunjukkan bahawa AMPK boleh memfosforilasi raptor secara langsung, komponen mTORC1. Sel-sel yang membawa raptor yang tidak boleh difosforilasi secara normal kurang berupaya untuk mengenakan pusat pemeriksaan metabolik ini semasa tekanan tenaga.
Pada masa yang hampir sama, kerja mengenai autophagy mula mengisi bahagian lain dalam cerita.
Pada tahun 2011, eksperimen daripada beberapa kumpulan menghubungkan AMPK terus kepada ULK1, kinase yang terlibat dalam memulakan autophagy. Di bawah kebuluran glukosa, fosforilasi ULK1 oleh AMPK membantu sel mengaktifkan jentera yang digunakan untuk mengitar semula bahan intraselular. mTORC1 pula bertindak pada sistem yang sama dari arah yang bertentangan apabila nutrien banyak.
Hubungan itu mungkin lebih bermaklumat daripada frasa biasa yang AMPK "menghidupkan autophagy."
Sel yang mengalami tekanan tenaga bukan sekadar cuba membakar lebih banyak bahan api. Ia memutuskan perkara yang boleh ditangguhkan buat sementara waktu, bahan apa yang boleh dikitar semula dan sumber mana yang harus diubah hala ke arah mengekalkan integriti ATP dan selular.
Terdapat satu lagi sebab untuk berhati-hati dengan idea popular AMPK sebagai "suis penjimatan tenaga." Tisu yang berbeza tidak semestinya menggunakan AMPK dengan cara yang sama. Hati, otot rangka, tisu adiposa dan neuron hipotalamik beroperasi di bawah kekangan metabolik yang berbeza, dan akibat daripada pengaktifan AMPK boleh berbeza dengan ketara di antara mereka. Tempoh masa juga penting: letusan ringkas aktiviti AMPK semasa senaman tidak bersamaan secara biologi dengan pengaktifan berterusan.
Jadi AMPK mungkin lebih difahami sebagai sebahagian daripada rangkaian pengurusan tenaga dan bukannya satu suis metabolik.
Itu mungkin kedengaran kurang dramatik, tetapi ia lebih dekat dengan apa yang dicadangkan oleh eksperimen.AMPK membantu sel melihat apabila ketersediaan tenaga dan permintaan tenaga telah tidak seimbang.Apa yang berlaku seterusnya bergantung pada tisu, jenis tekanan dan isyarat lain yang tiba pada masa yang sama.