Da bi zares razumeli staranje, moramo vedeti, da to ni rezultat minevanja časa, temveč rezultat kopičenja napak, ki se dogajajo v naših celicah. Le te ne bi smeli imeti za neizogibne, temveč za reverzibilne elemente staranja. Eden takih reverzibilnih faktorjev je celični encim AMPK. Nezadostna aktivnost tega encima povzroči patološke procese že veliko prej, preden nastopi bolezen.
Kaj je AMPK in kako vpliva na trebušno maščevje?
AMPK (Adenozin Monofosfat-aktivirana Protein Kinaza) je univerzalni encim, prisoten v vsaki celici in je glavni »energijski senzor«, ki diktira, ali celice shranijo energijo v obliki nevarnega maščevja ali jo uporabijo učinkovito za vitalne procese. Ko je AMPK aktiven, sproži porabo shranjene energije iz maščob, omogoči odstranitev maščob in sladkorja iz krvi, poveča proizvodnjo mitohondrijev, zmanjšuje vnetje in celične odpadne snovi (aktivira avtofagijo).
S staranjem, zlasti zaradi premalo intenzivne telesne aktivnosti in nepravilnega prehranjevanja, aktivnost AMPK upada, posledično pa se poveča maščevje, predvsem trebušno (visceralno). Trebušno maščevje predstavlja največjo nevarnost, saj pospešuje procese staranja in postane endokrina »tovarna«, ki spodbuja vnetje. Več kot ima človek trebušnega maščevja, bolj se proizvajajo vnetne spojine, ki »napadajo« telo in to kopiči še več maščob. Vnetje še dodatno in hitro zavira aktivacijo AMPK. Ko se začne ta začarani krog, ga je težko ustaviti brez usmerjenega posredovanja.
Vnetje je tesno vključeno v mnoge motnje staranja, kot so kardiovaskularne bolezni (ateroskleroza), diabetes, določene vrste raka, odpoved ledvic, nevrodegenerativne bolezni (alzheimerjeva bolezen).
Koristni učinki aktiviranja AMPK
Znanstveniki so odkrili dve naravni spojini: zelišče Gynostemma pentaphyllum in citrusni flavonoid hespiridin, ki aktivirata AMPK, le to pa zmanjšuje nevarno trebušno maščevje, holesterol, sladkor v kri, vnetje. V nadzorovanih študijah s placebo kontrolnimi skupinami, se je testirancem s prekomerno telesno težo (ITM 25–30 kg/m2), ki so prejemali 450 mg G. pentaphyllum na dan, 12 tednov, zmanjšala skupna maščoba za 6,3 % in trebušna (visceralna) maščoba za 11 %.
Pri bolnikih z diabetesom tipa II, ki so uživali čaj iz G. pentaphyllum, se je znižal krvni sladkor, merjen na tešče, za 5-krat in HbA1c (pokazatelj kronične izpostavljenosti glukozi) za 10-krat v primerjavi s kontrolno skupino.
Pri testirancih z metabolnim sindromom, za katerega je značilno povečano trebušno (visceralno) maščevje in s tem povezano vnetje, je jemanje 500 mg hesperidina na dan v 3 tednih zmanjšalo vrednost C-reaktivnega proteina (pokazatelj vnetja) za 33 %. Izboljšanje je bilo znatno tudi pri merjenju endotelijske funkcije in apolipoproteina B, ki je povezan s tveganjem za srčne bolezni. Hesperidin pa je tudi neposredno prispeval k zmanjšanju trebušnega maščevja.
Raziskovalci ugotavljajo, da se mnogi od znanih biokemičnih dejavnikov dolgoživosti (kot so SIRT1, FoxO in p53) aktivirajo z normalnim delovanjem AMPK. Na primer, p53 je tumor zavirajoči gen, ki zavira nenadzorovano razmnoževanje celic. Brez AMPK ti geni dolgoživosti ne opravljajo svojih dolžnosti, kar lahko vodi do prezgodnje smrti.
Razumevanje delovanja AMPK in njegove vloge v celicah predstavlja pomemben napredek pri razumevanju in boju proti sistemskemu staranju.
Reference
1. Liu F, Benashski SE, Persky R, et al. Age-related changes in AMP-activated protein kinase after stroke. Age (Dordr). 2012;34(1):157-68.
Salminen A, Kaarniranta K. AMP-activated protein kinase (AMPK) controls the aging process via an integrated signaling network. Ageing Res Rev. 2012;11(2):230-41.
Rojas J, Arraiz N, Aguirre M, et al. AMPK as Target for Intervention in Childhood and Adolescent Obesity. J Obes. 2011;2011:252817.
Fontana L, Hu FB. Optimal body weight for health and longevity: bridging basic, clinical, and population research. Aging Cell. 2014;13(3):391-400.
Hardie DG. AMPK: a key regulator of energy balance in the single cell and the whole organism. Int J Obes (Lond). 2008;32 Suppl 4:S7-12.
Jeon SM. Regulation and function of AMPK in physiology and diseases. Exp Mol Med. 2016;48(7):e245.
Park SH, Huh TL, Kim SY, et al. Antiobesity effect of Gynostemma pentaphyllum extract (actiponin): a randomized, double-blind, placebo-controlled trial. Obesity (Silver Spring). 2014;22(1):63-71.
Rizza S, Muniyappa R, Iantorno M, et al. Citrus polyphenol hesperidin stimulates production of nitric oxide in endothelial cells while improving endothelial function and reducing inflammatory markers in patients with metabolic syndrome. J Clin Endocrinol Metab. 2011;96(5):E782-92.
Available at: https://www.niddk.nih.gov/health-information/health-statistics/overweight-obesity. Accessed June 14, 2017.
Ahima RS. Connecting obesity, aging and diabetes. Nat Med. 2009;15(9):996-7.
Tchernof A, Despres JP. Pathophysiology of human visceral obesity: an update. Physiol Rev.2013;93(1):359-404.
Gower BA, Casazza K. Divergent effects of obesity on bone health. J Clin Densitom. 2013;16(4):450-4.
Bays HE, Gonzalez-Campoy JM, Bray GA, et al. Pathogenic potential of adipose tissue and metabolic consequences of adipocyte hypertrophy and increased visceral adiposity. Expert Rev Cardiovasc Ther.2008;6(3):343-68.
Harman-Boehm I, Bluher M, Redel H, et al. Macrophage infiltration into omental versus subcutaneous fat across different populations: effect of regional adiposity and the comorbidities of obesity. J Clin Endocrinol Metab. 2007;92(6):2240-7.
Whitmer RA, Gustafson DR, Barrett-Connor E, et al. Central obesity and increased risk of dementia more than three decades later. Neurology. 2008;71(14):1057-64.
Zhang C, Rexrode KM, van Dam RM, et al. Abdominal obesity and the risk of all-cause, cardiovascular, and cancer mortality: sixteen years of follow-up in US women. Circulation. 2008;117(13):1658-67.
Mihu D, Ciortea R, Mihu CM. Abdominal adiposity through adipocyte secretion products, a risk factor for endometrial cancer. Gynecol Endocrinol. 2013;29(5):448-51.
Wang H, Ni Y, Yang S, et al. The effects of gliclazide, metformin, and acarbose on body composition in patients with newly diagnosed type 2 diabetes mellitus. Curr Ther Res Clin Exp. 2013;75: 88-92.
Xu XJ, Gauthier MS, Hess DT, et al. Insulin sensitive and resistant obesity in humans: AMPK activity, oxidative stress, and depot-specific changes in gene expression in adipose tissue. J Lipid Res.2012;53(4):792-801.
Gauhar R, Hwang SL, Jeong SS, et al. Heat-processed Gynostemma pentaphyllum extract improves obesity in ob/ob mice by activating AMP-activated protein kinase. Biotechnol Lett. 2012;34(9):1607-16.
Tan Y, Kamal MA, Wang ZZ, et al. Chinese herbal extracts (SK0506) as a potential candidate for the therapy of the metabolic syndrome. Clin Sci (Lond). 2011;120(7):297-305.
Wang M, Wang F, Wang Y, et al. Metabonomics study of the therapeutic mechanism of Gynostemma pentaphyllum and atorvastatin for hyperlipidemia in rats. PLoS One. 2013;8(11):e78731.
Nguyen PH, Gauhar R, Hwang SL, et al. New dammarane-type glucosides as potential activators of AMP-activated protein kinase (AMPK) from Gynostemma pentaphyllum. Bioorg Med Chem. 2011;19(21):6254-60.
Virdis A, Santini F, Colucci R, et al. Vascular generation of tumor necrosis factor-alpha reduces nitric oxide availability in small arteries from visceral fat of obese patients. J Am Coll Cardiol. 2011;58(3):238-47.
Romero-Corral A, Sert-Kuniyoshi FH, Sierra-Johnson J, et al. Modest visceral fat gain causes endothelial dysfunction in healthy humans. J Am Coll Cardiol. 2010;56(8):662-6.
Rajendran P, Rengarajan T, Thangavel J, et al. The vascular endothelium and human diseases. Int J Biol Sci. 2013;9(10):1057-69.
Jacobson TA. Opening a new lipid “apo-thecary”: incorporating apolipoproteins as potential risk factors and treatment targets to reduce cardiovascular risk. Mayo Clin Proc. 2011;86(8):762-80.
Sacks FM, Alaupovic P, Moye LA, et al. VLDL, apolipoproteins B, CIII, and E, and risk of recurrent coronary events in the Cholesterol and Recurrent Events (CARE) trial. Circulation. 2000;102(16):1886-92.
Ohara T, Muroyama K, Yamamoto Y, et al. Oral intake of a combination of glucosyl hesperidin and caffeine elicits an anti-obesity effect in healthy, moderately obese subjects: a randomized double-blind placebo-controlled trial. Nutr J. 2016;15:6.
Mizushima N, Levine B, Cuervo AM, et al. Autophagy fights disease through cellular self-digestion. Nature. 2008;451(7182):1069-75.
Rubinsztein David C, Mariño G, Kroemer G. Autophagy and Aging. Cell. 2011;146(5):682-95.
Madeo F, Zimmermann A, Maiuri MC, et al. Essential role for autophagy in life span extension. Journal of Clinical Investigation. 2015;125(1):85-93.
Kroemer G. Autophagy: A druggable process that is deregulated in aging and human disease. Journal of Clinical Investigation. 2015;125(1):1-4.
Pallauf K, Rimbach G. Autophagy, polyphenols and healthy ageing. Ageing Research Reviews. 2013;12(1):237-52.
McCarty MF. AMPK activation--protean potential for boosting healthspan. Age (Dordr). 2014;36(2):641-63.
Burkewitz K, Zhang Y, Mair WB. AMPK at the nexus of energetics and aging. Cell Metabolism.2014;20(1):10-25.
