Регуляторные белки и сигнальные пути: сенсоры энергии клетки
Клетка постоянно мониторит свой энергетический статус. Ключевые сенсоры энергии — это белки, которые активируются при дефиците или избытке энергии. Основные:
1. AMPK (5'-AMP-activated protein kinase)
- Главный энергетический сенсор клетки.
- Активируется при энергетическом стрессе (например, при голодании, физической нагрузке).
- При активации:
- Стимулирует окисление жирных кислот
- Усиливает захват глюкозы
- Подавляет синтез липидов и белков (энергоёмкие процессы)
2. mTOR (mammalian Target of Rapamycin)
- Сигнальный белок, отвечающий за рост, пролиферацию и синтез белка
- Активируется при достаточном уровне энергии, аминокислот (особенно лейцина) и инсулина
- При избытке энергии гиперактивируется, что связано с ожирением и инсулинорезистентностью, формированием сахарного диабета 2 типа и онкологическими заболеваниями
3. SIRTUINS (SIRT1 и др.)
- NAD⁺-зависимые деацетилазы, чувствительны к уровню NAD⁺/NADH, т.е. к энергетическому балансу
- Связаны с долголетием, метаболизмом, стрессоустойчивостью
- Активируются при калорийном ограничении и физнагрузке
Патофизиология при употреблении ультраобработанной пищи (УОП)
Что такое УОП?
Ультраобработанная пища — продукты, прошедшие глубокую промышленную переработку, содержащие добавленные сахара, жиры, соль, эмульгаторы, ароматизаторы и т.п.
Метаболические эффекты:
- Повышенный гликемический индекс → хроническая гиперинсулинемия → инсулинорезистентность.
- Гиперактивация mTOR → подавление аутофагии, рост адипоцитов, риск развития онкологических заболеваний.
- Снижение AMPK-активности (из-за избытка энергии) → накопление липидов, ожирение.
- Хроническое воспаление: компоненты УОП активируют Toll-like рецепторы → выброс воспалительных цитокинов (IL-6, TNFα).
- Изменения микробиоты: искусственные добавки, сахар, фруктоза, отсутствие клетчатки → дисбиоз → изменяется проницаемость кишечной стенки за счет изменения состояния плотных контактов между эпителиоцитами, меняется цитокиновый профиль в строну провоспалительного и развивается системное воспаление.
Роль физической активности
Физическая нагрузка:
- Активирует AMPK и SIRT1 → повышение окисления жиров, улучшение митохондриальной функции
- Понижает mTOR (в состоянии покоя) и способствует метаболической гибкости
- Повышает чувствительность к инсулину
- Подавляет хроническое воспаление
- Улучшает состояние микробиоты
Уточнение по работе mTOR
Выводы
- Ультраобработанная пища и гиподинамия нарушают баланс сигнальных путей AMPK–mTOR–SIRT1, ведя к метаболическим болезням.
- Регулярная физическая активность — физиологический "модулятор" этих путей, способный компенсировать вред УОП.
- Поддержание энергетического баланса клетки — ключ к профилактике ожирения, диабета, старения.
В следующем сообщении расскажу какие лекарственные препараты и как помогают в регуляции этих «ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СЕНСОРОВ КЛЕТКИ».
С уважением, профессор Светлана Каневская.
Продолжение следует…