Hace aproximadamente 40 o 50 años, mas específicamente en la década de los años 1970 a 1980, se descubrieron los efectos biológicos, bioquímicos, fisiológicos, y metabólicos de una proteína denominada AMPK, un compuesto que actúa como un maestro regulador metabólico a nivel muscular.

Decimos “maestro” porque en la musculatura esquelética aumenta la oxidación de ácidos grasos, en el cerebro aumenta el apetito, en el tejido adiposo aumenta la oxidación de ácidos grasos, y en el hígado disminuye la síntesis de ácidos grasos y colesterol. Estudios recientes han determinado que el AMPK reduce o impide el catabolismo y conserva y/o aumenta tanto la masa como la fuerza muscular, especialmente a lo largo del proceso de envejecimiento. 

Este importante hallazgo implica que eventualmente existiría la posibilidad de desarrollar un grupo molécular especifico con capacidad para ejercer mecanismos de acción análogos a la AMPK sobre las estructuras musculares esqueléticas. Tales moléculas estarían destinadas a preservar tanto el volumen como la función contráctil de la musculatura esquelética humana en ausencia de actividad física, e incluso a medida que envejecemos.

No obstante, y con respecto a la AMPK, es importante tener en cuenta que sus respuestas al envejecimiento, al consumo excesivo de calorías, y/o a los bajos niveles de actividad física, su actividad intrínseca tiende a disminuir de forma significativa.

Las proteínas son moléculas gigantes formadas por la condensación (unión peptídica) de un numero elevado de amino ácidos. La unión peptídica es en realidad una unión tipo amida, a la cual se le denomina “condensación.” Mas específicamente, y siendo la unión peptídica una unión amida, significa que reaccionan una amina con un acido con perdida de agua. 

Cuando las proteínas están formadas exclusivamente por amino ácidos la distribución cualitativa y cuantitativa es la siguiente: carbono (50-55%); hidrogeno (6-7%); oxigeno (19-24%); nitrógeno (15-19%); y azufre (0.2-5%). Teniendo en cuenta que el peso molecular medio de un amino acido es de 100, la proteína de menor peso molecular estará formada por la unión de 60 amino ácidos. 

De ahí que, en términos generales, el peso molecular de 6000 se utilice para discriminar entre péptido (peso molecular menor a 6000) y proteína (peso molecular mayor a 6000). El peso molecular se define como la suma de las masas atómicas de la totalidad de los átomos que componen una molécula de un compuesto específico.

Un aminoácido es una molécula orgánica con un grupo amino (-NH2) básico en uno de los extremos de la molécula y un grupo carboxilo (-COOH) acido en el otro extremo, unidos por un carbono alfa asimétrico. La única excepción a esta regla corresponde al amino no esencial acido glicina. Que no posee un carbono alfa asimétrico. Un carbono asimétrico es un átomo de carbono que está unido a cuatro sustituyentes o elementos diferentes. Todos los aminoácidos componentes de las proteínas son L-alfa-aminoácidos.

Pues bien, las investigaciones científicas sobre esta singular molécula apuntan a que el detector primordial de la energía celular es precisamente el AMPK, también conocido como proteína quinasa activada por la adenosina monofosfato (AMP). En Ingles las siglas AMPK significan: “adenosin monophosphate activated proteín kinase,” y su activación resulta vital para reducir el flujo o bien el ritmo de catabolismo y/o disminución de la masa y la fuerza muscular. 

Estructuralmente, el AMPK es un compuesto heterométrico, o sea que posee una composición química basada en subunidades moleculares diferenciadas e independientes entre si. Mas específicamente, el AMPK esta configurado por tres distintas subunidades moleculares, donde cada una de ellas funciona de forma diferente e independiente de las demás.

Nos estamos refiriendo a una subunidad-α-catalítica y dos subunidades no catalíticas, β y Υ. Por catálisis o unidad catalítica nos referimos a un proceso que tiende a aumentar la velocidad de una reacción química. Esto es debido a la participación de una sustancia llamada “catalizador.” Las sustancias que tienden a desactivar la catálisis se denominan “inhibidores.”

Esencialmente, el AMPK se activa cuando se produce una disminución en las condiciones energéticas celulares. Cualquier actividad que incremente las necesidades energéticas celulares causara que el ATP (adenosina trifosfato) pierda un grupo fosfato y se reduzca a ADP (adenosina difosfato) y luego, al perder otro fosfato se convierta en AMP (adenosina monofosfato).  Tanto el aumento de ADP como el de AMP, así como la disminución de ATP en general, sirven de estimulo para activar las funciones regenerativas del AMPK.  

Por ejemplo, el estrés metabólico inherente a todo tipo de ejercicio físico incrementa las necesidades y demandas de ATP. En consecuencia, disminuye la cantidad de moléculas de ATP con un simultaneo aumento de las moléculas de ADP y AMP. De esta manera se alteran las relaciones ADP/ATP y AMP/ATP a favor del ADP y el AMP respectivamente, y eso es, precisamente, lo que hace que el AMPK entre en acción. En caso de que la relación se desplacé en sentido inverso, o sea con una disminución del ADP y el AMP, y un aumento del ATP, el AMPK tendería a reducir su actividad ya que los depósitos energéticos intracelulares estarían mas completos o llenos.

Estudios realizados en ratones que carecían de AMPK han demostrado claramente que su músculos estriados perdieron considerablemente mas masa y fuerza muscular de lo que cabría esperar de un ratón de mediana edad. Tales ratones si bien poseían una edad correlativa equivalente a cincuenta años en el ser humano, presentaron una musculatura esquelética marcadamente atrofiada y débil, y equivalente a seres humanos con una edad de aproximadamente cien años.

Durante mucho tiempo la comunidad científica supo que la actividad del AMPK en los músculos esqueléticos estriados tiene tendencia a disminuir a medida que se envejece. Este hecho explica la pérdida de masa y fuerza muscular que se produce a lo largo del proceso de envejecimiento. No obstante, y totalmente independiente de la edad del organismo, las investigaciones han demostrado que cuanto mayor es la actividad del AMPK, mas conservación de la masa muscular, y viceversa. 

Otras investigaciones pertinentes también han demostrado que el AMPK actúa como un centinela o interruptor metabólico maestro que se activa mediante el ejercicio físico y se desactiva con el sedentarismo y la edad. También se activa con ciertos medicamentos y suplementos nutritivos, como por ejemplo la metformina (un medicamento antidiabético), el salicilato (un ingrediente activo de la aspirina), y la leptina. 

Esta ultima, como veremos mas adelante, actúa de forma diferencial según el órgano. La leptina es una hormona elaborada por las células grasas que ayuda a controlar la sensación de hambre, la cantidad de grasa almacenada en el cuerpo, y el peso corporal.

Con una población mundial de tercera edad cuyo volumen crece constantemente, la pérdida de masa y fuerza muscular es un problema que acorta la vida, disminuye la calidad de vida, y crea una carga económica altamente significativa en los sistemas de salud de los distintos países. Se denomina tercera edad a la etapa de la vida humana que inicia aproximadamente a los 65 años de edad en adelante. Esta marca puede variar de acuerdo a las condiciones de salud y bienestar de la persona, así como en función de su estado psíquico.

Conociendo cada vez mejor la importancia y el mecanismo de acción del AMPK, es posible adaptar los regímenes de ejercicio físico, nutrición, suplementación natural, comportamiento psíquico, y medicamentos para activar las funciones metabólicas del AMPK de la forma más eficaz, saludable, y sostenida.

Recientemente se descubrió en los pacientes que padecen fibromialgia (trastorno con síntomas de dolor persistente, fatiga extrema, o rigidez), que la actividad de la proteína AMPK se encontraba alterada. También se pudo comprobar que la AMPK puede ser activada mediante la restricción calórica y la coenzima-Q10. Esta ultima, además, es capaz de estimular el gen responsable de codificar la síntesis de AMPK de forma beneficiosa y sin efectos secundarios.

Adicionalmente, parece ser que la leptina o proteína OB (hormona producida en su mayoría por los adipocitos - aunque también se expresa en el hipotálamo, el ovario, y la placenta),  incrementa los niveles de AMPK en el músculo esquelético y los disminuye en el cerebro, la grasa, y el hígado. Tales acciones son orgánicas y de carácter diferencial y aun están bajo investigación. 

En síntesis, el AMPK es un regulador metabólico maestro que se encuentra en la mayoría de las células y órganos del cuerpo (músculo, cerebro, hígado, células adiposas, etc.). Dentro de sus funciones actúa como un interruptor (en sentido positivo o negativo) de la energía del organismo, inhibe múltiples factores catabólicos degenerativos revitalizando las células que envejecen, y promueve factores de antienvejecimiento que han demostrado extender la vida en numerosos organismos. 

De esta manera, el AMPK es un complejo enzimático que inhibe o neutraliza muchos efectos destructivos relacionados con el paso del tiempo, permitiendo que las células recuperen – en todo lo posible – su tan deseada turgencia y vitalidad juvenil. En síntesis, el AMPK se activa mediante un aumento en la relación AMP-ATP y actúa como un detector de energía celular, el cual ayuda a mantener balance energético de la célula así como el consumo de calorías.

Por lo tanto, el papel del AMPK en la regulación de la carga de energía de la célula ubica a esta proteína en un punto central respecto a la manutención y el control de la homeostasis energética, el volumen y la actividad contráctil de la musculatura esquelética, el almacenamiento de grasa (lipólisis), y la manutención de los niveles sanguíneos de glucosa y lípidos dentro de la normalidad.