7 条评论 /肥胖、麻木、懒惰和暴食的 ROS 理论/ Brad Marshall / 2021 年 9 月 15 日
AMPK 是代谢率和脂肪燃烧的关键调节剂。关于 AMPK 的主要思路通常遵循经典肥胖研究的清教徒观点：AMPK 通过监测 ATP 与 ADP 和 AMP 的比率来感知低细胞能量水平。1
这表明刺激 AMPK 的最佳方法是减少热量摄入。毕竟，当您禁食时，AMPK 会被激活。如果你想燃烧脂肪，少吃，AMPK会受到刺激。
这样做的问题在于它没有考虑到这样一个事实，即以低亚油酸、高淀粉食物如车前草和木薯为生的 tsimane 农民 - 觅食者这样的淀粉饮食文化具有大量热量消耗和非常高的代谢率。 .2 显然，他们并没有因为减少消耗的卡路里而变得瘦。这是如何运作的？
AMP 是磷酸腺苷。ADP是二磷酸腺苷，ATP是三磷酸腺苷。因此，要从 ADP 到 ADP 再到 ATP，您只需添加磷酸基团。每个磷酸键都是一个高能键。所以ATP比ADP有更多的储存能量。
当葡萄糖在细胞质（细胞水）中转化为丙酮酸时，前几个步骤实际上使用 ATP 作为能源将葡萄糖分解为 3-磷酸甘油醛 (G3P)。糖酵解的后半部分——产生进入线粒体的丙酮酸——产生的 ATP 多于用于制造 G3P 的 ATP，因此糖酵解的最终结果是更多的 ATP。
当您的线粒体通过三羧酸循环燃烧丙酮酸时，会产生更多的 ATP。因此，在吃完含淀粉的食物后，糖酵解一直在三羧酸循环中进行，并且 ATP 水平最高。AMPK 由低 ATP 水平激活，因此当然高细胞能量（高 ATP）意味着最低限度激活 AMPK。这是普遍的想法。
Hyperlipid 的 Peter 最近写了一篇精彩的文章，解释了含淀粉的食物如何通过甘油磷酸穿梭的活动产生过氧化氢。在产生过氧化氢时，细胞中的能量水平最大。葡萄糖高，乳糖高，NADH/NAD+ 比率高。ATP 水平最高。由于来自胰岛素信号的ACC、FAS和SCD1等脂肪生成基因的刺激，一些脂肪生成（脂肪制造）无疑正在发生。所有这些东西都是细胞能量的形式。乳酸、NADH、葡萄糖、ATP、脂肪生成的脂肪。细胞能量很高。
正如彼得解释的那样，高细胞质 NADH 水平意味着 NADH 将通过甘油磷酸穿梭进入线粒体。这作为线粒体电子传递链的 FADH2 输入并产生过氧化氢，其原因与我在The ROS Theory of Obesity 中解释的饱和脂肪相同。 https://fireinabottle.net/the-ros-theory-of-obesity/
过氧化氢是在淀粉餐后响应高细胞能量而产生的。
自 2001 年以来，人们就知道 向细胞培养物中添加过氧化氢会导致 AMPK 的快速激活。3 最近表明，过氧化氢对 AMPK 的激活是通过 ADP/ATP 比率的增加发生的，而不是通过直接激活。4 但是，在吃完含淀粉的食物后，这如何在我们的细胞中发挥作用呢？我们已经看到 NADH、ATP、葡萄糖和乳酸水平都很高。
我已经讨论过过氧化氢翻转开关中的氧化还原敏感酶。
还记得我说过糖酵解的第一部分消耗 ATP，将其转化为 ADP 吗？只有糖酵解的后半部分产生 ATP 并提供丙酮酸作为 TCA 循环的起始材料，从而产生更多的 ATP。葡萄糖代谢的 ATP 消耗部分和 ATP 产生部分之间的桥梁是一种称为 3-磷酸甘油醛脱氢酶 (GAPDH) 的酶。它对氧化还原非常敏感，当过氧化氢水平升高到正常的餐后生理水平时，它的活性水平会变为零。5
因此，当高细胞能量水平导致ROS产生时，GAPDH 活动停止，葡萄糖转化为 3-磷酸甘油醛，后者将 ATP 转化为 ADP，并且 ATP 的产生减慢。这导致 ADP 与 ATP 的比率迅速增加，AMPK 被激活。
由于淀粉餐后细胞能量水平高，AMPK 被激活。
注意：如果您阅读 Peter 的文章，您会看到他谈到了 3-磷酸甘油脱氢酶。这与甘油醛-3-磷酸脱氢酶不同。
AMPK 关闭葡萄糖代谢并开启脂肪代谢
AMPK 激活一系列代谢变化，将细胞从使用葡萄糖来响应胰岛素转变为使用脂肪。它激活 PPAR α (PPARa)6，依次打开 PDK4 和 CPT17. PDK4 关闭丙酮酸脱氢酶，该酶将通过糖酵解产生的丙酮酸转化为乙酰辅酶 A，使其进入线粒体。CPT1 是一种限速酶，它控制脂肪进入线粒体的速度。更多的 PDK4 意味着更少的葡萄糖氧化，更多的 CPT1 意味着更多的脂肪氧化。
AMPK 还会磷酸化ACC并将其关闭。8 ACC将乙酰辅酶 A 转化为丙二酰辅酶A——脂肪生成（脂肪制造）的限速步骤。AMPK 还会磷酸化 SREBP-1c 并将其关闭。SREBP-1c 打开脂肪生成（脂肪制造）基因。
AMPK 关闭葡萄糖燃烧和脂肪生成，并开启脂肪燃烧，以响应淀粉餐后高细胞能量水平引起的 GAPDH 氧化还原失活。
1.
林 SC，哈迪 DG。AMPK：检测葡萄糖和细胞能量状态。细胞代谢。2018 年 2 月在线发布：299-313。doi：10.1016/j.cmet.2017.10.009
2.
Gurven MD、Trumble BC、Stieglitz J 等人。经历高病原体负担的亚马逊觅食园艺家的高静息代谢率。是 J Phys Anthropol。2016 年 7 月 4 日在线发表：414-425。doi：10.1002/ajpa.23040
3.
Choi SL、Kim SJ、Lee KT 等。H2O2 对 AMP 活化蛋白激酶的调节。生化和生物物理研究通讯。2001 年 9 月在线发表：92-97。doi：10.1006/bbrc.2001.5544
4.
Hinchy EC、Gruszczyk AV、Willows R 等。线粒体衍生的ROS间接激活 AMP 活化蛋白激酶 (AMPK)。生物化学杂志。2018 年 11 月在线发布：17208-17217。doi：10.1074/jbc.ra118.002579
5.
V. Danshina，EV Schmalhausen，AP 轻度氧化甘油醛-3-磷酸脱氢酶作为糖酵解的可能调节剂。IUBMB Life（国际生物化学与分子生物学联合会：生命）。2001 年 5 月 1 日在线发表：309-314。doi：10.1080/152165401317190824
6.
Lee WJ、Kim M、Park HS 等。AMPK 激活通过激活 PPARα 和 PGC-1 来增加骨骼肌中的脂肪酸氧化。生化和生物物理研究通讯。2006 年 2 月在线发表：291-295。doi：10.1016/j.bbrc.2005.12.011
7.
彼得森 IKN、图苏比拉 D、阿什拉菲 H 等。上调的 PDK4 表达是脂肪酸氧化增加的敏感标志物。线粒体。2019 年 11 月在线发布：97-110。doi: 10.1016/j.mito.2019.07.009
8.
Park SH、Gammon SR、Knippers JD、Paulsen SR、Rubink DS、Winder WW。肌肉中AMPK和乙酰辅酶A羧化酶的磷酸化-活性关系。应用生理学杂志。2002年6月1日在线发表：2475-2482。doi：10.1152/japplphysiol.00071.2002
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埃里克
继续以火类比，或内燃机……
这就像在你的淀粉上加速 1 档，然后踩下离合器踏板（GADPH 停止），换到 2 档（产生 3-磷酸甘油醛），让我们假设离合器踏板松开，我们的类比暂时失效，然后铺设通过脂肪燃烧（^ AMPK）进入气体（ATP-> ADP）。哇！
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埃里克
想评论他的一篇文章——
“血浆 FFA 约为 0.1mM，细胞表面存在多少 CD36 受体并不重要，脂肪酸氧化将成为 NADH 和 FADH2 供应的有限来源到电子传输链。”
对于许多处于 2 型糖尿病边缘的麻木个体来说，这将不存在，即使在高绝缘条件下，他们肥大的脂肪细胞和 ATGL(?) 上调也会将 FFA 大量倾倒到血液中，对吗？所以对于迟钝的人来说，这个想法并不真正适用，只适用于瘦/正常脂肪的人。
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杰森
是的。其中一些听起来确实像 Peat 博士。但如果我没记错的话，他不会提倡淀粉而是果糖。关于上面的农民，饮食中有多少淀粉和多少脂肪。这一切都非常有趣。
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史蒂夫
非常有趣的开关。我确实注意到当我去一个特殊的场合吃比平时多得多的淀粉时，我通常会在几个小时后开始燃烧并出汗。我的妻子经常评论说我感觉自己像个散热器。一直认为这是解耦，但很高兴看到这里连接的点。
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哈普医学博士
有人说由于感染负担，tsimane 有利于高代谢。代谢率在过去几年一直在放缓。来自 UCSB 数据的 Tsimane 项目。可能改变卫生等。