Role of AMPK in the Regulation of Cellular Energy Metabolism

Abstract

현대사회에서는 비만, 당뇨병, 고지혈증 및 심혈관계 질 환 등으로 나타나는 복합적 원인으로 대사 장애가 급격히 증가하고 있다. 그 중에서도 특히 에너지 항상성의 불균형은 근육, 간, 그리고 지방 세포의 기능 이상을 초래하고, 그로 인해 대사성 질환이 발생된다[1]. 에너지 대사 조절의 이상 은 인슐린 저항성에 기인하며, 이는 대사 장애의 다양한 병 리생리학적인 요인으로 작용할 것으로 생각되지만, 이에 대 한 자세한 조절 메커니즘은 밝혀져 있지 않은 상황이다[2]. 최근 연구 결과들은 AMPK (AMP-activated protein kinase) 를 중심으로 생체 내의 에너지 인식 및 항상성 조절이 이루 어지며, 당과 지방의 대사에 있어서 중요한 역할을 한다는 사실을 밝히고 있으며, 이러한 에너지 센서의 이상은 대사성 질환을 비롯한 심혈관계 질환, 암 발생과도 연관성이 높은 것으로 나타나고 있다[3]. 세포 내의 에너지 항상성 유지에 센서 역할을 하는 효소 인 AMPK는 대사성 스트레스나 운동에 의해 세포 내의 에 너지가 감소하는 경우, 즉 ATP가 고갈되어 AMP/ATP 비율 이 증가하는 경우에서 활성화되어 ATP를 소비하는 과정(예 를 들어, 지방산 합성과 콜레스테롤 합성)을 억제하고 ATP 를 생산하는 과정(예를 들어, 지방산 산화와 해당과정)을 촉 진한다[4](Fig. 1). AMPK의 활성화에 대한 효과는 에너지 대사 조절과 밀접하게 연관되어 있는 표적장기(간, 근육, 지 방, 췌장)에 관여되어 있다[5]. 간에서 AMPK가 활성화가 되면 지방산과 콜레스테롤의 합성을 억제하고 지방산의 산 화를 촉진한다. 골격근에서 AMPK가 활성화되면 지방산의 산화와 당 흡수를 촉진하며 지방세포에서는 지방분해와 지 방생성을 억제한다. 또한 췌장 β세포에서 AMPK의 활성화 는 인슐린 분비를 촉진시킨다. 이러한 AMPK의 역할과 관 생체 에너지 대사 조절에서 AMPK의 역할