肝臓のアンプ活性化プロテインキナーゼは糖新生には不要ですが、栄養剥離中にエネルギー状態を保護します

AMPKは、同化を減衰させ、異化プロセスを促進することにより、細胞エネルギー状態を保護するエネルギーセンサーです。AMPKシグナル伝達は、肝臓の糖新生と基質酸化を調節すると主張されています。これらのプロセスの調整は、栄養素の剥離または過剰栄養中の病原性の間に不可欠です。ここでは、in vivoでグルコースとエネルギーを生成するために収束する代謝フラックスの調節において、肝臓AMPK機能を直接テストします。フラックス分析は、AMPK（L-KO）またはフロックスコントロールの同腹仔の肝臓固有の欠失を伴うマウスに適用され、肝臓のグルコース産生およびクエン酸サイクル（CAC）フラックスの速度を評価しました。フラックスは、短期および長期の断食マウスで評価されました。後者の状態は、肝臓AMP/ATPを増加させる栄養ストレッサーです。CACからの麻薬症と糖新生を結びつけるフラックス回路は、短期および長期の断食における肝臓AMPKの削除の影響を受けませんでした。それにもかかわらず、クエン酸シンターゼフラックスの相対的な上昇と分岐鎖アミノ酸関連代謝産物の蓄積に対応するL-KOマウスでは、肝臓ATPの枯渇が悪化しました。L-KOマウスは、グリコーゲンからG6Pへの流束の生理学的減少もありました。これらの結果は、AMPKがCACからの糖新生フラックスを維持するために不要であることを示していますが、栄養不足中に肝臓エネルギー状態を安定化するために重要です。

AMPK is an energy sensor that protects cellular energy state by attenuating anabolic and promoting catabolic processes. AMPK signaling is purported to regulate hepatic gluconeogenesis and substrate oxidation; coordination of these processes is vital during nutrient deprivation or pathogenic during overnutrition. Here we directly test hepatic AMPK function in regulating metabolic fluxes that converge to produce glucose and energy in vivo. Flux analysis was applied in mice with a liver-specific deletion of AMPK (L-KO) or floxed control littermates to assess rates of hepatic glucose producing and citric acid cycle (CAC) fluxes. Fluxes were assessed in short and long term fasted mice; the latter condition is a nutrient stressor that increases liver AMP/ATP. The flux circuit connecting anaplerosis with gluconeogenesis from the CAC was unaffected by hepatic AMPK deletion in short and long term fasting. Nevertheless, depletion of hepatic ATP was exacerbated in L-KO mice, corresponding to a relative elevation in citrate synthase flux and accumulation of branched-chain amino acid-related metabolites. L-KO mice also had a physiological reduction in flux from glycogen to G6P. These results demonstrate AMPK is unnecessary for maintaining gluconeogenic flux from the CAC yet is critical for stabilizing liver energy state during nutrient deprivation.