Role of AMPK in skeletal muscle gene adaptation in relation to exercise

摘要

The 5′-AMP-activated protein kinase (AMPK) functions as an intracellular fuel sensor that affects metabolism and gene expression. AMPK is activated in skeletal muscle in response to exercise and is therefore believed to be an important signalling molecule in regulating adaptation of skeletal muscle to exercise training. This review first focuses on mechanisms regulating AMPK activity during muscle contraction. We then discuss the role of AMPK in regulating expression of genes encoding various enzymes in muscle in the basal state and in relation to exercise training. Although decreased AMPK activity in muscle causes reduced protein expression of mitochondrial enzymes in the basal state, AMPK does not appear to be indispensable for exercise-training induced increase in mitochondrial enzyme expression.La protéine kinase activée par l'AMP (AMPK) fonctionne comme un capteur intracellulaire de niveau de carburant ayant un effet sur le métabolisme et l'expression des gènes. Comme l'AMPK est activée dans le muscle squelettique en réponse à l'exercice physique, on pense qu'elle est une importante molécule de communication dans le processus d'adaptation du muscle squelettique à l'entraînement physique. Cet article-synthèse porte tout d'abord sur les mécanismes de contrôle de l'activité de l'AMPK au cours d'une contraction musculaire. Par la suite, nous analysons le rôle de l'AMPK dans la régulation de l'expression des gènes encodant diverses enzymes dans le muscle au repos et à la suite des adaptations à l'entraînement physique. Dans le muscle au repos, la diminution de l'activité de l'AMPK dans le muscle réduit l'expression protéique des enzymes mitochondriales ; l'AMPK ne semble pas indispensable à l'augmentation de l'expression protéique des enzymes mitochondriales causée par l'entraînement physique.