Wie funktionieren AMPK-Aktivatoren?

Von Published On: 2021-05-31Kategorien: Stoffwechsel15 Kommentare

Wir können zwei Dinge vorab festhalten:

  1. Koffein ist eine Wundersubstanz.
  2. AMPK-Aktivatoren sind ‘the magic bullet’.

Das unglaubliche Koffein

Also. Koffein ist eine Wundersubstanz, weil es nichts gibt, was Koffein nicht kann:

  • Es hemmt die Fettleberbildung (Q, Q),
  • es schützt vor Krebs (Q),
  • es schützt das Herz (Q),
  • es schützt die Gefäße (Q),
  • es schützt das Gehirn (Q, Q),
  • verbessert die Glukose-Aufnahme in den Muskel (Q),
  • es induziert die Zellschrottbeseitigung, also die Autophagie (Q),
  • was auch für Mitochondrien, genannt Mitophagie, zu gelten scheint (Q),
  • erhöht den Fettsäuren-Umsatz (ebd.)
  • und verbessert die Mito-Gesundheit via PGC-1alpha in Muskel und Fettgewebe (Q, Q).

Was will ein Mensch mehr?

Die gleiche Frage stellt sich die medizinische Wissenschaft. Die will – auf der anderen Seite – pharmakologische AMPK-Aktivatoren finden. Doch wieso das? Nun edubily-Leser wissen, dass AMPK der “Masterregulator” der Gesundheit ist. Ein immer schön aktives AMPK macht gesund und hemmt die Entstehung von Krankheit. Klingt simpel, ist simpel. Wir in westlichen Nationen machen halt das Gegenteil davon, hemmen AMPK konstant.

AMPK ftw

Warum AMPK so mächtig wirkt, kann man anhand einer relativ aktuellen Studie – publiziert in Nature – erkennen:

AMPK wirkungen

Die AMP-aktivierte Proteinkinase (AMPK) reguliert eine Vielzahl von zellulären Prozessen, die mit menschlichen Krankheiten verbunden sind. Die wichtigsten Signalwege, von denen bekannt ist, dass sie durch AMPK in verschiedenen Geweben reguliert werden, sind für verschiedene Organe und Zelltypen im Körper hervorgehoben. Diejenigen, die durch AMPK positiv beeinflusst werden, sind in grünen Kästen dargestellt, während diejenigen, die durch AMPK gehemmt werden, in roten Kästen zu sehen sind. Krankheiten, die das Potenzial haben, durch AMPK-Modulation behandelt zu werden, sind in gelben Kästen dargestellt. CVD, Herz-Kreislauf-Erkrankung; FA, Fettsäure; HCC, hepatozelluläres Karzinom; NAFLD, nicht-alkoholische Fettlebererkrankung; NASH, nicht-alkoholische Steatohepatitis; NO, Stickstoffmonoxid; T2D, Typ-2-Diabetes. 

Also: AMPK

  • Vermehrt Mitochondrien,
  • verbessert die Fettverbrennung,
  • steigert die Glukoseaufnahme,
  • verbessert die Herzleistung,
  • hat einen positiven Einfluss auf die Herzgesundheit,
  • verbessert die Funktion von Immunzellen,
  • fördert die Endothel- sprich die Arteriengesundheit,
  • verbessert die Gesundheit der Leber.

Ein Auszug der “positiven Wirkung” (grüne Boxen). Gegenläufig dazu verhält sich natürlich die Wirkung auf Krankheiten (rote bzw. gelbe Boxen). Entsprechend wird selbst Medizinern langsam klar, dass wir mit AMPK-Aktivatoren die vermutlich mächtigste Waffe in der Hand haben, um westliche Erkrankungen (Herzkreislauferkrankungen, Gehirn-Degeneration, Krebs, Fettleber und Co.) in den Griff zu bekommen.

Was natürlich eher mal unter den Teppich gekehrt wird, ist, dass jedes Kind genug AMPK-Aktivität im Körper hat und gerade deshalb ja so gesund durch die Gegend springt. Also… Du verstehst, nicht wahr? Heißt, du kannst jetzt gleich, jetzt sofort, dieses AMPK aktivieren, ohne Pillen. Stichwort Arsch bewegen und Ernährung umstellen.

Kurze Anmerkung: Unser Buch ist wohl der beste Leitfaden zum Thema AMPK und wie man es aktiviert.

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Wenn’s ums Machen geht, schaut man lieber mal schnell weg und stellt auf Durchzug ;-) 

Koffein wirkt (auch) über AMPK

Doch zurück zum Koffein. Es hat ja einen Grund, warum ich Koffein hier in den Artikel gepackt habe. Wer nämlich nicht geschlafen hat, dem wird aufgefallen sein, dass sich die Effekte von AMPK und Koffein überschneiden. Freilich: Koffein aktiviert AMPK. Und aktiviert noch ein paar andere wichtige Zellschalter, die unterm Strich was Nettes entstehen lassen.

Daher – so könnte man jedenfalls sagen – ist es schön, dass Cola immerhin Koffein enthält und wir mit Kaffee immerhin wenigstens einen weiteren AMPK-Aktivator auf dem Speiseplan stehen haben. Man will gar nicht wissen, wie es um die Gesundheit der Nation ohne diese Hilfsmittel bestellt wäre.

Was grundsätzlich völlig unklar ist, wie AMPK-Aktivatoren AMPK aktivieren bzw. warum Stoffe so gesund wirken, wie sie wirken. Da ist mir vor ein paar Monaten doch glatt eine nette Arbeit in ‘auf den Bildschirm’ gefallen, die einen Mechanismus darlegt, warum Koffein und Co. gesund wirken. Achtung, absolute Verwirrungsgefahr, sage ich schon mal. 

So wirkt Koffein auf den Carnitin-Haushalt

Jetzt springen wir nämlich nochmal kurz zu einem weiteren Teilbereich dieses Themas, zu Carnitin. Wir wissen ja: Carnitin nenne ich auch gerne Wundersubstanz. Und mit Carnitinmangel spaßt man auch nicht. Auf der anderen Seite wurde gezeigt, dass man mit Stoffen, die die Carnitin-Synthese und -Aufnahme in Zellen hemmen, dopen kann.

Macht uns direkt klar: Carnitin wirkt kontextabhängig. Was für den einen Doping ist, ist für den anderen totaler Mist – was unter diesen Umständen geil ist, ist unter anderen Umständen eine Katastrophe.

Entsprechend kamen findige Wissenschaftler auf die Idee, mal zu testen, was bekannte AMPK-Aktivatoren mit dem Carnitin-Haushalt der Zelle machen. Erhöht sich etwa die Aufnahme von Carnitin? Schließlich moduliert Carnitin eine enorme Menge an Prozesse in Zellen, erhöht ja sogar die Fettverbrennung. Doch weit gefehlt. Die Forscher entdecken:

Darüber hinaus konnten wir zeigen, dass AMPK-Aktivatoren die L-Carnitin-Aufnahme nicht erhöhen, sondern im wesentlichen Umfang hemmen.

Und mit Blick auf Koffein war AMPK teilverantwortlich für diese Effekte. Heißt: Koffein hemmt die Carnitinaufnahme entsprechend auch durch die Aktivierung von AMPK. Neben der Tatsache natürlich, dass auch andere Koffein-Ziele in Zellen für die Carnitin-hemmenden Effekte verantwortlich waren. Das sind sensationelle Ergebnisse.

Daher ist es denkbar, dass eine chronische Verabreichung von Koffein die L-Carnitin-Anreicherung in der Leber und möglicherweise auch im Skelettmuskel beeinträchtigt. Weitere Arbeiten sollten den Einfluss erforschen, den Koffein und andere AMPK-Aktivatoren auf den L-Carnitin-Haushalt in stoffwechselaktiven Geweben haben.

Oha! Dafür liebe ich die Biochemie. Hier steht für mich ganz klar, dass Koffein auch deshalb gesund wirkt, weil es die Carnitin-Aufnahme in Zellen hemmt, was natürlich ein Stressor für die Zelle darstellt, was im Sinne des Hormesis-Konzepts weitere förderliche Anpassungen nach sich ziehen wird. Heißt, theoretisch könnten diese Stoffe gerade deshalb AMPK aktivieren, weil die Carnitin-Aufnahme in Zellen hemmen. 

Da bin ich ja fast froh, dass ich von Haus aus Gen-Polymorphismen habe, die die Aufnahme verlangsamen ;-) Spaß beiseite. Für uns wird nun zumindest teilweise klar(er), warum AMPK-Aktivatoren im Kontext von z. B. überfressenen westlichen Nationen gesund sind:

Sie modulieren (!) damit Fettoxidation und erhöhen die Glukose-Oxidation.

Ganz im Sinne des Randle-Zyklus (s. Abb.). Und das wiederum senkt freilich den Blutzucker, den Insulinwert und verbessert die gesamte Stoffwechsellage des Körpers – eben so, wie Meldonium oder der Avocado-Wunderstoff Avocatin wirken würde. Jedenfalls etwas weitergedacht und vielleicht ein bisschen überspitzt.

Randle Zyklus

Ein pharmakologisches Ziel bei der Wiederherstellung der Insulinsensitivität und der Glukose-Oxidation in Zellen ist die Verabreichung von Stoffen, die das Mitochondrien-Enzym CPT-1 hemmen, das mit Carnitin arbeitet und Fettsäuren an Carnitin heftet, um sie in die Mitochondrien zu pumpen. Hemmt man dieses Enzym, wird Mitochondrium entlastet, der s. g. Acylcarnitin-Gehalt (Fettsäuren + Carnitin) der Zelle sinkt und es erhöht sich reziprok dazu die Glukose-Oxidation. Denn wird das Mitochondrium im Kontext einer energiereichen Ernährung zu stark mit Fettsäuren bzw. Acylcarnitinen belastet, hemmen diese den Kohlenhydrat-Stoffwechsel – Stichwort Randle-Zyklus. Dies scheint ein Wirkmechanismus von Koffein bzw. AMPK-Aktivatoren im Allgemeinen zu sein. Stoffe wie Avocatin (aus der Avocado) oder das Dopingmittel Meldonium setzen ebenfalls hier an. (Quelle

Ohne Kontext ist alles nichts

So schließt sich der Kreis. Und wir realisieren einmal mehr:

Es ist alles kontextabhängig. Und wir selbst können modulatorisch tätig werden.

Was mir wichtig ist, wieder einmal anzumerken: Wir haben es immer mit Relationen zu tun! Hier steht NICHT, dass Koffein die Fettsäuren-Oxidation allgemein hemmt oder den Carnitin-Stoffwechsel komplett lahmlegt. Hier steht, dass AMPK-Aktivatoren – die ja vor allem bei jenen wirken, die wenig AMPK aktivieren, weil sie sich konstant im kalorischen bzw. Energie-Überschuss halten – die Carnitin-Aufnahme in Zellen hemmen und dadurch vermutlich die Fettsäuren-Oxidation derart modulieren, dass das Mitochondrium entlastet wird, was wiederum positiv auf die Insulinsensitivität und den Blutzucker wirkt. Auf der anderen Seite zeigen Studien ja auch, dass Koffein allgemein den Energieumsatz und damit auch die Fettsäuren-Oxidation gesamt erhöht. Vielleicht kann man diesen vermeintlichen Widerspruch einigermaßen nachvollziehen…

15 Comments

  1. Hendrik 31.05.2021 at 19:09 - Antwort Kommentar melden

    Hat Teein die gleiche Wirkung auf AMPK wie Koffein?

  2. Marcus 01.06.2021 at 10:09 - Antwort Kommentar melden

    Hi Chris,
    ich wollte nach dem Lesen des heutigen Artikels direkt in die Apotheke rennen und mir Koffein Tabletten besorgen, aber ich hatte das Gefühl, vorher nach „edubily koffein“ zu googlen. Und jetzt bin ich ziemlich verwirrt. Allerdings auch totaler Biochemie Laie. Am 14.10.2020 schriebst du in einem Artikel, dass Koffein kurzfristig interessant ist, langfristig hingegen unsere Stoffwechselgesundheit verschlechtern könnte. Klar, alles ist abhängig vom Kontext, aber für mich klingt das verwirrend, da in dem obigen Artikel Koffein als Aktivator für AMPK angepriesen wird und somit eigentlich die Stoffwechselgesundheit positiv beeinflusst.
    Könntest du da etwas Licht in mein Dunkel bringen?
    Danke!

    • Chris Michalk 01.06.2021 at 10:25 - Antwort Kommentar melden

      Hi,
      ich erkläre dir das gerne. In meinen Augen ist Koffein ein relativ schwacher Adenosinrezeptor-Antagonist (Artikel vom 14.10.20). Überhaupt wirkt Koffein m. E. sehr mild im Vergleich zur Potenz eines Kaffees mit seinen 1000 Stoffen, wovon viele die Wirkung von Koffein potenzieren oder selbst quasi wie Koffein am Adenosinrezeptor wirken. Ich kann in Artikeln nur nicht jedes mal alles perfekt nuanciert beschreiben, weil sonst am Ende nur noch viel mehr Fragezeichen beim Leser hängen bleiben. Insofern: Koffein ist super, bei Kaffee bzw. Kaffee-Koffein muss man ein bisschen abwägen, denn Kaffee wirkt um ein Vielfaches stärker in seiner Gesamtheit und aus dieser Perspektive kann es durchaus Sinn machen, mal ne Cola light statt einem Kaffee zu trinken. Hoffe das hilft ein bisschen.

  3. IronWolf 01.06.2021 at 10:09 - Antwort Kommentar melden

    Einerseits schreibst du oft auch (zum Glück) über die negativen Effekte von Kaffee (und Koffein) und hier wieder, dass Koffein doch toll ist.. *verwirrt bin :/

    Gleiches gilt bei L-Carnitin. Klar kommt es immer auf die Menge zum einen und auf den Kontext an aber verwirrend ist es manchmal schon ^^

    • Chris Michalk 01.06.2021 at 10:26 - Antwort Kommentar melden

      Das ist so ganz korrekt aber nicht. Im Forum habe ich oft geschrieben, dass ich Koffein nicht oder nur bedingt mit der Wirkung von Kaffee vergleiche. Kann aber verstehen, wenn man da nicht mehr so richtig durchsteigt ;-) L-Carnitin: Na ja, wer sich an unsere Empfehlung hält, braucht ja fast nicht mehr drüber nachzudenken. Rotes Fleisch in Maßen (= moderate Mengen Carnitin) plus ab und an Koffein :-) und dann hat man mit nix Probleme.

      • IronWolf 01.06.2021 at 14:09 - Antwort Kommentar melden

        Vielen Dank also auch hier gilt, die Dosis macht das “Gift” und kleine Mengen “Gift” sind gut (Hormesis).

        Welche Koffein Quelle würdest du dann empfehlen und zu welcher Uhrzeit? Täglich oder dann doch eher 1-2 x pro Woche?

        LG

  4. Marcus 01.06.2021 at 20:34 - Antwort Kommentar melden

    Was man nicht alles findet, wenn man etwas präziser nach AMPK googelt. Offenbar wird die Wunderpille gerade in Schweden entwickelt. 😯

    https://betagenon.com/research-development/o304-our-ampk-activator

  5. ThomasV. 06.06.2021 at 14:32 - Antwort Kommentar melden

    Jetzt bin ich doch irritiert. Da lese ich immer, Kaffee aktiviert AMPK und dann schreibt ihr in eurem heutigen Newsletter genau das Gegenteil. Danach soll Kaffee mTOR aktivieren.
    Was denn nun?

    • Chris Michalk 06.06.2021 at 14:33 - Antwort Kommentar melden

      Schon oft erklärt. Kurzfristig und akut AMPK, langfristig mTOR. Wohlgemerkt im Muskel.

  6. Matthias 23.06.2021 at 13:45 - Antwort Kommentar melden

    Hallo Chris,

    nehmen wir mal an, ich habe die Glukose-Oxdation durch Kaffee, Eisen-Restriktion und Co. angeschoben und verstärke den – in der Grafik oben schön dargestellten – Weg. Macht auf einmal unter diesen Umständen eine Pyruvat-Supplementierung (mehr) Sinn? Ist Pyruvat in dem Pfad sozusagen überhaupt ein Bottleneck?

    • Chris Michalk 05.07.2021 at 16:09 - Antwort Kommentar melden

      Nein, macht m. E. keinen Sinn, weil Pyruvat das Endprodukt vom KH-Stoffwechsel ist.

  7. KleinerToni 02.07.2021 at 08:34 - Antwort Kommentar melden

    Btw, wenn es jmd interessiert life Extension bietet auch ein ampk-aktivator an ( AMPK Metabolic Activator ) der hauptwirkstoff ist ein “Gynostemma pentaphyllum” pflanzenextrakt das ist jiaogulan , man kann auch einfach Jiaogulan tee trinken, ist aber in Deutschland nicht als Lebensmittel zugelassen – ich denke die Wirkung spielt in einer ähnlichen liga wie kaffee. wäre eine gute alternative wenn man gerade kein kaffee trinken will – Jiaogulan enthält kein Koffein ;)

  8. Alex 17.07.2021 at 23:54 - Antwort Kommentar melden

    Vor dem Sport ein Kaffee/Espresso und dann ein bisschen L-Carnitin, würde das funktionieren?
    LG Alex

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