AMPK-d tutvustatakse sageli raku "energiasensorina".See kirjeldus on kasulik, kuid see võib muuta raja kõlada palju lihtsamalt kui see on.
See, millele AMPK tegelikult reageerib, on raku energiatasakaalu muutus.ATP-d tarbitakse pidevalt ja sellistes tingimustes nagu lihaste kokkutõmbumine või toitainete nappus võib ATP käive kasvada kiiremini, kui seda asendatakse. Kuna ADP ja AMP akumuleeruvad ATP suhtes, muutub AMPK aktiveerimine lihtsamaks. Olles aktiivne, muudab see üllatavalt paljude metaboolsete valkude käitumist.
Mõned kõige selgemad tõendid pärinevad skeletilihastest.
Klassikalises treeninguuringus teatasid Rasmussen ja Winder, et treeningu intensiivsuse suurendamisega kaasnes suurem AMPK aktiivsus, madalam atsetüül-CoA karboksülaasi aktiivsus ja lihaste malonüül-CoA langus.See viimane muudatus on oluline, kuna malonüül-CoA tavaliselt piirab rasvhapete sisenemist mitokondritesse. Katse aitas luua biokeemilise seose treeningu, AMPK ja rasvhapete kütusena kasutamise vahel.
On kiusatus muuta see leid lihtsaks väiteks, näiteks "AMPK paneb lihased rasva põletama."Bioloogia on vähem korras. Rasvade oksüdatsioon treeningu ajal sõltub ka substraadi saadavusest, hormoonide tasemest, treeningu intensiivsusest, mitokondriaalsest võimekusest ja mitmetest samaaegselt mõjuvatest signaaliradadest. AMPK on kaasatud, kuid see ei anna juhtimisruumist ülejäänud ainevahetusele korraldusi.
Sama ettevaatus kehtib ka glükoosi omastamise kohta.
Skeletilihaste kokkutõmbumine võtab palju rohkem glükoosi, peamiselt seetõttu, et GLUT4 transporterid liiguvad rakupinna poole.AMPK on üks selle vastusega seotud signaale, kuid geneetilised katsed on näidanud, et kontraktsioonist põhjustatud glükoosi omastamine võib püsida isegi siis, kui teatud AMPK katalüütilised subühikud on eemaldatud.Hilisem töö näitas, et AMPK võib olla eriti oluline glükoosi käitlemise jaoks kontraktsioonijärgsel perioodil, mitte olla ainus käivitaja kontraktsiooni enda ajal.
See on hea näide sellest, miks signaalirajad käituvad harva nagu sissejuhatavates õpikutes leiduvad diagrammid. Need diagrammid sisaldavad tavaliselt ühte noolt, kus lahter sisaldab mitut osaliselt üleliigset marsruuti.
AMPK muutub huvitavaks ka siis, kui vaatame rakkude kasvu.
Valkude, membraanide ja uue rakumaterjali valmistamine on energeetilises mõttes kallis. Energiastressi ajal poleks nende protsesside täiskiirusel jätkamine mõttekas. Üks AMPK kasutatav mehhanism on rakukasvu peamise promootori mTORC1 inhibeerimine. 2008. aastal näitasid Gwinn ja tema kolleegid, et AMPK suudab otseselt fosforüülida raptorit, mTORC1 komponenti. Rakud, mis kannavad raptorit, mida ei saanud normaalselt fosforüülida, olid energiastressi ajal vähem võimelised seda metaboolset kontrollpunkti rakendama.
Ligikaudu samal ajal hakkas töö autofagiaga täitma loo teist osa.
2011. aastal ühendasid mitme rühma katsed AMPK otse ULK1-ga, kinaasiga, mis on seotud autofagia käivitamisega. Glükoosinälja ajal aitas ULK1 fosforüülimine AMPK poolt rakkudel aktiveerida rakusisese materjali ringlussevõtuks kasutatavaid masinaid. Samal ajal toimib mTORC1 samale süsteemile vastupidises suunas, kui toitaineid on palju.
See suhe on ilmselt informatiivsem kui tuttav fraas, et AMPK "lülitab sisse autofagia".
Energiastressi kogev rakk ei ürita lihtsalt rohkem kütust põletada. See otsustab, mida saab ajutiselt edasi lükata, millist materjali saab ringlusse võtta ja millised ressursid tuleks ATP ja raku terviklikkuse säilitamiseks ümber suunata.
On veel üks põhjus olla ettevaatlik AMPK kui "energiasäästulüliti" populaarse ideega. Erinevad koed ei pruugi AMPK-d kasutada samal viisil. Maksa, skeletilihaste, rasvkoe ja hüpotalamuse neuronid töötavad erinevate metaboolsete piirangute all ning seetõttu võivad AMPK aktivatsiooni tagajärjed nende vahel oluliselt erineda. Tähtis on ka kestus: AMPK aktiivsuse lühiajaline plahvatus treeningu ajal ei ole bioloogiliselt samaväärne püsiva aktiveerimisega.
Seega on AMPK-d ehk paremini mõistetav osana energiahaldusvõrgust, mitte ühe metaboolse lüliti osana.
See võib tunduda vähem dramaatiliselt, kuid see on lähemal sellele, mida katsed näitavad.AMPK aitab rakkudel märgata, kui energia kättesaadavus ja energiavajadus on tasakaalust välja läinud.Edasine oleneb koest, stressi tüübist ja muudest samal ajal saabuvatest signaalidest.