Para melhor compreensão da dinâmica de funcionamento do metabolismo, deve-se considerar que as sinalizações do ambiente intracelular dependem do estado do organismo, por exemplo: jejum ou pós-prandial. Neste sentido, a AMPK e mTOR são duas proteínas que exercem papéis antagônicos na regulação do metabolismo energético, sendo cada uma delas ativada por estímulos distintos, e de maneira geral, podemos relacionar a via da AMPK aos processos de degradação e a via da mTOR aos processos de síntese. Apesar dessa categorização, o que existe no organismo é a prevalência de uma via, ou seja, nenhum processo bioquímico é cessado por completo, as reações acontecem de forma constante.
A proteína quinase ativada por AMP, ou AMPK, conduz vias metabólicas a fim de equilibrar a oferta energética. Ainda, é uma proteína composta por 3 subunidades, onde cada uma dessas subunidades possui subtipos variados, que são expressos de maneiras diferentes, dependendo do tecido em questão. Normalmente, a ativação da AMPK acontece a partir de eventos estressores que geram queda das quantidades de ATP, como em casos de hipóxia e déficit nutricional. Sob essas condições, uma vez que a AMPK já foi ativada, subsequentemente ocorre a fosforilação de outras moléculas, para que essas sejam também ativadas e sinalizem vias catabólicas alternativas para a geração de energia. A partir desse mecanismo, a AMPK consequente mantém a homeostase celular a níveis constantes.
Por outro lado, a via de mecanismos anabólicos, trata-se da via do complexo mTOR, que já foi elucidada anteriormente, mas resumidamente, trata-se de uma via de proliferação celular e que também é modulada pelo estado energético da célula, não sendo estimulado por um só fator, mas sim por um conjunto destes. Correlacionando com a via de degradação, a queda dos níveis de ATP sinaliza a ativação da AMPK, resultando na inibição de mTOR, culminando na supressão da síntese de proteínas e outras macromoléculas para que haja conservação energética.
Ligando os Pontos: Ao analisar as características intrínsecas de cada via, é possível compreender que o mecanismo contrarregulatório entre AMPK e mTOR acontece de forma sistêmica, sempre objetivando a obtenção de energia. Perceber essa interação metabólica reforça como é importante para o organismo humano garantir a homeostase, tratando-se de um processo fisiológico.
Além da AMPK mediar a inibição da mTOR através de inúmeros mecanismos, outro ponto relevante na correlação entre essas duas moléculas compreende a regulação da autofagia: a AMPK induz a hidrólise de organelas e ativa ULK1, a enzima ativadora de autofagia. Ao passo que, a partir da inibição de mTOR, o crescimento celular é inibido e a autofagia é mais uma vez induzida. Por fim, o desbalanço entre AMPK e mTORC1 também pode está relacionado ao surgimento de algumas doenças.