Biotechnologia.pl
łączymy wszystkie strony biobiznesu
Produkty zaawansowanej glikacji - dlaczego nam szkodzą?
Produkty zaawansowanej glikacji - dlaczego nam szkodzą?
Glikacja jest procesem wieloetapowym, który zachodzi w organizmach żywych lub in vitro w sposób spontaniczny i bez udziału enzymów. Prowadzi ona do powstania końcowych produktów zaawansowanej glikacji, czyli tzw. AGE (ang. advanced glycationend-products). Akumulacja tych związków może mieć ogromny wpływ na kondycję organizmu oraz patogenezę wielu chorób.

Glikacja jest procesem nieenzymatycznym, który przebiega w trzech etapach:

  • powstawanie zasady Schiffa w wyniku reakcji cukru redukującego lub niskocząsteczkowego aldehydu z NH2 aminokwasu, lipidu lub DNA (jest to reakcja odwracalna),
  • tworzenie bardziej stabilnych związków, tzw. produktów Amadoriego, które ulegają kaskadzie reakcji Maillarda (głównie utlenienia) prowadząc do powstania reaktywnych dikarbonyli,
  • powstawanie produktów Maillarda z produktów Amadoriegoi reaktywnych dikarbonyli.

AGE powstają m.in.w reakcjach Maillarda. Formowanie trwałych agregatów AGE jest procesem nieodwracalnym. Należy zwrócić uwagę, że glikacja jest zjawiskiem całkowicie naturalnym, występującym w miarę starzenia się organizmu. Wykazano jednak, że w przypadku zaburzeń metabolicznych następuje nasilenie tego procesu. Obecność AGE została stwierdzona m.in. w tkance tłuszczowej, mięśniowej, nerwowej i osoczu. Związki te zwykle gromadzą się w świetle naczyń krwionośnych i w ścianach narządów. Ich akumulacja związana jest z zaburzeniami homeostazy. Tworzenie AGE może mieć również miejsce w procesach modyfikacji białek surowiczych. W tej sytuacji może dojść do całkowitej dezaktywacji tych białek bądź do zmian w aspekcie ich funkcjonowania.

Dr Agnieszka Bronowicka-Szydełko z Katedry Biochemii Lekarskiej Uniwersytetu Medycznego we Wrocławiu zwraca uwagę, że AGE stanowią niezwykle heterogenną grupę związków. Mają one rozmaite właściwości biologiczne, immunologiczne, biochemiczne i fizyczne.

– AGE mogą powstawać z rozmaitych związków występujących w ustroju, bądź w procesach egzogennych, np. podczas wysokotemperaturowego przetwarzania żywności, zwłaszcza w reakcji karmelizacji. AGE, z uwagi na swoją dużą lepkość i obecność wielu grup funkcyjnych, chętnie reagują z różnymi metabolitami - mówi dr Bronowicka-Szydełko - Ich obecność w ustroju może prowadzić do indukowania stresu oksydacyjnego, a w konsekwencji odpowiedzi zapalnej.

Badania wskazują, że najlepiej poznanym dotychczas końcowym produktem zaawansowanej glikacji jest Nε-karboksymetylolizyna (CML). Wykazano, że związek ten akumuluje się nie tylko w trakcie fizjologicznego procesu starzenia. Jego tworzenie koreluje również z rozwojem licznych chorób, np. nefropatii cukrzycowych, retinopatii cukrzycowych, miażdżycy, amyloidozy czy też choroby Alzheimera.

– Uważa się, że CML jest ważnym biologicznym markerem stresu oksydacyjnego powstającego in vivo, ponieważ synteza CML zachodzi na skutek utleniania. Warto jednak zaznaczyć, że CML powstaje przede wszystkim podczas utleniania glukozy, a więc oznaczanie tego parametru nie ma przełożenia na określanie zmian zachodzących w innych cukrach, czy tłuszczach – wskazuje dr Bronowicka-Szydełko - Należy pamiętać, że o wiele bardziej reaktywne związki (aldehydy) uwalniane są podczas utleniania lipidów. Badania prowadzone przez zespół prof. dr hab. Andrzeja Gamianaz Uniwersytetu Medycznego we Wrocławiu pokazują, że nawet niewielkie ilości niskocząsteczkowych aldehydów znacznie bardziej zmieniają białka, niż glukoza.

AGE mogą powstawać zarówno na drodze endogennej, jak i egzogennej. Źródłem endogennych produktów są reakcje metabolitów w organizmie, natomiast egzogenne AGE tworzą się w wyniku termicznej obróbki żywności. Skumulowane są one również w dymie papierosowym. Egzogenne AGE są praktycznie nieusuwalne z ustroju. Ponadto stwierdza się ich dużą oporność na enzymatyczną degradację. W konsekwencji, akumulacja AGE może skutkować aktywacją wewnątrzkomórkowych szlaków sygnałowych. Wyniki wielu badań wskazują, że długotrwałe spożywanie przetworzonej żywności może mieć związek z wystąpieniem zespołu metabolicznego i insulinooporności. Zwiększa się wówczas prawdopodobieństwo wszelkiego typu stanów zapalnych czy powikłań sercowo-naczyniowych, które mogą indukować cukrzycę typu 2.

– Obecnie uważa się, że AGE mogą być ważnym markerem diagnostycznym. Z uwagi na to, że pozostają one w ustroju przez długi okres czasu, ich oznaczanie może pozwalać na monitorowanie postępu choroby (zwłaszcza cukrzycy i miażdżycy), a także na sprawdzanie skuteczności stosowanej terapii -mówi dr Bronowicka-Szydełko. Jednocześnie zwraca uwagę, że obecnie wiele zespołów badawczych prowadzi badania nad opracowywaniem testów diagnostycznych służących do oznaczania różnych AGE. Być może uwzględnianie wieloaspektowej diagnostyki w leczeniu pozwoli na lepsze wyrównywanie cukrzycy, a tym samym na spowolnienie rozwoju choroby.

Źródła

Maillard LC. Action des acides amines sur les sucres: formation des melanoidines par voiemethodique. C R AcadSci 154:66–68 (Paris), 1912.

Cho SJ, Roman G, Yeboah F, Konishi Y. The road to advanced glycation end products: a mechanistic perspective. Curr Med Chem. 14(15):1653-1671, 2007.

Negre-Salvayre A, Coatrieux C, Ingueneau C, Salvayre R. Advanced lipid peroxidation end products in oxidative damage to proteins. Potential role in diseases and therapeutic prospects for the inhibitors. Br J Pharmacol. 153(1):6-20, 2008.

Saftig P, Eskelinen EL Live longer with LAMP-2. Nat Med. 14(9):909-10, 2008.

Ahmed N. Advanced glycation endproducts – role in pathology of diabetic complications. Diabetes Res ClinPract. 67(1):3-21, 2005.

Imai N, Nishi S, Suzuki Y, Karasawa R, Ueno M, Shimada H, Kawashima S, Nakamaru T, Miyakawa Y, Araki N, Horiuchi S, Gejyo F, Arakawa M. Histological localization of advanced glycosylation end products in the progression of diabetic nephropathy. Nephron. 76(2):153-160, 1997.

Araki N, Ueno N, Chakrabarti B, Morino Y, Horiuchi S. Immunochemical evidence for the presence of advanced glycation end products in human lens proteins and its positive correlation with aging. J. Biol. Chem. 267(15): 10211-10214, 1992.

Murata T, Nagai R, Ishibashi T, Inomuta H, Ikeda K, Horiuchi S. The relationship between accumulation of advanced glycation end products and expression of vascular endothelial growth factor in human diabetic retinas. Diabetologia. 40(7):764-769, 1997

Frank RN. Diabetic retinopathy. N Engl J Med. 350(1):48-58, 2004.

Small DH, Mok SS, Bornstein JC. Alzheimer’s disease and Aβ toxicity: from top to bottom. Nat Rev Neurosci. 2:595–598, 2001.

Zhu X, Zhang X, Sun Y, Su D, Sun Y, Hu B, Zeng X. Purification and fermentation in vitro of sesaminoltriglucoside from sesame cake by human intestinal microbiota. J Agric Food Chem. 61(8):1868-1877, 2013.

Lapolla A, Traldi P, Fedele D. Importance of measuring products of non-enzymatic glycation of proteins. ClinBiochem. 38(2):103-15, 2005.

Martins SIFS, Jongen WMF, van Boekel MAJS. A review of Maillard reaction in food and implications to kinetic modelling. Trends Food Sci Technol. 11:364–373, 2000.

Brownlee M. Advanced protein glycosylation in diabetes and aging. Annu Rev Med 46:223–234, 1995.

Brownlee M. Biochemistry and molecular cell biology of diabetic complications. Nature. 414(6865):813-820, 2001.

Esmaillzadeh A, Kimiagar M, Mehrabi Y, et al. Dietary patterns, insulin resistance and prevalence of the metabolic syndrome in women. Am J ClinNutr. 85:910–918, 2007.

Warwas Maria i wsp. Zaawansowane produkty glikacji (AGE) w organizmie – powstawanie, losy, interakcja z receptorami i jej następstwa (2010); Patogeneza chorób; 66; 8: 585-590

http://eathealthilyandkeepfit.blogspot.com/2015/04/przetworzona-zywnosc.html

KOMENTARZE
news

<Listopad 2019>

pnwtśrczptsbnd
28
30
31
1
2
3
4
7
MEDmeetsTECH
2019-11-07 do 2019-11-07
9
40. Kongres i Targi LNE
2019-11-09 do 2019-11-10
10
11
15
16
17
22
23
24
27
28
Warsaw FOODHATON 2019
2019-11-28 do 2019-11-28
29
30
1
Newsletter