糖尿病患者要注意糖化作用 (glycation)引起併發症

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糖尿病患者要注意糖化作用 (glycation) 所引起併發症(包括腎病,視網膜病和神經病)

糖尿病及其併發症正在迅速成為世界上發病率和死亡率的最重要原因,持續升高的血漿中葡萄糖水平對不同身體部位產生不利的影響不同的細胞,最重要影響的是葡萄糖轉運蛋白1 (glucose transporter 1)(GLUT1),例如血管內皮細胞,不能調節細胞內葡萄糖濃度,並且更容易受到高血糖誘導的損傷。過量表達葡萄糖轉運蛋白1 (glucose transporter 1)(GLUT1) 的腎系膜細胞獲得糖尿病表型的特徵,包括激活多元醇途徑 polyol pathway 和增加細胞外基質 extracellular matrix(ECM)合成,導致細胞功能失常的複雜個程,其中一個重要問題是糖基化終產物 advanced glycation end products(AGEs)的形成,葡萄糖水平升高通過稱為糖化的非酶促化過程開始與血漿蛋白形成共價加合物。

葡萄糖轉運蛋白1 Glucose transporter 1(或GLUT1)

葡萄糖轉運蛋白1 Glucose transporter 1(或GLUT1)促進葡萄糖轉運蛋白成員1 glucose transporter member 1(SLC2A1),是一種單向轉運蛋白,在人類中由SLC2A1基因編碼所控制。GLUT1促進葡萄糖跨越哺乳動物細胞質膜,該基因編碼在哺乳動物血腦屏障中的葡萄糖轉運蛋白,蛋白質主要存在於細胞膜和細胞表面。

糖尿病患者往往只是著重血糖值,但也要注意糖尿病併發症的發展,當我們進食蛋白質或脂肪和糖,這種結合會以糖化glycation 反應在身體進行,最後會合成糖基化終產物 (Advanced Glycation End Products AGEs)在體內自然形成,這會影響細胞的正常功能,使其更容易受到損傷和過早衰老。

糖基化終產物 (Advanced Glycation End Products AGEs)

在高脂肪和蛋白質的動物源性食物中特別高,例如肉類(尤其是紅肉),其通過烹飪加熱易於形成AGEs。高度加工含糖食品和預先包裝的產品在AGEs中也很高,尤其使用高溫褐變或燒焦食物的烹飪方法,例如燒烤,烘烤和燒烤,對所產生AGEs的量具有最大的影響。

身體在正常情況下,自然排出有害的糖基化終產物,但是當人們通過食物攝入太多時,它不能有效地消除它們,所有的身體細胞都受到糖基化終產物積累的影響,這不僅與衰老有關,而且還與許多慢性疾病如心血管,肝臟和阿爾茨海默病的發展或惡化有關。導致糖基化終產物的蛋白質糖化反應被認為是導致不同糖尿病併發症的主要原因。

高葡萄糖水平可誘導糖化各種功能蛋白結構改變,包括血漿蛋白和膠原蛋白。血漿蛋白如白蛋白albumin,纖維蛋白原 fibrinogen和球蛋白globulins可能產生各種有害作用,包括血漿中藥物結合的改變,血小板活化,氧自由基的產生,纖維蛋白溶解受損和免疫系統調節受損。另一方面,膠原蛋白的結構損傷改變了成骨細胞分化,導致骨骼脆性。

長期糖尿病期間持續升高的葡萄糖水平,誘導體內不同蛋白質的結構和功能變化,包括白蛋白,球蛋白,纖維蛋白原和膠原蛋白,這些糖化蛋白質誘導體內有害變化有關。

晚期糖基化對不同糖尿病併發症(包括腎病,視網膜病和神經病)的發展產生的主要途徑之一。吸煙者組織中含有糖基化終產物水平較高,同時增加炎症標誌物。動物研究證據表明,暴露於高水平的外源性糖基化終產物會導致腎臟和血管併發症。

糖基化終產物通常在細胞內累積,因為它們來自葡萄糖衍生的二羰基前體 glucose-derived dicarbonyl pre cursors,這些細胞內糖基化終產物AGEs作為激活細胞內信號通路,以及改變細胞內蛋白功能的刺激起著重要作用。 糖基化終產物AGEs在糖尿病併發症的大多數部位累積,包括腎臟,視網膜和動脈粥樣硬化斑塊。糖化蛋白質通過破壞分子構象,改變酶活性,降低降解能力和乾擾受體識別來干擾其正常功能。

糖基化終產物改變細胞功能的機制,包括靶蛋白和脂質變性和功能衰退,組織中AGEs積累引起的器官病變,細胞中受體介導的激活信號通路,產生氧化應激 oxidative stress和羰基應激 carbonyl stress。

由糖基化終產物AGEs引起的分子間膠原交聯導致動脈和心肌順應性降低,血管僵硬度增加,舒張功能障礙和收縮高血壓增加。抗血清AGEs的自身抗體的存在,能夠在糖尿病患者中形成AGE免疫複合物,並可能在動脈粥樣硬化形成中發揮作用。糖基化衍生的自由基可導致蛋白質碎裂和核酸和脂質氧化。 DNA中腺嘌呤和鳥嘌呤鹼基的氨基也易受糖基化和AGE形成的影響。蛋白質如白蛋白,纖維蛋白原,球蛋白和膠原蛋白的糖化,形成不同類型的AGEs。此外,AGEs在糖尿病併發症(包括視網膜病,白內障,神經病,腎病和心肌病)的發病機制中的作用。

在三個階段形成-糖基化終產物,即涉及(AGEs)的早期,中期和晚期。

在早期階段,糖與游離氨基反應形成席夫鹼 Schiff base,其經歷重排成更穩定的產品,稱為amador product。

在中期階段,amadori 產物降解成各種反應性二羰基化合物 reactive dicarbonyl compounds。

在糖化過程的後期,形成AGEs(不可逆化合物)。

隨著正常老化,AGEs的形成逐漸增加,並且已經顯示在軟骨 human cartilage ,皮膚膠原 skin collagen和心包液pericardial fluid中累積。蛋白質尤其是膠原蛋白含有大量賴氨酸 lysine,羥賴氨酸 hydroxylysine和精氨酸arginine殘基,這些殘基易於與年齡相關的糖化損傷積累。 AGEs是糖尿病,白內障,動脈粥樣硬化,糖尿病腎病和神經退行性疾病(包括阿爾茨海默病)發病機制的重要致病因素。

如何避免糖基化終產物 (Advanced Glycation End Products AGEs)影響你的細胞,天然化合物是可以減少AGEs產生和消耗它,以防止糖尿病併發症。

相關產品資料

趙家聲
自然健康顧問
化學學士
生物醫學工程碩士
生物化學科技碩士
材料科技碩士
美國草本治療師
美國自然療法博士

 

參考資料

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