Os alimentos de orixe animal que son ricos en graxas e proteínas son xeralmente ricos en PFGA e tenden a formar cantidades adicionais de PFGA durante a súa preparación culinaria.[3] Porén, só os PFGA de baixo peso molecular son absorbidos dos alimentos da dieta, e, de feito, os vexetarianos teñen maiores concentracións totais de PFGA en comparación cos non vexetarianos.[4] Polo tanto, non está claro se os PFGA da dieta contribúen a enfermidades ou ao envellecemento, ou se só os PFGA endóxenos (os producidos dentro do corpo) teñen importancia.[5] Isto non significa que a dieta non poida ter unha influencia potencialmente negativa sobre os PFGA, senón que implica que se lles pode prestar menos atención aos PFGA contidos na dieta que a outros aspectos da dieta que orixinan niveis elevados de azucre no sangue e formación de PFGAs endóxenos[4][5] Como os PFGAs están relacionados con niveis de azucre elevados, unha dieta baixa en calorías pode reducir a súa cantidade.[6]
Os PFGA afectan a case todo tipo de células e moléculas do corpo e pénsase que son un factor no envellecemento[7] e nalgunhas doenzas crónicas relacionadas coa idade.[8][9][10] Tamén se cre que teñen un papel na causa das complicacións vasculares da diabetes mellitus.[11]
Elevación dos niveis de hemoglobina-PFGA en persoas diabéticas[25] e outras proteínas PFGA que en modelos experimentais se viu que se acumulaban co tempo, incrementándose ata 5-50 veces máis en períodos de 5–20 semanas na retina, cristalino e córtex renal de ratas diabéticas. A inhibición da formación de PFGAs reducía o grao de nefropatía en ratas diabéticas.[26] Polo tanto, as substancias que inhiben a formación de PFGAs poden limitar a progresión de enfermidades e poden ofecer novas ferramentas para intervencións terapéuticas no tratamento de doenzas mediadas polos PFGAs.[27][28]
Os PFGA teñen receptores celulares específicos; os mellor caracterizados son os chamados RAGE. A activación dos RAGE celulares no endotelio, fagocitos mononucleares, e linfocito desencadea a xeración de radicais libres} e a expresión de mediadores de xenes inflamatorios.[29] Tal incremento no estrés oxidativo leva á activación do factor de transcriciónNF-κB e promove a expresión de xenes regulados por NF-κB que foron asociados coa aterosclerose.[27]
Na eliminación (depuración) ou velocidade á cal unha substancia é eliminada do corpo, atopouse que a proteólise celular dos PFGAs —a degradación de proteínas— produce péptidos PFGA e "adutos libres de PFGAs" (adutos de PFGA unidos a un só aminoácido). Estes posteriormente, unha vez liberados no plasma sanguíneo, poden ser excretados pola urina.[35]
Non obstante, a resistencia das proteínas de matriz extracelular á proteólise fai que os seus produtos finais da glicación avanzada sexan menos propicios a seren eliminados.[35] Mentres que os adutos libres de PFGA se liberan directamente pola urina, os péptidos PFGA son endocitados polas células epiteliais do túbulo proximal e despois degradados polo sistema endolisosómico para producir aminoácidos PFGA. Pénsase que estes ácidos volven despois ao espazo interno dos riles ou lume para a excreción.
[23]
Os adutos libres de PFGA son a forma principal a través da cal os PFGAs se excretan pola urina, e os péptidos PFGA aparecen en menor grao[23] pero acumúlanse no plasma de pacientes con insuficiencia renal crónica.[35]
As proteínas PFGA derivadas extracelularmente máis grandes non poden pasar pola membrana basal do corpúsculo renal e deben primeiro degradarse a péptidos PFGA e adutos libres de PFGA. Os macrófagos periféricos[23] e as células entoteliais dos sinusoides hepáticos e as células de Kupffer[36] foron implicados neste proceso, aínda que se discutiu a implicación do fígado na vida real.
[37]
As proteínas PFGA grandes non poden entrar na cápsula de Bowman pero poden unirse a receptores das células endoteliais e mesanxiais e á matriz mesanxial.[23] A activación de RAGE induce a produción de diversas citocinas, incluíndo o TNFβ, que é mediador nunha inhibición da metaloproteinase e incrementa a produción de matriz mesanxial, o que conduce á glomeruloesclerose[24] e diminúe a función renal en pacientes con niveis de PFGA infrecuentemente altos.
Aínda que son a única forma axeitada para a excreción urinaria, os produtos de degradación de PFGA, é dicir, os péptidos e adutos libres, son máis agresivos que as proteínas PFGA das cales derivan, e poden perpetuar a patoloxía relacionada en pacientes diabéticos, incluso despois de que se conseguiu controlar a hiperglicemia.[23]
Algúns PFGAs teñen unha capacidade oxidativa catalítica innata, mentres que a activación da NAD(P)H oxidase por medio da activación de RAGE e danos nas proteínas mitocondriais orixinando disfunción mitocondrial poden tamén inducir estrés oxidativo. Un estudo de 2007 in vitro atopou que os PFGAs podían incrementar significativamente a expresión de TGF-β1, CTGF, ARNm Fn en células NRK-49F polo aumento do estrés oxidativo, e suxeriu que a inhibición do estrés oxidativo podería explicar o efecto do extracto do Ginkgo biloba na nefropatía diabética. Os autores suxeriron que a terapia antioxidante podería axudar a impedir a acumulación de PFGAs e os danos inducidos.[24] Ao final, é necesaria a eliminación efectiva, e os que sofren incrementos de PFGAs debido á disfunción renal poderían necesitar un transplante de ril.[23]
En diabéticos que teñen un amento da produción de PFGAs, o dano renal reduce a subseguinte eliminación renal dos PFGAs, formando un bucle de retroalimentación positiva que incrementa as danos. Nun estudo de 1997, individuos dibéticos e sans recibiron unha soa comida de clara de ovo (56 g de proteína), cociñada con ou sen 100 g de frutosa; houbo un incremento de 200 veces na inmnorreactividade dos PFGAs coa comida con frutosa.[38]
Os PFGAs están sendo moi investigados e algúns estudos están aínda nunha fase inicial. Hai tres estratexias terapéuticas: prevención da formación de PFGAs, romper a reticulación despois de que se formou, e impedir os seus efectos negativos.
Os compostos que se pensa que rompen algúns dos enlaces cruzados dos PFGAs son Alagebrium (e os compostos relacionados ALT-462, ALT-486 e ALT-946)[49] e o bromuro de N-fenacil tiazolio.[50] Un estudo in vitro mostrou que o ácido rosmarínico supera o potencial de degradación de PFGAs de ALT-711.[51]
Porén, non hai ningún axente coñecido que poida degradar o PFGA máis común, o glucosepane, que aparece cunha frecuencia de 10 a 1000 veces maior nos tecidos humanos que calquera outro PFGA con enlaces cruzados.[52][53]
Por outra parte, algúns compostos químicos, como a aminoguanidina, poderían limitar a formación de PFGAs ao reaccionaren coa 3-desoxiglicosona.[31]
↑ 4,04,1Poulsen, Malene W.; Hedegaard, Rikke V.; Andersen, Jeanette M.; de Courten, Barbora; Bügel, Susanne; Nielsen, John; Skibsted, Leif H.; Dragsted, Lars O. (outubro de 2013). "Advanced glycation endproducts in food and their effects on health". Food and Chemical Toxicology60: 10–37. PMID23867544. doi:10.1016/j.fct.2013.06.052.
↑Glenn, J.; Stitt, A. (2009). "The role of advanced glycation end products in retinal ageing and disease". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - General Subjects1790 (10): 1109–1116. PMID19409449. doi:10.1016/j.bbagen.2009.04.016.
↑Yan, S. F.; D'Agati, V.; Schmidt, A. M.; Ramasamy, R. (2007). "Receptor for Advanced Glycation Endproducts (RAGE): a formidable force in the pathogenesis of the cardiovascular complications of diabetes & aging". Current Molecular Medicine7 (8): 699–710. PMID18331228. doi:10.2174/156652407783220732.
↑Pertyńska-Marczewska, Magdalena; Głowacka, Ewa; Sobczak, Małgorzata; Cypryk, Katarzyna; Wilczyński, Jan (11 de xaneiro de 2009). "Glycation Endproducts, Soluble Receptor for Advanced Glycation Endproducts and Cytokines in Diabetic and Non-diabetic Pregnancies". American Journal of Reproductive Immunology61 (2): 175–182. PMID19143681. doi:10.1111/j.1600-0897.2008.00679.x.
↑ 14,014,1Prasad, Anand; Bekker, Peter; Tsimikas, Sotirios (2012). "Advanced Glycation End Products and Diabetic Cardiovascular Disease". Cardiology in Review20 (4): 177–183. PMID22314141. doi:10.1097/CRD.0b013e318244e57c.
↑Shaikh, Shamim; Nicholson, Louise F.B. (xullo de 2008). "Advanced glycation end products induce in vitro cross‐linking of α‐synuclein and accelerate the process of intracellular inclusion body formation". Journal of Neuroscience Research86 (9): 2071–2082. PMID18335520. doi:10.1002/jnr.21644.
↑Fuentealba, Denis; Friguet, Bertrand; Silva, Eduardo (xaneiro de 2009). "Advanced Glycation Endproducts Induce Photocrosslinking and Oxidation of Bovine Lens Proteins Through Type-I Mechanism". Photochemistry and Photobiology85 (1): 185–194. PMID18673320. doi:10.1111/j.1751-1097.2008.00415.x.
↑Gul, Anjuman; Rahman, M. Ataur; Hasnain, Syed Nazrul (6 de febreiro de 2009). "Role of fructose concentration on cataractogenesis in senile diabetic and non-diabetic patients". Graefe's Archive for Clinical and Experimental Ophthalmology247 (6): 809–814. PMID19198870. doi:10.1007/s00417-008-1027-9.
↑ 24,024,124,2Yan, Hai-dong; Li, Xue-zhu; Xie, Jun-mei; Li, Man (maio de 2007). "Effects of advanced glycation end products on renal fibrosis and oxidative stress in cultured NRK-49F cells". Chinese Medical Journal120 (9): 787–793. PMID17531120. doi:10.1097/00029330-200705010-00010.
↑Kostolanská J, Jakus V, Barák L (maio de 2009). "HbA1c and serum levels of advanced glycation and oxidation protein products in poorly and well controlled children and adolescents with type 1 diabetes mellitus". Journal of Pediatric Endocrinology & Metabolism22 (5): 433–42. PMID19618662. doi:10.1515/JPEM.2009.22.5.433.
↑Ninomiya, T.; et al. (2001). "A novel AGE production inhibitor, prevents progression of diabetic nephropathy in STZ-induced rats". Diabetes. 50 Suppl. (2): A178–179.
↑Thornalley, P.J. (1996). "Advanced glycation and the development of diabetic complications. Unifying the involvement of glucose, methylglyoxal and oxidative stress". Endocrinol. Metab3: 149–166.
↑Hofmann MA, Drury S, Fu C, Qu W, Taguchi A, Lu Y, Avila C, Kambham N, Bierhaus A, Nawroth P, Neurath MF, Slattery T, Beach D, McClary J, Nagashima M, Morser J, Stern D, Schmidt AM (xuño de 1999). "RAGE mediates a novel proinflammatory axis: a central cell surface receptor for S100/calgranulin polypeptides". Cell97 (7): 889–901. PMID10399917. doi:10.1016/S0092-8674(00)80801-6.
↑ 31,031,1Wells-Knecht KJ, Zyzak DV, Litchfield JE, Thorpe SR, Baynes JW (1995). "Mechanism of autoxidative glycosylation: identification of glyoxal and arabinose as intermediates in the autoxidative modification of proteins by glucose". Biochemistry34 (11): 3702–9. PMID7893666. doi:10.1021/bi00011a027.
↑Huttunen, Henri J.; Fages, Carole; Rauvala, Heikki (xullo de 1999). "Receptor for Advanced Glycation End Products (RAGE)-mediated Neurite Outgrowth and Activation of NF-κB Require the Cytoplasmic Domain of the Receptor but Different Downstream Signaling Pathways". Journal of Biological Chemistry274 (28): 19919–19924. doi:10.1074/jbc.274.28.19919.
↑ 35,035,135,2Gugliucci A, Mehlhaff K, Kinugasa E, et al. (2007). "Paraoxonase-1 concentrations in end-stage renal disease patients increase after hemodialysis: correlation with low molecular AGE adduct clearance". Clin. Chim. Acta377 (1–2): 213–20. PMID17118352. doi:10.1016/j.cca.2006.09.028.
↑Svistounov D, Smedsrød B (2004). "Hepatic clearance of advanced glycation end products (AGEs)—myth or truth?". J. Hepatol.41 (6): 1038–40. PMID15582139. doi:10.1016/j.jhep.2004.10.004.
↑Guiotto, Andrea; Calderan, Andrea; Ruzza, Paolo; Borin, Gianfranco (1 de setembro de 2005). "Carnosine and Carnosine-Related Antioxidants: A Review". Current Medicinal Chemistry12 (20): 2293–2315. PMID16181134. doi:10.2174/0929867054864796.
↑Bakris, George L.; Bank, Alan J.; Kass, David A.; Neutel, Joel M.; Preston, Richard A.; Oparil, Suzanne (1 de decembro de 2004). "Advanced glycation end-product cross-link breakersA novel approach to cardiovascular pathologies related to the aging process". American Journal of Hypertension17 (S3): 23S–30S. PMID15607432. doi:10.1016/j.amjhyper.2004.08.022.
↑Vasan, Sara; Zhang, Xin; Zhang, Xini; Kapurniotu, Aphrodite; Bernhagen, Jürgen; Teichberg, Saul; Basgen, John; Wagle, Dilip; Shih, David; Terlecky, Ihor; Bucala, Richard; Cerami, Anthony; Egan, John; Ulrich, Peter (xullo de 1996). "An agent cleaving glucose-derived protein crosslinks in vitro and in vivo". Nature382 (6588): 275–278. Bibcode:1996Natur.382..275V. PMID8717046. doi:10.1038/382275a0.
↑Jean, Daniel; Pouligon, Maryse; Dalle, Claude (2015). "Evaluation in vitro of AGE-crosslinks breaking ability of rosmarinic acid". Glycative Stress Research2 (4): 204–207. doi:10.24659/gsr.2.4_204.
↑Monnier, Vincent M.; Mustata, Georgian T.; Biemel, Klaus L.; Reihl, Oliver; Lederer, Marcus O.; Zhenyu, Dai; Sell, David R. (xuño de 2005). "Cross-Linking of the Extracellular Matrix by the Maillard Reaction in Aging and Diabetes: An Update on 'a Puzzle Nearing Resolution'". Annals of the New York Academy of Sciences1043 (1): 533–544. Bibcode:2005NYASA1043..533M. PMID16037276. doi:10.1196/annals.1333.061.
↑Furber, John D. (xuño de 2006). "Extracellular Glycation Crosslinks: Prospects for Removal". Rejuvenation Research9 (2): 274–278. PMID16706655. doi:10.1089/rej.2006.9.274.