Glikacja i AGE:wszystko, co musisz wiedzieć

Co to jest glikacja?

Glikacja to proces w organizmie, w którym cząsteczki cukru, takie jak glukoza i fruktoza, przyłączają się do różnych typów komórek białkowych i tłuszczowych. Powoduje to, że struktury komórkowe stają się lepkie i kruche, z upośledzeniem funkcji. Te upośledzone cząsteczki nazywane są zaawansowanymi produktami końcowymi glikacji lub AGE.

AGE są istotnymi czynnikami w różnych procesach chorobowych człowieka. Badania powiązały nadmiar AGE w organizmie z powikłaniami cukrzycowymi, chorobami serca i uszkodzeniami naczyń, uszkodzeniami nerwów, utratą wzroku i innymi uszkodzeniami metabolicznymi.

Szybkie fakty

• Cukry we krwi (glukoza, fruktoza) mogą przyklejać się do komórek i tkanek i uszkadzać je, zwłaszcza jeśli poziom cukru we krwi jest wyższy niż normalnie. Ten proces nazywa się glikacją.
• W miarę wzrostu poziomu glikacji zdolność organizmu do naprawy glikacji zawodzi i powstają struktury zwane zaawansowanymi produktami końcowymi glikacji lub AGE, które trwale uszkadzają i deformują zaatakowaną komórkę lub tkankę.
• AGE mogą wiązać się z komórkowymi receptorami AGE (RAGE) i wyzwalać wysoki poziom stresu oksydacyjnego, dodatkowo uszkadzając zaatakowaną komórkę i otaczające ją struktury.
• W środowisku stale wysokiego poziomu cukru we krwi wzrasta glikacja, akumulacja AGE, interakcje AGE/RAGE i stres oksydacyjny. Z biegiem czasu może to przygotować grunt pod rozwój wielu stanów chorobowych, w tym cukrzycy, chorób serca i niepłodności.
• Spożywanie diety wysokowęglowodanowej jest głównym czynnikiem napędzającym niekontrolowaną glikację i akumulację AGE w organizmie. Syrop kukurydziany o wysokiej zawartości fruktozy, powszechnie stosowany słodzik w przetworzonej żywności, jest szczególnie szkodliwy i powoduje 1000% wzrost glikacji.
• Obniżając spożycie węglowodanów i decydując się na zastąpienie tych kalorii wysokiej jakości zdrowymi tłuszczami i białkami, możesz osiągnąć normalny poziom cukru we krwi i prawdopodobnie uniknąć cukrzycy związanej z glikacją, chorób serca i niepłodności.

Co to są produkty końcowe zaawansowanej glikacji (AGE)?

Produkty końcowe zaawansowanej glikacji są wynikiem reakcji chemicznej glikacji między łańcuchami węglowodanów (cukry, takie jak glukoza lub fruktoza) i różnymi aminokwasami (cząsteczkami białek) w tkankach i komórkach organizmu.

Reakcja chemiczna między cukrem a różnymi aminokwasami ostatecznie zmienia strukturę zaatakowanego białka, tworząc AGE. Te AGE następnie wiążą się i dalej „sieciują” i uszkadzają inne białka organizmu, takie jak kolagen czy hemoglobina. Po utworzeniu i związaniu AGE wywołują stan zapalny i utlenianie w dotkniętym obszarze.

Glikacja różni się od innego powszechnego procesu glikacji – w którym cukry przyłączają się do białek i tłuszczów – zwanego glikozylacją. Glikozylacja jest procesem miejscowo specyficznym dla enzymów. Oznacza to, że jest aktywowany w sposób kontrolowany przez organizm, w przeciwieństwie do nieenzymatycznej reakcji chemicznej glikacji.

AGE i utlenianie

Utlenianie to proces, w którym nasze komórki i tkanki wytwarzają różne chemicznie lotne cząsteczki zwane reaktywnymi formami tlenu (ROS) lub „wolnymi rodnikami”. Te ROS często działają jako cząsteczki sygnalizacyjne, a nasze komórki mają naturalne przeciwutleniacze, które je kontrolują. Jednakże, jeśli ROS są produkowane w dużych ilościach, mogą przeciążyć systemy ochronne komórki i spowodować uszkodzenie różnych struktur komórkowych i tkanek otaczających komórkę.

Wiązanie AGE-RAGE

AGE mogą być zarówno przyczyną, jak i produktem stresu oksydacyjnego. AGE mogą wiązać się z receptorami komórkowymi zwanymi receptorami AGE lub RAGE. Ta interakcja wiążąca AGE-RAGE na błonie komórkowej wyzwala szlaki biochemiczne w komórce, które zwiększają poziom ROS. Wyższy poziom reakcji wolnych rodników powoduje uszkodzenie oksydacyjne komórki i reakcje prozapalne ze strony układu odpornościowego. Wraz ze wzrostem poziomu stresu oksydacyjnego wyzwalane są dalsze glikujące reakcje chemiczne i powstaje więcej AGE.

Wiele badań pokazuje, że obfitość AGE, wynikające z tego wiązanie RAGE i wysoki poziom stresu oksydacyjnego są związane ze wzrostem stanu zapalnego i negatywnym wpływem na różne układy organizmu.

Wyższe poziomy AGE są związane z wieloma chorobami i zaburzeniami, w tym:

• Zredukowana siła układu odpornościowego.
• Niewydolność nerek.
• Uszkodzenie oczu i inne powikłania cukrzycy.
• Choroby metaboliczne, takie jak PCOS i insulinooporność.

Badania pokazują również, że proces glikacji-utleniania jest silnie związany z:

• Postępująca choroba serca.
• Wysokie ciśnienie krwi.
• Przerzuty raka i oporność na chemioterapię.

Innym ważnym efektem AGE, który należy odnotować, szczególnie w odniesieniu do pracy dr Kiltza, jest mocny dowód na to, że wysoki poziom AGE w układzie rozrodczym może zwiększać ryzyko niepłodności zarówno żeńskiej, jak i męskiej.

Co powoduje produkty końcowe zaawansowanej glikacji?

Rodzaje i liczba AGE w organizmie człowieka zależą od różnych czynników wewnętrznych, takich jak poziom cukru we krwi i insuliny, wiek i czynniki genetyczne. Wpływy zewnętrzne, takie jak rodzaje i ilości spożywanych węglowodanów w diecie, palenie papierosów i siedzący tryb życia, mogą również przyczyniać się do powstawania AGE w organizmie.

Węglowodany, glikacja i AGE

Spożycie rafinowanych węglowodanów i wynikający z tego wysoki poziom cukru we krwi są silnie skorelowane z poziomem glikacji i tworzeniem cząsteczek AGE w organizmie. Mówiąc najprościej, tempo glikacji w organizmie wzrasta wraz ze wzrostem spożycia węglowodanów i poziomu cukru we krwi.

Fruktoza w postaci syropu kukurydzianego o wysokiej zawartości fruktozy, głównego składnika słodzonych napojów i rafinowanej, przetworzonej żywności, jest szczególnie ważna w tworzeniu AGE. Fruktoza jest znacznie bardziej reaktywna chemicznie niż zwykła glukoza cukru we krwi. Badania wykazały, że fruktoza w krwiobiegu zwiększa glikację 10-krotnie bardziej niż glukoza.

Gotowanie, glikacja i AGE

We wczesnych badaniach nad glikacją i AGE naukowcy skupili się na metodach przygotowywania żywności, ponieważ glikacja jest przyczyną reakcji Maillarda, terminu gotowania, który wyjaśnia, dlaczego cukier zamienia się w karmel, gdy jest podgrzewany ze śmietaną. Dlatego też mielona wołowina „rumieni się” po ugotowaniu na gorącej patelni.

Naukowcy wskazali na obfitość grillowanego i pieczonego mięsa w zachodniej diecie jako czynnik sprawczy poziomów AGE w organizmie, stwierdzając, że zwęglenie tych produktów w wysokich temperaturach powoduje, że mają one wysoki poziom AGE (dAGE) w diecie i że spożywanie tych produktów zwiększyć poziom AGE ciała.

Na szczęście jednak ostatnie badania przy użyciu bardziej wyrafinowanych technik pomiarowych wykazały, że poziomy dAGE w grillowanym, pieczonym i pieczonym mięsie nie są gorsze, relatywnie rzecz biorąc, niż w innych produktach proponowanych jako zdrowsze.

W rzeczywistości nowsze badania wskazują, że spożywanie „zdrowej” żywności, takiej jak jabłka, sok owocowy, mleko sojowe, pieczywo pełnoziarniste i mleko odtłuszczone, wiąże się z wyższym poziomem AGE w organizmie.

fruktoza, glikacja i AGE

W rzeczywistości nowsze badania wskazują, że spożywanie „zdrowej” żywności, takiej jak jabłka, sok owocowy, mleko sojowe, pieczywo pełnoziarniste i mleko odtłuszczone, wiąże się z wyższym poziomem AGE w organizmie.

Ponieważ te produkty o wysokiej zawartości fruktozy są trawione, AGE związane z fruktozą łatwo tworzą się, a powstałe związki prozapalne są łatwo wchłaniane z przewodu pokarmowego. Hipotezę tę trafnie nazwano „zapaleniem fruktozy”, wskazując, że produkcja AGE jest napędzana przez jelita, a nie przez żywność.

Innymi słowy, to nie te dietetyczne AGE w gotowanym mięsie należy się martwić, ale AGE są tworzone wewnętrznie z powodu diety bogatej w rafinowane węglowodany.

Jak AGE uszkadza tkanki ciała?

AGE uszkadzają tkankę ciała, ingerując w normalnie funkcjonujące białka, tłuszcze i hormony.

AGE i białko

W przypadku glikacji białek, AGE powodują strukturalne uszkodzenie tkanek. Jednym z charakterystycznych pomysłów w biologii jest to, że „funkcja podąża za formą”, w odniesieniu do białek oznacza to, że białka w organizmie działają w określony sposób, ponieważ mają określone formy fizyczne.

Możesz sobie wyobrazić, jak pewne klucze pasują do określonych zamków. Jeśli zmienisz formę klucza, nie będzie on już pasował do zamka, do którego został zaprojektowany. W rezultacie klucz nie działa. W ten sam sposób AGE uszkadzają fizyczną strukturę białek w ciele, tak że nie działają już prawidłowo, jeśli chodzi o dopasowanie do komórek.

AGE i komórki tłuszczowe

Większość błon komórkowych składa się z różnego rodzaju tłuszczów, w tym tłuszczów wielonienasyconych (PUFA). PUFA są tak zwane, ponieważ zawierają wiele nienasyconych wiązań chemicznych, które tylko czekają na reakcję z otaczającymi je cząsteczkami. Ten niestabilny skład chemiczny jest szczególnie podatny na działanie wolnych rodników.

W związku z tym, gdy poziomy AGE gromadzą się wokół i wewnątrz komórki, może wywołać lawinę wolnych rodników, które następnie reagują z PUFA. Rezultatem jest „peroksydacja lipidów”, proces, w którym wiązania chemiczne PUFA ulegają rozpadowi. To uszkodzenie powoduje następnie niestabilność błon komórkowych i dysfunkcję komórek.

Przykład tego pokazano w jednym badaniu, które wykazało, że AGE wpływają na wrażliwość komórek na insulinę w komórkach tłuszczowych poprzez wzrost wolnych rodników w komórkach.

AGE i insulinooporność

Długofalowe skutki wysokiego poziomu cukru we krwi i glikacji są również czynnikami rozwoju ogólnej insulinooporności w organizmie. Insulina to hormon wytwarzany przez trzustkę w odpowiedzi na obecność glukozy we krwi.

Zadaniem insuliny jest wpychanie glukozy do naszych komórek, gdzie może zostać przetworzona i wykorzystana jako cząsteczka do produkcji energii. Jednakże, jeśli poziom cukru we krwi jest przewlekle wysoki, trzustka niemal bez przerwy uwalnia insulinę, bombardując komórki wiadomością, aby wchłonęły więcej glukozy.

Z biegiem czasu komórki rozwijają odporność na tę wiadomość insulinową, a cukier pozostaje w krwiobiegu. Gdy poziom cukru we krwi zaczyna rosnąć, wzrasta również produkcja insuliny. Ten krąg rosnącego cukru i insuliny zwiększa glikację i produkcję AGE, a ostatecznie to środowisko uszkadza sygnalizację insuliny w organizmie.

Nic dziwnego, że badania potwierdzają, że insulinooporność jest silnie skorelowana z chorobami serca, wysokim poziomem cukru we krwi oraz cukrzycą i niepłodnością.

Wszystkie te uszkodzenia mają poważne konsekwencje dla naszego ogólnego stanu zdrowia. Przyjrzyjmy się bliżej niektórym specyficznym skutkom zdrowotnym glikacji i powstawania AGE.

Glikacja i stan zapalny

Jak omówiliśmy powyżej, nadmierna glikacja związana z wysokim spożyciem węglowodanów i wysokim poziomem cukru we krwi uszkadza tkanki i komórki ciała. To błędne koło. Stały wysoki poziom cukru we krwi napędza tworzenie większej ilości AGE, co zwiększa stan zapalny i utlenianie, a to środowisko metaboliczne tworzy więcej AGE.

Cząsteczki AGE mogą wiązać się z komórkowymi receptorami AGE (RAGE), a to zdarzenie może wyzwalać układ odpornościowy do uwalniania cząsteczek, które zwiększają stres oksydacyjny, wzmacniają odpowiedź zapalną, zakłócają produkcję energii w dotkniętych komórkach i dalej uszkadzają komórkę i pobliskie struktury. Jak możesz sobie wyobrazić, stan zapalny jest silnym markerem uszkodzeń glikacji i stresu oksydacyjnego.

Glikacja i choroba serca

Ta okrągła spirala wysokiego poziomu cukru we krwi, tworzenie AGE, aktywacja RAGE i wynikające z tego utlenianie i stan zapalny mają wpływ na zdrowie naczyń krwionośnych i dopływ krwi do serca.

Wyjaśnia również, dlaczego osoby z cukrzycą typu 2 wykazują wyższy wskaźnik chorób serca. Szlak interakcji AGE-RAGE oddziałuje z naszym układem odpornościowym i wyzwala uwalnianie komórek i sygnałów, które mają wpływ na serce i układ naczyniowy.

AGEs znajdują się w blaszkach miażdżycowych tętnic, znanym „stwardnieniu tętnic”. Kiedy AGE wchodzą w interakcję z RAGE, mogą zakłócać elastyczność naczyń krwionośnych. Rezultatem jest wzrost sztywności naczyń krwionośnych, co może prowadzić do wysokiego ciśnienia krwi.

Ponadto interakcje AGE-RAGE uszkadzają ściany naczyń krwionośnych. Zapalenie i utlenianie uszkadzają komórki wyściełające naczynia krwionośne, czyniąc je podatnymi na uszkodzenia i złogi wapnia, które przygotowują grunt pod niebezpieczne blokady. Istnieje wiele innych negatywnych skutków sercowo-naczyniowych, które są identyfikowane w miarę prowadzenia dalszych badań.

Glikacja a cukrzyca

Powikłania cukrzycowe są bezpośrednim skutkiem wysokiego poziomu cukru we krwi, który prowadzi do wysokich wskaźników glikacji, akumulacji AGE i zwiększonego stresu oksydacyjnego w organizmie.

Różne badania wykazały, że wyższe poziomy AGE są skorelowane z utratą wzroku, spowodowaną uszkodzeniem tkanek, przewlekłym stanem zapalnym i zniszczeniem określonych komórek w siatkówce.

Nerki są również podatne na uszkodzenia komórek AGE, w wyniku czego choroba nerek i niewydolność nerek są częstymi powikłaniami cukrzycy.

Uszkodzenie nerwów kończyn dolnych przez AGE prowadzi do neuropatii obwodowej, stanu, w którym dłonie, stopy i nogi mogą cierpieć z powodu silnego nerwobólu, mrowienia i drętwienia. Może to skutkować nieodkrytymi urazami kończyn i amputacjami. Wszystkie te komplikacje są powiązane z uszkodzeniami komórkowymi spowodowanymi interakcjami AGE-RAGE i stresem oksydacyjnym w zaatakowanych układach ciała.

Glikacja a niepłodność

Układ rozrodczy to kolejny układ organizmu wrażliwy na wysoki poziom cukru we krwi i związany z nim proces glikacji i tworzenia AGE.

Badania potwierdzają, że podwyższony poziom AGE, interakcja AGE-RAGE i stres oksydacyjny są związane z obniżoną funkcją jajników, dysfunkcją komórek ziarnistych i zespołem policystycznych jajników (PCOS).

Przegląd innych badań w tej dziedzinie ujawnia również, że AGE i stres oksydacyjny zmieniają aktywność produkcji sterydów i rozwój pęcherzyków jajnikowych u kobiet oraz powodują uszkodzenie zdolności męskich jąder do wytwarzania normalnych plemników [13].

Niepłodność kobiet

Kobiety są bardziej podatne na otyłość z różnych powodów, w tym mniejszej masy mięśniowej, tempa metabolizmu i zmian hormonalnych. Otyłość może również przyczyniać się do bezpłodności, wraz z destrukcyjnymi skutkami glikacji, interakcji AGE-RAGE i stresu oksydacyjnego.

W literaturze naukowej otyłość jest skorelowana z wyższymi poziomami AGE i zaburzeniem mikrośrodowiska jajnika, co może mieć negatywny wpływ na wydajność i płodność oocytów.

Warto zauważyć, że otyłość, glikacja i insulinooporność są czynnikami odgrywającymi rolę w dysfunkcji metabolicznej, a te stany są zakorzenione w podwyższonym poziomie cukru we krwi, wysokim poziomie insuliny i insulinooporności związanej z dietą wysokowęglowodanową.

Glikacja i PCOS

Zespół policystycznych jajników (PCOS) jest zaburzeniem, w którym zaburzone są cykle menstruacyjne i owulacyjne chorej kobiety oraz produkcja jaj. PCOS jest silnie skorelowany z insulinoopornością i otyłością.

Kobiety z PCOS wykazują również stany zapalne niskiego stopnia i nadprodukcję męskich hormonów w wyniku wysokiego poziomu insuliny. Aż 40% kobiet z PCOS ma również insulinooporność, a wiele z tych kobiet ma również nadwagę.

Nic dziwnego, że kobiety z PCOS mają podwyższone poziomy AGE i receptorów AGE w tkankach jajników. Wraz z innymi objawami wymienionymi powyżej, czynnik AGE-RAGE przyczynia się do powikłań PCOS, w tym zmniejszenia płodności i poronień.

Niepłodność męska

Niepłodność męska jest pojedynczą przyczyną w około 30% i czynnikiem w 40-50% przypadków płodności, a czynniki przyczyniające się do tego stanu obejmują glikację, akumulację AGE, interakcje RAGE i wzrost stresu oksydacyjnego w obrębie męskiego układu rozrodczego. Badania wskazują, że wysoki poziom AGE wiąże się z niską jakością nasienia, dysfunkcją jąder i zaburzeniami erekcji.

Żywność, która powoduje glikację

Jak omówiono powyżej, wiele wczesnych badań nad glikacją próbowało zrzucić winę na metody gotowania w wysokiej temperaturze, które powodują reakcje Maillarda w pieczonych, grillowanych lub pieczonych mięsach. Jednak nowe badania wskazują teraz na żywność, która ma wysoki stosunek fruktozy do glukozy. Dzieje się tak, ponieważ fruktoza jest wysoce reaktywna i znacznie bardziej podatna na glikację w organizmie niż glukoza. Jednak glukoza jest również zaangażowana w glikację.

Wiele „zdrowych” pokarmów zalecanych przez dietetyków należy do tej wyższej kategorii fruktozy. Na przykład jedno z badań wskazuje, że jabłka, mleko sojowe, mleko odtłuszczone, płatki zbożowe, produkty pełnoziarniste i inne produkty roślinne są winowajcami podwyższonego poziomu AGE w organizmie.

Inne pokarmy bogate w fruktozę, w tym napoje bezalkoholowe, rafinowane, przetworzone węglowodany, słodzone sosy, syropy z agawy, soki owocowe i produkty zawierające syrop kukurydziany o wysokiej zawartości fruktozy również powodują wyższy poziom AGE.

Ponadto dieta ogólnie bogata w węglowodany może zwiększać glikację, ponieważ codzienne spożywanie wszelkiego rodzaju pokarmów bogatych w węglowodany powoduje chronicznie podwyższony poziom cukru we krwi. Chociaż poziom cukru we krwi jest wysoki, tempo glikacji również będzie podwyższone.

Pokarmy bogate w węglowodany to:

• Chleby
• krakersy
• Makaron
• Słodycze, takie jak ciasta, torty, ciasteczka i cukierki
• Warzywa wysokoskrobiowe, takie jak ziemniaki, słodkie ziemniaki i dynie zimowe

Zasadniczo wszystko, co smakuje słodko i wszystkie pokarmy roślinne, podniosą poziom cukru we krwi i insulinę oraz zwiększą glikację i tworzenie AGE.

Ponadto rady „ekspertów” żywieniowych, aby spożywać 3 posiłki dziennie plus przekąski, przyczyniają się do glikacji, ponieważ poziom cukru we krwi i insulina są stale stymulowane przyjmowaniem pokarmów. Rzadsze jedzenie i praktykowanie przerywanego postu to kolejny sposób na ograniczenie zdarzeń glikacji w organizmie.

Jak diety niskowęglowodanowe zmniejszają glikację

Nadmierna glikacja i tworzenie AGE są bezpośrednim skutkiem spożycia węglowodanów i wynikającego z tego wysokiego poziomu cukru we krwi. Kiedy spożycie węglowodanów jest trwale zmniejszone, poziom cukru we krwi i insuliny ostatecznie powraca do normalnego poziomu wyjściowego. Niższy poziom cukru we krwi zmniejsza ilość wewnętrznej glikacji, ponieważ jest mniej swobodnie unoszącego się cukru we krwi, który może przyczepiać się do tkanek ciała.

Konkluzja dotycząca glikacji i AGE

U większości ludzi dieta bogata w węglowodany powoduje chronicznie wysoki poziom cukru we krwi i insuliny. Nadmiar cukru przyczynia się do wyższych wskaźników glikacji i tworzenia zaawansowanych produktów końcowych glikacji.

Gdy akumulacja produktów końcowych zaawansowanej glikacji jest wyższa niż zdolność organizmu do ich rozkładania, rozpoczyna się cykl interakcji AGE-RAGE, stresu oksydacyjnego i stanu zapalnego.

Ten cykl uszkadza wiele różnych układów organizmu. Przyjrzeliśmy się cukrzycy, chorobom serca i niepłodności, ale to tylko niektóre z układów, które mogą ulec uszkodzeniu. AGE są zaangażowane w wiele innych procesów chorobowych.

Aby zredukować glikację i AGE, kluczowe znaczenie ma zmniejszenie ilości węglowodanów, zwłaszcza bogatych we fruktozę, rafinowanych węglowodanów w diecie. To obniży poziom cukru we krwi, uspokoi insulinooporność, zatrzyma nadmierną glikację i da Twojemu organizmowi szansę na demontaż i pozbycie się nagromadzonych AGE.

To takie proste. Przestań jeść większość węglowodanów i skup się na spożywaniu zdrowych tłuszczów i białka. Poczujesz się lepiej, twoje poziomy AGE spadną, a twoje ciało ci podziękuje.