Гликирование и его продукты: мусор внутри вашего тела, часть 1.

12.02.18 ГЛИКИРОВАНИЕ: ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ САХАРА И БЕЛКОВ. СТАРЕНИЕ КОЖИ ЛИЦА. ЧТО ДЕЛАТЬ?

Гликирование и его продукты: мусор внутри вашего тела, часть 1.

В процессе приготовления продуктов нутриенты не остаются пассивными, а активно взаимодействуют между собой. Особое значение среди этих процессов имеет взаимодействие сахаров и белков, так называемое глики́рование, или неферментативное гликозилирование,оно же реакция Майяра. 

Эта реакция может происходить в разных видах: как при готовке пищи, так и в нашем организме при повышении уровня глюкозы. В конце этой и ряда других реакций происходит образование так называемых «конечных продуктов гликирования», которые и являются клеточным мусором, шлаками, которые засоряют клетку и перестраивают все ее работу. 

Тема большая, поэтому мы разберем ее в несколько подходов. Сначала разберем саму реакцию гликирования и условия, предрасполагающие к ней. Затем узнаем, что такое метаболическая память и как AGE-продукты (они же «конечные продукты гликирования», Advanced Glycosylation End-products (AGE)) влияют на наш обмен веществ). Ну, и, разумеется, что с этим делать как в процессе готовки, так и внутри нашего организма. Получится мини-цикл из четырех больших постов. Готовы? Тогда поехали!

Напомню, что доступны онлайн видеокурс "Здоровое питание" и новый видеокурс по осанке и телесности "Здоровая осанка" онлайн!

Начало, продолжение здесь: 

Гликация и внешность: сахарное лицо, часть 4.
Контроль гликации: выбор продуктов и способов готовки, часть 3.
Гликирование и метаболическая память: месть подается холодной. Часть 2.

Стадии реакции Майара.

Реакция Майяра (реакция сахароаминной конденсации Maillard reaction) — химическая реакция между аминокислотой и сахаром, которая, как правило, происходит при нагревании. Примером такой реакции является жарка мяса или выпечка хлеба, когда в процессе нагревания пищевого продукта возникает типичный запах, цвет и вкус приготовленной пищи. Эти изменения вызваны образованием продуктов реакции Майяра. 

Не будем путать гликацию и гликозилирование.
Гликопротеины - важные биохимические соединения, образующиеся с помощью ферментов и выполняющие специфические функции. Примеры таких гликопротеинов – гиалуроновая кислота и хондроитин сульфат.
Когда сахар реагирует с протеинами без участия ферментов, то в результате получаются AGE, которые вредны для организма.
Т.о. если гликозилирование является нормальным, генетически контролируемым механизмом, протекающим с участием ферментов, то гликация – не ферментативный и не запрограммированный генами процесс, который не приносит пользы. 

Глюкоза в своей обычной форме – D-глюкопираноза – довольно инертная молекула, являющаяся важнейшим источником питания клетки. 
Это единственный из сахаров, который циркулирует в организме в избытке. И, несмотря на то, что он относительно безвреден, он может стать опасным при трансформации в AGE в результате сложного, произвольно возникающего процесса, свойственного животным и растениям. Этот процесс «потемнения» не требует участия ферментов, он зависит только от температуры и обилия реактивных компонентов. 

На первом шаге этого процесса глюкоза и другие простые сахара вступают в реакцию с протеинами, а затем, соединяясь с аминокислотами и другими компонентами, запускают дальнейшую реакцию. Например, при гликации лизина получается фруктоза-лизин, которая может быть расщеплена на составляющие, такие как карбоксиметиллизин (CML) и пентосидин. В результате эластин и коллаген теряют способность разъединяться и на замену им образуются новые протеины.

Согласно теории Мэйларда, белковые сшивки образуются в результате повреждающего действия моносахаров. Этот процесс многоступенчатый. 

Он начинается обратимой гликацией — восстановленный сахар (глюкоза, фруктоза, рибоза и др.) присоединяется к концевой α-аминогруппе белка. Происходит это спонтанно, без участия ферментов. 

По сути дела, идет типичная реакция конденсации, известная из органической химии — реакция между альдегидной группой и α-аминогруппой, в результате которой образуются Шиффовы основания (Shiff bases). В данном случае вещества, образованные первичной конденсацией белка и восстановленного сахара, называются продуктами Амадори (Amadori products). В дальнейшем продукты Амадори подвергаются различным, в большинстве своем необратимым, модификациям (окислению, конденсации, структурным перестройкам и проч.). В результате формируется достаточно разнообразная группа веществ, получившая обобщенное название Advanced Glycosylation End-products (AGE). 
AGE медленно накапливаются в тканях и обладают многими негативными эффектами.

Реакция гликирования включает несколько этапов: этап первый – конденсация. 

Реакция Майяра начинается, когда карбонильная группа альдозы (HC=O) соединяется со свободной аминогруппой аминокислоты (-NH2), обычно протеином или пептидом, в результате чего получается N-замещенный альдозиламин. Проще говоря, сахар соединяется с амино кислотой. В целом, это реакция дегидратации сахара с формированием воды, а продукт конденсации быстро теряет воду по мере превращения в основания Шиффа. Основания Шиффа характеризуются двойной связью углерода с азотом, а азот в них связан с арильной или алкильной группой (H-C=N-R).

Далее основание Шиффа приобретает кольцевую структуру. Эта перестройка структуры под названием «перегруппировка Амадори» формирует кетозамин в процессе изменения молекулярной структуры вокруг атома кислорода. Если в качестве альдозы взять глюкозу, а в качестве аминокислоты глицерин, тогда в результате перегруппировки Амадори получим 1-амино-1-диокси-2-фруктозу или монофруктозаглицерин. Перегруппировка Амадори является ключевым этапом в формировании промежуточных компонентов, участвующих в реакции потемнения.

Этап второй – распад, разложение

Далее продукт, полученный в результате реакции Амадори, может распадаться тремя различными способами, в зависимости от условий. В разложении Стреккера (рис. 6) аминокислоты претерпевают окислительный распад под действием карбонильных компонентов, появляющихся в результате разложения кетозаминов. 

В этой реакции разложения аминокислоты выходят из оснований Шиффа и затем проходят процесс декарбоксилирования, катализируемого кислотами. Новые основания Шиффа легко гидролизируются до аминов и альдегидов. В результате разложения Стеккера выделяется CO2 и происходит реакция трансаминации, которая соединяет азот с меланоидами. Образующиеся альдегиды вносят вклад в появление аромата и участвуют в формировании меланоидинов. 

Этап третий гликирования  – полимеризация и потемнение

Этот этап характеризуется образованием темного пигмента и запаха жареного. Образование меланоидинов является результатом полимеризации высоко реактивных компонентов на поздней стадии реакции Майяра. Это может характеризоваться не очень приятными или резкими запахами: появляется запах подгорелого, протухшего, запах лука, растворителя или капусты. Могут появляться и приятные ароматы – солода, поджаренной хлебной корочки, карамели или кофе. Химический состав этих компонентов не очень хорошо известен. 

Конечные продукты гликации (AGE).

В конце этих всех преобразований образуются «конечные продукты гликации», Advanced Glycosylation End-products (AGE), которые оказывают неблагоприятный эффект на обмен веществ. Разумеется, среди этих соединений есть и относительно безвредные, а есть и очень токсичные. Для токсичных конечных продуктов гликации есть название – гликотоксины.

Реакция Майяра происходит не только при приготовлении пищи. Эта реакция между белками и сахарами (т. н. гликирование) имеет место и в живом организме. В нормальных условиях скорость реакции настолько мала, что её продукты успевают удаляться. Однако, при резком повышении сахара в крови при диабете реакция значительно ускоряется, продукты накапливаются и способны вызвать многочисленные нарушения (например, гиперлипидемии). Особенно это выражено в крови, где резко повышается уровень повреждённых белков (например, концентрация гликозилированного гемоглобина является показателем степени диабета). 

Накопление изменённых белков в хрусталике вызывает тяжёлое нарушение зрения у больных диабетом. Накопление некоторых поздних продуктов реакции Майяра, так же как и продуктов окисления, которое происходит с возрастом, приводит к возрастным изменениям в тканях. 

Наиболее распространённым поздним продуктом реакции является карбоксиметиллизин, производное лизина. Карбоксиметиллизин в составе белков служит биомаркером общего оксидативного стресса организма. Он накапливается с возрастом в тканях, например в коллагене кожи, и повышен при диабете.

В форме AGE-

Конечные продукты гликации-

глюкоза становится своеобразным молекулярным клеем, который делает кровеносные сосуды неэластичными и стенозными. Она вызывает воспаление, которое в свою очередь приводит к гипертрофии гладких сосудистых мышц и внеклеточного матрикса. Эти процессы способствуют атерогенезу (развитию атеросклероза), который протекает с большей скоростью у диабетиков из-за повышенного уровня глюкозы.

Два самых распространенных карбонильных конечных продукта гликации в теле – метилглиоксаль и глиоксаль. Помните, что карбонилы - побочные продукты первой стадии реакции Майяра и являются реактивными соединениями. Метилглиоксаль и глиоксаль могут получаться из глюкозы без прохождения полного цикла реакции Майяра. В силу своей реактивности метилглиоксаль играет большую роль в образовании поздних продуктов гликирования в процессе реакции Майяра. Более того, он считается важнейшим из гликирующих реагентов (т. е. ковалентно связывающихся с амино-группами белков, таких как глюкоза, галактоза и др.), приводящих к нарушению функций белков при диабете и старении

Модификация биомолекул. 

Под действием АGE модифицируются различные биомолекулы. Это, разумеется, приводит к ухудшению структуры различных органов. Одним из основных белков кожи, а также сухожилий, связок и костей является коллаген. Он составляет немного немало 20-30 % от массы всего тела. И именно происходящие с ним изменения ответственны за появление морщин, снижение эластичности кожи и т.п. В нормальном состоянии между триплетами тропоколлагена существуют сшивки, т.е. ковалентные химические связи, которые придают коллагеновым волокнам необходимые механические свойства.

Однако с возрастом количество сшивок между тропоколлагеновыми единицами увеличивается. Этот процесс, протекающий с участием такого распространённого в тканях вещества, как глюкоза, более интенсивно происходит у больных сахарным диабетом. Именно изучение последнего и пролило свет на коллагеновую теорию старения.

Карбонильная группа восстанавливающих сахаров, к которым относится в том числе и такое распространённое в нашем организме вещество, какглюкоза, реагирует со свободными концевыми аминогруппами аминокислоты лизина, которым весьма богат коллаген. Это тривиальное превращение известно нам, химикам, как нуклеофильное присоединение по карбонильной группе, и зовётся реакцией Майяра. Продукт этой реакции с красивым названием основание Шиффа в дальнейшем претерпевает более сложные превращения с ещё более загадочными названиями, например, перегруппировку Амадори. Продукт Амадори в результате миграции протонов, циклизации и многочисленных дегидратаций превращается в активированное карбонильное соединение, с любовью присоединяющее остаток аргинина соседней цепи тропоколлагена, образуя, например, глюкозепановую сшивку.

Simplified scheme of the complex Maillard reaction and formation of some advanced glycation endproducts (AGEs) in vivo. CEL = carboxyethyllysine; MOLD = methylglyoxal lysine dimer; DOLD, 3-deoxyglucosone lysine dimer; CML, carboxymethyllysine; GOLD, glyoxal lysine dimer. Redrawn with permission from Monnier VM, Arch Biochem Biophys. 2003;419:1-15.

Кстати, похожие процессы, правда, протекающие при высокой температуре, вызывают образование коричневой корочки на хлебобулочных изделиях. Вам эта коричневая корочка ничего не напоминает?
К чему же приводит увеличение числа сшивок между молекулами коллагена?
Первое следствие этого явления, как вы можете догадаться, - изменение механических свойств тканей. Естественно, это касается и кожи, которая с возрастом теряет свою эластичность, т.е. становится более жёсткой.

Представьте, что вы одновременно растягиваете обеими руками 5 резиновых жгутов. А теперь представьте, что в нескольких местах эти жгуты связаны друг с другом узлами. Участки жгутов между узлами будут растягиваться в гораздо меньшей степени. Примерно то же самое происходит и кожей. Естественно, ситуация усугубляется тем, что с возрастом уменьшается и содержание коллагена в коже, так как падает активность ферментов, участвующих в его синтезе. Но даже если бы этого не происходило, то ситуация всё равно не сильно исправилась бы, так как расщепить коллаген с частыми сшивками, чтобы заменить его новым, гораздо труднее, чем с редкими.

Увеличение количества связей в коллагене снижает его эластичность. Такое изменение на молекулярном уровне может являться причиной утолщения базальной мембраны , например, в мезангиальном матриксе почек, и приводить к почечной недостаточности при диабете , а также быть причиной возрастного снижения функции почек. Полагают, что этот механизм играет роль в сужении артерий, уменьшении сосудистого кровотока и снижении гибкости сухожилий. Показано, что в коллагене кожи коротко- и долгоживущих видов животных уровень маркера гликозилирования пентозидина обратно пропорционален видовой максимальной продолжительности жизни. Уровень конечных продуктов гликозилирования связан с повреждением нервов и склонностью к образованию кожных поражений, которые плохо поддаются лечению.

Повреждения кровеносных сосудов.

Процесс гликирования коллагена запускает ряд осложенений в тех органах, где он играет важную структурную роль: кожа, хрусталик, почки, сосуды, межпозвоночные диски, хрящи и др.

Артериосклероз инициируют длительная гипергликемия, реакции химического гликирования цепей коллагена и эластина рыхлой соединительной ткани в результате химического воздействия глюкозы и ее метаболитов — гликотоксинов (глиоксаля и метилглиоксаля), формирования ими поперечных «сшивок» между волокнами коллагена и эластина. В отличие от артериосклероза при атероматозе — основном проявлении атеросклероза — поражение артерий эластического типа происходит за счет накопления в интиме липидов — этерифицированных спиртом холестерином эссенциальных ненасыщенных и полиеновых жирных кислот, формирования бляшек в местах локализации оседлых макрофагов в интиме, очагов некроза и кальциноза; атероматоз не затрагивает коллагеновые и эластические структуры в стенке артерий. 

Артериосклероз и атероматоз как проявление атеросклероза — это два самостоятельных патологических процесса в стенке артерий эластического типа. Артериолосклероз является следствием гликирования цепей коллагена и эластина в стенке артериол мышечного типа, постартериол, в эндотелии и перицитах обменных капилляров. Микроангиопатии инициируют только процессы гликирования и действия гликотоксинов, поскольку в артериолах мышечного типа нет интимы, которая является локальной интерстициальной тканью для сбора и утилизации биологического «мусора» из крови, из внутрисосудистого пула межклеточной среды

Прочие белки и ДНК.

Нуклеиновые кислоты и белки могут быть модифицированы путем присоединения Сахаров к их свободным аминогруппам, что ведет к структурной и функциональной перестройке молекул. Нуклеотиды и ДНК тоже подвергаются неэнзиматическому гликозилированию, что приводит к мутациям из-за прямого повреждения ДНК и инактивации систем репарации ошибок рекомбинации, а также вызывает повышенную ломкость хромосом. Неферментативное гликозирование биологически важных молекул становится все более важной областью в изучении диабета и процесса нормального старения.

В первую очередь страдают, то есть гликируются, долгоживущие белки: гемоглобины, альбумины, коллаген, кристаллины, липопротеиды низкой плотности. Последствия самые неприятные. Например, гликирование белков мембраны эритроцита делает ее менее эластичной, более жесткой, в результате чего ухудшается кровоснабжение тканей. 

Из-за гликирования кристаллинов мутнеет хрусталик и, как следствие, развивается катаракта. Модифицированные таким образом белки мы можем обнаружить, а значит, они служат маркерами атеросклероза, сахарного диабета, нейродегенеративных заболеваний. Врачам и диабетикам знаком один специфический конечный продукт гликации – А1с. Он образуется в результате реакции Амадори путем присоединения глюкозы к β-цепи нормального гемоглобина. Сегодня одна из фракций гликированного гемоглобина (HbА1c) — в числе основных биохимических маркеров диабета и сердечно-сосудистых заболеваний. Снижение уровня HbА1c на 1% уменьшает риск каких-либо осложнений при диабете на 20%.

Повреждения аминокислот.

К минусам гликирования нужно приписать и то, что реакция Майара снижает биологическую ценность белков, поскольку аминокислоты, особенно лизин, треонин, аргинин и метионин, которых чаще всего недостает в организме, после соединения с сахарами становятся недоступными для пищеварительных ферментов и, следовательно, не усваиваются. 

Гликирование и метаболическая память: месть подается холодной. Часть 2.

Гликация (гликирование) приводит не только к структурным, но и функциональными изменениям многих элементов организма. Более того, эти изменения оказываются долгосрочными, от нескольких месяцев до нескольких лет (6 лет и более). Этот феномен получил название «метаболическая память», сегодня я расскажу, как гликация может перестроить нормальный обмен клеток и почему изменение образа жизни может не всегда сработать сразу эффективно. Гликация догоживущих белков и ДНК - это процесс, незаметный вначале, но очень трудноисправимый потом. Да, конечные продукты гликозилирования очень мстительны, и месть - это блюдо, которое подается холодным. Продолжение, начало здесь: гликирование и его продукты.

Гликирование и метаболическая память: месть подается холодной.

Что такое метаболическая память?

Термин «метаболическая память» появился при изучении сахарного диабета. Дело в том, что, несмотря на достигнутые успехи в лечении заболевания – разработку новых сахароснижающих средств, достижение успешного контроля гликемии и определение маркеров уровня гликемии, у большинства пациентов развиваются серьезные поражения органов-мишеней, приводящие к тяжелым осложнениям. 

Метаболическая память (менее известная как гипергликемическая или сосудистая память) – это эффект, приводящий к развитию долгосрочных последствий длительного периода плохо компенсированного уровня глюкозы крови. Другими словами, чем дольше диабет остается некомпенсированным, тем дольше сохраняется этот разрушающий эффект, даже после улучшения контроля над заболеванием. Начальные, ранние эпизоды гипергликемии оказывают негативное воздействие на уровне клеток сетчатки, почек, а также на функционирование нервных волокон. «Метаболическая память» — это такая ситуация, когда повышение гликемии — ещё до диагностирования заболевания — уже патологически сказывается на различных системах организма, в первую очередь, на нервных волокнах. Более того, если гликемический контроль долгое время был недостаточным, повреждающее действие может сохраняться и в будущем, даже после оптимизации уровня глюкозы.

В частности, в обширном исследовании ADVANCE было выявлено, что строгий контроль гликемии при сахарном диабете (СД) 2 типа приводил только к уменьшению частоты возникновения нефропатии, при этом частота развития ретинопатии и макрососудистых осложнений не снижалась. Результаты другого масштабного исследования ACCORD продемонстрировали, что строгий гликемический контроль привел к росту летальности среди пациентов, страдающих СД 2 типа. В исследовании UKPDS не было выявлено достоверного влияния жесткого гликемического контроля на инфаркт миокарда. Перспективным направлением является подход, основанный на предположении, что гипергликемия оказывает долговременный повреждающий эффект при сахарном диабете как 1, так и 2 типов и что строгий гликемический контроль, если он не обеспечивается на очень ранних стадиях заболевания, не является достаточным для полного предотвращения осложнений. 

В основе данной гипотезы лежит представление о феномене метаболической памяти, которое заключается в том, что ранний гликемический фон «запоминается» в тканях и органах-мишенях (сетчатка глаз, почки, сердце, периферические нервы). Первые данные, подтвердившие существование метаболической памяти, были получены в опытах на животных при изучении клеток сетчатки собак, одна группа которых была переведена на строгий контроль гликемии после двухмесячного, а другая – после 2,5-летнего периода гипергликемии. Исследование сетчатки проводилось через 5 лет после начала эксперимента. Парадоксально, что у животных, у которых контроль гликемии начался через 2 месяца, наблюдались незначительные признаки ретинопатии, так же как и у животных с контролем гликемии на протяжении всего периода исследования. В то же время у собак, которые были переведены на строгий гликемический контроль через 2,5 года, частота ретинопатии была сходной с уровнем ретинопатии собак, находившихся в состоянии гипергликемии все 5 лет.

Термин «метаболическая память» имеет несколько синонимов – гликемическая память, гипергликемическая память, наследственный эффект и др.. Клиническое подтверждение феномена метаболической памяти было получено в ходе масштабного клинического исследования СД 1 типа DCCT (Diabetes Complications and Control Trial) и последующего исследования EDIC (Epidemiology of Diabetes Interventions and Complications). В ходе DCCT пациенты с сахарным диабетом 1 типа были разделены на 2 группы – интенсифицированной инсуинотерапии и традиционной терапии, направленной на нормализацию гликемии. 

В дальнейшем в ходе исследования EDIC, проводимого на той же популяции пациентов, было выявлено, что среди участников, которым проводилась стандартная терапия в ходе DCCT, распространенность микрососудистых осложнений, таких как нефропатия и ретинопатия, была выше по сравнению с пациентами группы интенсифицированной терапии, хотя через 6,5 лет все участники исследования были переведены на интенсифицированную терапию. Другой интересный факт – в обеих группах средний уровень гликированного гемоглобина был практически эквивалентным. Кроме того, недавние результаты EDIC подтверждают долговременное влияние раннего гликемического контроля на прогрессирование макрососудистых осложнений и сердечно-сосудистых заболеваний.

Феномен метаболической памяти также был выявлен при сахарном диабете 2 типа по результатам исследования UKPDS (U.K. Prospective Diabetes Study). У пациентов с СД 2 типа, которые находились на стандартной терапии в течение исследования, уровень микрососудистых и сердечно-сосудистых осложнений был выше по сравнению с больными, получавшими интенсивную терапию. 

Повреждающее влияние гипергликемии на клеточном уровне реализуется с помощью четырех хорошо известных механизмов: индукция полиолового пути, реализуемого через фермент альдозоредуктазу; увеличение формирования конечных продуктов избыточного гликозилирования (AGE); активация протеинкиназы С; активация гексозаминового пути. 

Значимость каждого из перечисленных механизмов была неоднократно подтверждена в ходе исследований на животных с использованием различных ингибиторов того или иного пути биохимических реакций, что позволило предотвратить диабетические осложнения. Однако проблема заключалась в том, что, несмотря на очевидные успехи применения ингибиторов в экспериментах на животных, при использовании тех же препаратов в лечении пациентов результаты были крайне неудовлетворительными. 

В ходе дальнейших исследований было установлено, что все четыре патологические реакции запускаются в ответ на повышенную продукцию супероксид-аниона в дыхательной цепи митохондрий – процесс, индуцированный гипергликемией. Образование супероксида происходит под влиянием повышенной внутриклеточной концентрации глюкозы, нарушения работы компонентов дыхательной цепи митохондрий и переноса электронов на молекулу кислорода. Если генерация большого количества супероксид-аниона – это ключевой процесс в развитии диабетических осложнений, то насколько важную роль он играет в феномене метаболической памяти? Супероксид, как и большинство реактивных молекул (радикалов), обладает очень коротким периодом полураспада – не дольше минуты, тогда как гликемическая память может длиться годами. 

На самом деле мишенями для супероксид-ионов и других радикалов служат нуклеиновые кислоты, белки, липиды и липопротеиды с долгим периодом полураспада. Эти молекулы, поврежденные радикалами, способны нарушать работу клеток в течение долгого времени. Соединение 3-нитрозин, продукт взаимодействия свободных радикалов с клеточными протеинами, может служить важным маркером окислительного стресса при осложнениях диабета. Данное вещество было использовано в многочисленных экспериментах на животных моделях, где была продемонстрирована роль оксидативного стресса в формировании гликемической памяти. Например, R.A. Kowluru и соавт. установили, что у крыс со стрептозотоцин-индуцированным диабетом нормализация уровня гликемии в течение 6 месяцев вслед за 6-месячным периодом гипергликемии не приводила к достоверному снижению уровня 3-нитрозина в клетках сетчатки, так же как и у животных, у которых гипергликемия поддерживалась на протяжении всего исследования. Еще раз обращаю ваше внимание – за полгода ничего не изменилось, и это у крысы!

АGE-подукты – это субстрат метаболической памяти.

Наряду с оксидативным стрессом митохондрии клеток подвержены другому негативному воздействию гипергликемии – гликированию митохондриальных протеинов. В частности, установлено, что уровень метилглиоксаля – высокореактивного побочного продукта гликолиза – оказывается повышенным у пациентов, страдающих диабетом. Метилглиоксаль, реагируя с белками и нуклеиновыми кислотами клетки, образует так называемые конечные продукты избыточного гликозилирования – advanced glycation end-products (AGE). AGE-продукты играют ключевую роль в развитии диабетических осложнений. Гликирование белков дыхательной цепи митохондрий приводит к нарушению ее работы и поддержанию образования избытка супероксид-ионов независимо от уровня гликемии. Кроме того, формирование AGE-продуктов в структуре митохондрий, будучи необратимым процессом, также может объяснять длительное существование метаболической памяти. 

Показано, что у больных диабетом уровень AGE-продуктов в тканях повышен по сравнению со здоровыми людьми. Причем у пациентов с диабетом без осложнений уровень AGE-продуктов повышен на 20–30%, а при диабете в сочетании с сердечно-сосудистыми осложнениями или микроальбуминурией – на 40–100% по сравнению со здоровыми людьми. В ходе исследования EDIC уровень AGE-продуктов, определяемый путем биопсии кожи, достоверно коррелировал с распространенностью ретинопатии и нефропатии. В отличие от гликированного гемоглобина, который при снижении гликемии подвергается частичному энзиматическому дегликозилированию, уровень других AGE-продуктов не зависит от текущего уровня глюкозы. 

Кроме непосредственного участия AGE-продуктов, в формировании метаболической памяти играют роль их рецепторы, в частности тип рецепторов, известный под названием RAGE, который относится к суперсемейству иммуноглобулинов поверхностных клеточных молекул. 

Связывание AGE и данного рецептора приводит к образованию активных форм кислорода (АФК) с последующей активацией чувствительного к окислению фактора транскрипции NF-κB в сосудистой стенке, регулирующего экспрессию воспалительных и «отвечающих на повреждение» генов, и непосредственно гена RAGE. 

Данные события приводят в конечном итоге к эндотелиальной дисфункции и, как следствие, к вазоконстрикции, воспалительным явлениям, утолщению базальной мембраны и снижению способности к вазодилатации. Негативное действие AGE-продуктов реализуется не только в стенках сосудах, но и в нейронах и даже в костной ткани. В нейронах AGE-продукты провоцируют постепенное разрушение нервных волокон. Гликирование белков дыхательной цепи митохондрий в совокупности с повреждением митохондриальной ДНК могут приводить к образованию новых генераций АФК, персистирующему оксидативному стрессу и клеточному повреждению.

Порочный круг: АGE-RAGE-воспаление-стресс.

Данный самоподдерживающийся процесс лежит в основе метаболической памяти – ведущего механизма патогенеза диабетических осложнений, который не зависит от текущего уровня гликемии. В этой связи весьма перспективными в плане предотвращения развития осложнений представляются методы «выключения» метаболической памяти. Ранее большие надежды возлагались на применение антиоксидантов, поскольку ключевую роль в механизме повреждения играет оксидативный стресс, однако клиническое применение данных препаратов при диабете не привело к значимым улучшениям. Тем не менее предполагается, что подавление образования AGE-продуктов, экспрессии RAGE и оксидативного стресса в сочетании с нормализацией уровня гликемии эффективно для предотвращения осложнений. 

AGE также могут нарушить функции клеток, связывая собой различные рецепторы, включая макрофаги, клетки эндотелия и гладких мышц, клетки в тканях почек, а также нервные клетки. Такие рецепторы, вступающие во взаимодействие с конечными продуктами гликации, называются RAGE-рецепторами. RAGE- рецепторы являются ключевыми медиаторами в реакции тела на бактерии и вирусы. AGE, гликозилированные белки, липиды и даже нуклеиновые кислоты могут выступать в качестве лигандов, взаимодействующих с RAGE-рецепторами и инициирующих внутриклеточные сигналы: например, активацию NF-kB – основного воспалительного агента, способствующего старению. 

Вместо того, чтобы присоединяться напрямую к протеинам типа коллагена или эластина, эти растворимые AGE выступают в роли лигандов на RAGE-рецепторах и провоцируют воспалительный процесс. RAGE-рецепторы поддерживают клетку в активированном состоянии, из-за чего кратковременные противовоспалительные реакции переходят в продолжительную клеточную дисфункцию. 

АGE-подукты и рецептор к ним (RAGE): от сосудов до Альцгеймера.

Рецептор конечных продуктов гликозилирования (RAGE) является мультилигандом трансмембранного гликопротеина типа I, принадлежащего суперсемейству иммуноглобулина (Ig). RAGE может участвовать в ряде патологических процессов, включая диабет, болезнь Альцгеймера (БА), системный амилоидоз и опухолевый рост. RAGE изначально охарактеризован на основе его способности связывать AGEs, аддукты, образованные неферментативным гликозилированием и окислением белков и липидов. Этот процесс происходит при нормальном процессе старения и резко ускоряется при диабете, где гипергликемия служит основным триггером. Существенные доказательства подтверждают роль взаимодействий AGE/RAGE в патофизиологии диабета. Оба: и AGEs, и RAGE повышены при диабете в кровеносных сосудах, моноцитах и подоцитах. 

RAGE может также опосредовать физиологические функции, такие как рост нейронов, выживание и регенерацию, и играет важную роль в провоспалительных реакциях. RAGE экспрессируется на высоком уровне в процессе развития, особенно в центральной нервной системе (ЦНС). Он также экспрессируется на более низком уровне в клетках взрослого организма: клетках эндотелия, в том числе и гладкомышечных клетках, в мононуклеарных фагоцитах, перицитах, нейронах, кардиомиоцитах, гепатоцитах. RAGE лиганды включают конечные продукты гликозилирования (AGEs), белок амилоида-β (Aβ), HMG-1 (также известный как амфотерин) и несколько членов суперсемейства протеина S100. 

Блокада активации RAGE рекомбинантным sRAGE или блокирующими функцию антителами снижает сосудистую проницаемость, развитие атеросклеротических поражений и усиливает заживление ран у больных сахарным диабетом грызунов. У RAGE-нулевых мышей с диабетом не развиваются признаки нефропатии, включая усиленную экспансию мезангиального матрикса и утолщение гломерулярной мембраны. И, напротив, трансгенная гиперэкспрессия RAGE приводит к обострению диабетической нефропатии и ретинопатии. RAGE является также рецептором для β-складчатых фибрилл, структур, которые характерны для амилоида. Aβ является основным компонентом нейродегенеративных бляшек, связанных с болезнью Альцгеймера (БА), и RAGE колокализуется с Aβ в мозге больных БА в повышенных количествах.

С молекулярной точки зрения болезнь Альцгеймера характеризуется отложениями аномально агрегированных белков. В случае внеклеточных амилоидных бляшек такие отложения главным образом состоят из филаментов β-амилоидных пептидов (Aβ), и в случае внутриклеточных нейрофибриллярных клубков (NFT), главным образом, из белка tau. AD также характеризуется повышенной экспрессией RAGE в нейронах. RAGE является рецептором семейства иммуноглобулинов, имеющим много лигандов, который функционирует в качестве передающего сигнал акцептора Aβ на клеточной поверхности. Рецептор конечных продуктов гликозилирования (RAGE), который локализован не только на нейронах, астроглии и микроглии, но и на эндотелиальных клетках, где выполняет роль транспортера бета-амилоида в мозг из кровяного русла. 

Несколькими группами показано, что инфузия Aβ40 у мышей приводит к вазоконстрикции сосудов головного мозга и ослаблению мозгового кровообращения (CBF). Пациенты, страдающие AD, также имеют ослабленное мозговое кровообращение. В мышиных моделях AD, в которых трансгенные животные сверхэкспрессируют белок амилоидного предшественника (APP), который приводит к заболеванию, вызывая образование бляшек, показано, что RAGE вовлечен в качестве патогенного фактора в прогрессирование заболевания.

Показано, что RAGE связывается с Aβ-пептидами. Ингибирование такого взаимодействия подавляет накопление Aβ у трансгенных животных в модели; поэтому полагают, что RAGE вовлечен в AD. Показано, что лечение с использованием sRAGE (растворимого RAGE), а также анти-RAGE-антителами снижает количество бляшек (Deane et al, 2003). Блокирование взаимодействия RAGE с амилоидом с помощью антител может быть подходящим способом лечения пациентов с AD; однако, существующие поликлональные антитела, полученные из сыворотки животных, не подходят для хронического лечения человека.

-------------------------------------------------------------------------------------------------

Контроль гликации: выбор продуктов и способов готовки, часть 3.

Итак, как вы уже прочитали в двух предыдущих частях, что настоящей угрозой для здоровья являются Конечные Продукты глубокого Гликозилирования, КПГ(Конечный продукт гликирования), они же AGE-продукты. 

Эти соединения могут накапливаться в нашем теле путем 
двух механизмов: 
поступая уже готовыми из продуктов питания и 
образовываться непосредственно в нашем теле. 

Образование AGE продуктов в наших клетках как правило связано с нарушением чувствительности к инсулину и в целом с проблемным углеводным обменом. Сегодня мы разберем ключевые правила, которые касаются образования и поступления в организм КПГ из продуктов питания, узнаем каких продуктов нужно избегать и как готовить, чтобы образовывалось меньше КПГ(Конечный продукт гликирования) (AGE). 

Контроль гликации: выбор продуктов и способов готовки, часть 3.

Общие правила.

1. Научится распознавать КПГ(Конечный продукт гликирования) в продуктах питания, подсчитать сколько их находится в вашем питании. стратегия питания, направленная на сокращение КПГ, поступающих из пищи, задерживает старение, продлевает жизнь, а также имеет противоположные эффекты, перечисленным выше заболеваниям.

2. Ограничить количество продуктов с высоким содержание КПГ

Конечный продукт гликирования

. 

3. Кулинарная готовка по технологиям, обеспечивающим минимум КПГ.
КПГ

Конечный продукт гликирования

 видны невооруженным глазом, это реакция побурения. Вареная сгущенка в выпечке побурела, молоко топленое приобрело другой оттенок, румяная корочка на хлебе, на сухарике, измененный цвет пива, ликера, некоторых конфет, это тоже КПГ, кушая которые вы пополняете свой организм КПГ.
КПГ 

Конечный продукт гликирования

 там, где пища приготавливается при высокой температуре. 

4. Углеводный баланс и инсулин.

Ограничение углеводов, 
хорошая чувствительность к инсулину, 
чистое время без еды с низкими запасами гликогена, 
развитые мышцы (буфер для СЖК и глюкозы) и прочие вещи, которые защищают от внутреннего образования КПГ, Об этом отдельный будет разговор.

5. Разрушение накопившихся в организме КПГ: аутофагия. Об этом еще будет статья.

Сколько можно безопасно есть КПГ(Конечный продукт гликирования)?

Этих веществ стоит опасаться не только диабетикам, но и здоровым людям. 

Точнее, тем из них, кто злоупотребляет сладким. Формула опасности проста: много сахара + белки = процесс формирования КПГ(Конечный продукт гликирования)
пошел. Вторая – даже если ты сладкое не слишком уважаешь, КПГ может поступить в твой организм иным путем: напрямую из пищи.

Вообще сегодня для человека точное допустимое количество КПГ в сутки не установлено. Тем не менее, в исследованиях на животных показано, что сокращение КПГ всего на 50% в сутки сильно улучшало здоровье и продлевало жизнь. А значит, вероятно, лучше вообще стремиться к показателю в 7 500 единиц КПГ для человека. В идеале стремитесь в своём рационе питания к 7500—9000 единицам КПГ в сутки. 

Таблица КПГ(Конечный продукт гликирования) в продуктах питания 

Яд в малых дозах – лекарство.

При низких температурах тоже может образовываться побурение. Но не все подукты потемнения (меланоидины) однозначно вредны. Небольшие количества конечных продуктов гликирования и тех, что образуются в этих процессах, могут быть даже полезны. В научной литературе хватает данных о полезных свойствах КПГ — антиоксидантных, антимикробных, иммуномодулирующих, а также об их способности связывать ионы тяжелых металлов.

Впервые антиоксидантная активность продуктов реакции Майара была обнаружена в 1961 году в экспериментах с вареным мясом. 

Затем было показано, что вареное мясо ингибирует перекисное окисление липидов, а в роли собственно ингибиторов выступают некоторые продукты гликирования и мальтол, образующиеся в говядине при варке.

Исследование меланоидинов кофе, развернувшееся в последние годы, подталкивает ученых к мысли, что они могут уменьшать риск заболевания раком. Кроме того, они усиливают синтез ферментов семейства глютатион-S-трансферазы, которые обезвреживают различные ксенобиотики. Меланоидины выполняют ту же функцию, что и пищевые волокна, улучшают пищеварение и стимулируют рост бифидобактерий, то есть обнаруживают свойства пребиотиков. 

Распознавайте и избегайте.

Есть продукты, в которых сахар и белки уже среагировали, образовав «пищевые гликотоксины» (так называют КПГ-

Конечный продукт гликирования-

, присутствующие в готовой пище). Распознать их часто можно по цвету: накопление гликотоксонов изменяет оттенок пищи, как выражаются химики, вызывает «реакцию побурения». Аппетитно-коричневые топленое молоко, ряженка и вареная сгущенка, румяная корочка на хлебе, булочках, мясе, птице – все это признак высокой концентрации КПГ-

Конечный продукт гликирования

Вредности придают еде яркий вкус и аромат, поэтому «бурых» вкусняшек так хочется и.. так нельзя. Если вы когда-либо готовили тост, то вы знаете о процессе гликирования не понаслышке. 

Тост из хлеба подвергается реакции, ведущей к потемнению его поверхности, происходящей при нагревании пищи и приготовлении под воздействием высокой температуры. Эта реакция также обычно наблюдается, когда мы жарим мясо, рыбу или готовим картофель фри. 

Уровни токсичных веществ в организме человека с возрастом увеличиваются, в том числе за счёт продуктов, которые мы потребляем. Ранее учёные недооценивали разрушительное влияние гликотоксинов на клетки человека, его органы и ткани. 

Результаты недавних исследований, однако, показали поразительные свидетельства той важной роли, которую играют полученные из пищи гликотоксины в развитии процесса гликирования. Кроме того, не так давно учёные установили, что конечные продукты глубокого гликирования имеют большое значение в ускорении процесса старения, а также в развитии таких заболеваний, как диабет, болезни сердца, почек, рак, болезнь Альцгеймера и некоторые виды невропатии. Уровень гликотоксинов резко возрастает у людей, которые имеют повышенное количество глюкозы в крови, потому что глюкоза является питательной средой для этих вредных веществ. 

Таким образом, гликотоксины особенно распространены в организме людей, страдающих метаболическим синдромом или диабетом. . 

Снижение потребления КПГ-

Конечный продукт гликирования-

 с пищей улучшает состояние здоровья. Недавнее исследование показало, что умеренное сокращение потребления продуктов, богатых производными от гликации веществами, улучшало показатели инсулинорезистентности у взрослых персон с диабетом 2-го типа. Сократив КПГ можно замедлить старение, предупредить опасные заболевания, замедлить появление морщин и сильно продлить жизнь. Про внешность и КПГ я напишу отдельно.

Уменьшение продуктов с высоким содержанием КПГ.

1. Уменьшите количество полуфабрикатов.
Ограничьте прием обработанных пищевых продуктов. Многие полуфабрикаты подвергались воздействию высокой температуры при приготовлении пищи, чтобы продлить срок годности, таким образом они могут иметь высокое содержание конечных продуктов усиленного гликозилирования.

2. Жаренное мясо и переработанные мясные продукты. Считается, что 10 процентов конечных продуктов усиленного гликозилирования, которые мы получаем при приеме в пищу обжаренных гамбургеров и жареной курицы, могут всасываться в наши ткани и кровь. В течение нескольких лет исследовалось влияние КПГ из пищи на здоровье. Из этого исследования можно увидеть, что чемпионом по содержанию КПГ является жареный бекон. В беконе столько КПГ, что остальные продукты питания просто меркнут перед ним. Давайте определим, что такое оптимальный объём КПГ для человека. Из исследований мы знаем, что средний рацион американцев содержит около 15 000 единиц КПГ в сутки. Значит, показатель свыше этого будет считаться опасным. Достаточно съесть всего 100 граммов жареного бекона, и вы получите 30 000 единиц КПГ.

3. Фастфуд. Чипсы, картофель фри, жареный бекон, гамбургеры, кола - абсолютные рекордсмены по содержанию КПГ, Абсолютное большинство фастфуда содержит множество КПГ. Кроме того их много и в продуктах, вкус которым дает реакция карамелизации-ГОРЕЛЫЙ САХАР - по сути нагревание сахара: кока-кола, карамель, пиво и многие другие.

Сахарный протокол: аспекты гликации.

Эта тема требует долгого обсуждения, пока просто ряд тезисов:

1. Сахар. Норма - не более 5 грамм в сутки, включая скрытый сахар в готовых продуктах питания. Четко ограничивайте сладости и мучное — продукты с высоким гликемическим индексом. Самые опасные сочетания это сахар+белок+жир.

2. Ограничивайте фруктозу.  Особенно опасна фруктоза как сама по себе, так и в составе сахара. В реакциях образования КПГ фруктоза в 200 раз активнее глюкозы.

6. Не употребляйте большое количество рафинированных продуктов с высоким гликемическим индексом. Обычно это не касается овощей или фруктов, так как содержащийся в них пектин играет роль углеводного буфера, сглаживая колебания 

7. Питание 2-3 раза в день. Чем меньше скачков глюкозы, тем лучше.

8. Хорошая чувствительность к инсулину. Постпрандиальная гликемия – это показатель, насколько все будет плохо с гликированием тканей.

9. Углеводы больше употребляйте днем, так как чувствительность к инсулину уменьшается 

10. Не используйте сахар в готовке, где он будет нагреваться. Это крайне опасно.

11. Различайте свободные сахара и связанные. Так, фруктоза в коле и в груше имеют различные профили усвоения.

12. Мед, кленовый сироп – это тот же сахар. Вот еще названия сахара:

названия сахара: 
глюкозно-фруктозный сироп, 
«сироп фруктозы», 
ГФС, 
HFCS, 
GFS, 
сахароза, мальтоза, кукурузный сироп, патока, сахарный тростник, кукурузный сахар, сахар-сырец, мед, фруктовый концентрат, мед, кленовый сироп, измельченный солод, кукуруза и ее производные,  рисовый и кукурузный сироп, патока, черная патока, сырец, сироп сушеного тростника, инвертный сахар, сироп коричневого риса, сок белого винограда или другие фруктовые концентраты

13. Завтракайте! Много ешьте на завтрак, это уменьшает простпрандиальную гликемию в течении дня. Рассматривая стандартный трехразовый режим питания, отметим, что основное время в течение суток приходится на состояние после еды (постабсорбционное состояние). Следовательно, избыточное повышение уровня глюкозы в крови после еды, с одной стороны, является ранним и наиболее адекватным диагностическим признаком сахарного диабета второго типа, с другой — имеет неблагоприятное прогностическое значение с точки зрения сердечно-сосудистых осложнений. Читать подробнее (ссылка).

Здоровые технологии готовки

1. Выше температура – больше КПГ (Конечный продукт гликирования)

, намного больше! 

Чем выше температура готовки, тем больше образуется КПГ. Продукты гликирования, которые обычно встречаются в мясе, приготовленном на гриле и при высоких температурах. 

Особенно интенсивно КПГ образуются во время термической обработки продуктов питания при температуре свыше 120 градусов по Цельсию: жарка (жареный картофель и мясо), выпекание (пироги из духовки и яблоки), жарка на огне (шашлык). Золотистая корочка, образующаяся во время жарки и выпекания — это и есть КПГ.

Вот температура разных способов готовки: кипячение (100°С), поджаривание (225°с), жарка во фритюре (180°С), жарка в духовке (230°C) и обжарка (177°С). 

Результаты исследования показали, что чем выше была температура, при которой происходило приготовление еды, тем выше в ней был уровень конечных продуктов гликирования. Так, например, в 100 г сырой говядины содержится 707 kU на 1 порцию конечных продуктов гликирования, а в 100 г ростбифа — 6071 kU на 1 порцию.

При анализе типичных национальных диет было установлено, что употребление мяса ассоциируется с поступление наибольшего количества конечных продуктов гликирования в организм человека, затем следуют растительные масла, сыр и рыба.

Такие продукты питания, как крупы зерновые, яйца, фрукты и овощи, бобовые, молоко, орехи, как правило, ассоциируются с незначительным поступлением конечных продуктов гликирования в организм, возможно, потому что готовятся при низких температурах или составляют небольшую часть рациона.

Образование КПГ(Конечный продукт гликирования)

 при разных режимах готовки.

ЯЙЦО ОМЛЕТ ПРИГОТОВЛЕННЫЙ НА СЛИВОЧНОМ МАСЛЕ	507
ЯЙЦО ОМЛЕТ ПРИГОТОВЛЕННЫЙ НА ОЛИВКОВОМ МАСЛЕ	337
ЯЙЦО ЯИЧНИЦА НА СЛИВОЧНОМ МАСЛЕ	337
ЯЙЦО ЯИЧНИЦА НА ОЛИВКОВОМ МАСЛЕ	243
ЯЙЦО ЯИЧНИЦА НА КУКУРУЗНОМ МАСЛЕ	173
ЯЙЦО ОМЛЕТ НА КУКУРУЗНОМ МАСЛЕ	123
ЯЙЦА ВАРЁНОЕ	63

2. Снизьте температуру! Используйте здоровые методы готовки!

Снизьте температуру приготовления мяса и белков. Готовьте на пару рыбу и морепродукты, варите на медленном огне цыпленка в соусе и тушите красное мясо.

Если вы готовите мясо в жидкости при низкой температуре, как в медленноварке, вы снизите количество повреждающих клетки соединений, известных как продукты гликирования, которые уменьшаются на 50 процентов при использовании медленного приготовления, по сравнению с поджариванием или грилем.

Вот почему медленное приготовление пищи, возможно, один из самых безопасных способов приготовления мяса. 

Активно используйте другие способы приготовления, такие как тушение, мариновка или варка на пару вместо жарки мяса на гриле. Можно готовить специальным апаратом, который тушит продукты в воде при маленькой температуре (от 75 до 95 гр С). Процесс приготовления длится при этом часов шесть. Можно готовить на пару или просто варить. Вот список возможностей (и он еще неполный):

бланширование — кратковременное ошпаривание, или крайне недолгая (1 минута) варка продукта. Применяется для быстроварких продуктов, для более лёгкой очистки продукта от кожицы, для консервирования и, наконец, для уничтожения вредных бактерий. Продукт обдают кипятком или паром в закрытой посуде или погружают в кипяток (0,5 – 5 мин.).

варение (варка) — один из самых распространённых видов термической обработки. Заключается в том, что обработке подвергается полностью погружённый в горячую (кипящую) воду (или иную жидкость) продукт.

тушение — средняя процедура между жарением и варением. В отличие от указанных способов термической обработки всегда производится под крышкой. Обычно проводится от 40 минут в закрытой посуде на медленном огне. Как правило тушат мясо и рыбу вместе с различными овощами и пряностями, чем разнообразнее состав, тем богаче вкус и аромат готового блюда.

поширование — медленное приготовление продуктов в воде без кипения, при температуре максимально до 95 градусов, щадящий способ термической обработки продуктов, который помогает сохранить структуру и витамины в применяемых продуктах. Используется для приготовления овощей, фруктов, рыб, яиц и мяса. Рульман указывает на температуры воды между 71°C и 82°C, ниже температуры образования пузырьков (88°C). 

готовка в вакууме (также су-вид, от фр. sous-vide, «под вакуумом») — метод приготовления пищи, при котором мясо или овощи помещаются в пластиковый пакет с откачанным воздухом и медленно готовятся при сравнительно низкой и точно контролируемой температуре, обычно в водяной бане. Готовка в вакууме обычно производится при температуре около 55-60 °C, для овощей используются и более высокие температуры. 

томление — в кулинарии — метод приготовление блюд с помощью медленного, длительного тушения при постоянной невысокой температуре в плотно закрытой посуде (обычно ниже точки кипения воды). Настоящий томлёный вкус получается лишь при приготовлении в русской печи при постепенно снижающейся температуре. Современные технологии используют тиховарку или тушение в духовке с периодическим подливанием жидкости для сохранения скорости выпаривания.

припускание — варка продуктов в небольшом количестве жидкости или в собственном соку. Этот способ применяют в основном при тепловой обработке продуктов с высоким содержанием влаги. Продукт заливают жидкостью на 1/3 его объема и нагревают при закрытой крышке. В этом случае нижняя часть продукта варится в воде, а верхняя — в атмосфере пара.

3. Контакт с воздухом.

Грибы, обжаренные на оливковом масле: слева — на открытой сковороде, справа — при помешивании под крышкой. Фото с сайта zapisnayaknigka.ru.

При контакте с воздухом образуется больше КПГ. Готовьте с закрытой крышкой.

4. Открытый огонь и прямое нагревание. Сухой жар.

Жарка, гриль и др. постное мясо, например, курицы, содержат высокие уровни пищевых конечных продуктов усиленного гликозилирования, когда они приготовлены с помощью сухого жара. Ограничьте количество приготовленного на гриле, жаренного на открытом огне, обжаренного и в микроволновке мяса в своем рационе. При приготовлении пищи на сухом жару вырабатывается– метилглиоксал (МГ) – это тип позднего конечного продукта гликации, который, как оказалось, понижает защитные способности организма для контроля за воспалением. У мышей, которые потребляли МГ, рано начала развиваться инсулинорезистентность и повышаться содержание жира в организме, в отличие от здоровой контрольной группы.

5. Жарка с жиром.

Куриная грудка, приготовленная во фритюре в течение 20 минут, содержит в себе в 9 раз больше конечных продуктов гликации, чем такая же грудка, подвергнутая варке в течение часа. Связь между раком предстательной железы и едой, приготовленной во фритюре, ограничена на самом высоком уровне потребления — определенном в нашем исследовании как больше, чем раз в неделю — что предполагает, что регулярное поедание приготовленной во фритюре еды ведет к исключительному риску развития рака предстательной железы». Уже существует доказательство тому, что потребление подобных угощений ведет к разным видам рака, таким как рак груди, легких, панкреатический рак, рак головы и шеи, а так же к раку пищевода.

6 Добавьте больше воды.

Присутствие воды замедляет реакции гликации, кроме того испарясь, вода не дает температуре повышаться выше 100 С.

7. Ограничение красного мяса.

Конечные продукты усиленного гликозилирования находятся в говядине, свинине — здесь самые высокие уровни. По сравнению с другими видами мяса, баранина имеет самые низкие уровни пищевых конечных продуктов усиленного гликозилирования. Готовьте красное мясо максимально щадящими способами.

8. Включайте в свою диету больше фруктов и овощей. 

Приготовленные или сырые, они, естественно, имеют низкое содержание конечных продуктов усиленного гликозилирования, и многие из них содержат сложные соединения, такие как антиоксиданты, которые могут уменьшить вред, наносимый конечными продуктами усиленного гликозилирования.

9. Баланс сырое-варенное.

Овощи используйте часть сырыми, часть обрабатывайте. Важен здоровый баланс сырого и вареного.

Температура в интервале от 41°F до 135°F (от 5°C до 57°C) считается «опасной зоной», потому что при этом бактерии обычно размножаются и, таким образом, не следует хранить пищу при такой температуре. Ученые отмечают, что витамин C при приготовлении фруктов и овощей остается в воде и разрушается в процессе окисления. При чистке овощей содержание витамина C значительно сокращается, особенно при чистке картофеля, где наибольшая часть этого витамина содержится в кожуре. Однако в результате исследования было показано, что в некоторых случаях из приготовленных овощей в организм поступает больше каротиноидов, чем из сырых. Так что важен баланс, а не крайности.

7. Избыточная термообработка овощей ухудшает их качество. 

Лучший вариант – альденте.

Al dente — понятие в кулинарии, означающее степень готовности продуктов (обычно пасты), когда, будучи полностью готовыми, они сохраняют ощутимую при укусе внутреннюю упругость. Термин «al dente» происходит из итальянского языка и означает «на зубок» или «на укус», подчёркивая ощущение упругого щелчка (или хруста для овощей), при раскусывании. В деревнях используют выражение «с хрусто́м» (ударение на последнем слоге). То есть, говоря простым языком, овощи должны хрустеть на зубах. После того как прошло 2, 3 минуты с момента загрузки овощей пробуйте их на вкус. Тут главное не передержать овощи. Если по вкусу овощи имеют достаточно упругую структуру, и не разламываются вилкой, а на вкус они напоминают недоваренный хрустящий овощ, то это знак о том что овощи пора вынимать. В заранее подготовленную холодную воду кидаем кубики льда, берем большую ложку с отверстиями и выкладываем овощи в холодную воду. После этого ждем пару минут пока овощи охладятся, вытаскиваем их и подаем с основным блюдом. Следите за тем чтоб овощи при подаче не были холодными.

Для чего опускать овощи в ледяную воду? Ледяная вода моментально остужает овощи не давая им под влиянием своей собственной температуры размякнуть, благодаря этому овощи должны остаться такими же как в момент их последней пробы. Овощи альденте не каждый может с первого раза правильно не переварив приготовить. Только опытный повар благодря жизненному опыту сможет сварить овощи альденте правильно. Нам же остается тренироваться.

Также al dente готовят овощи, реже — рис, бобы и даже мясо, но применимость к ним данного термина оспаривается. Овощи al dente после готовности необходимо резко охладить (например, опустить в воду со льдом).

8. Используйте силу кислой среды.

Можно и нужно предварительно мариновать любое мясо. Маринад уменьшает количество в 2 раза. А если вы добавите специи-антиоксиданты, то ситуация станет еще лучше.

Приготовление пищи может происходить при помощи протекания химических реакций, без нагревания, как в случае традиционного блюда Севиче в Южной Америке, для которого рыбу готовят, маринуя ее в кислоте соков лимона или лайма. Суши готовится на основе подобной химической реакции, которая протекает между рыбой и рисом, маринованным в уксусе.

Можно использовать для подкисления: яблочный, винный уксус, бальзамический уксус, лимонный сок, мякоть лимона, лайм, закваску и др. А также маринады (только без сахара!!!)

9. Качественный состав продуктов: лизин и фруктоза.

Из всех аминокислот наибольший цвет при реакции Майяра дает лизин благодаря наличию ε-амино группы. Цистеин дает наименее слабый оттенок. Поэтому продукты, содержащие протеины богатые лизином, например, молоко, быстро темнеют. Также на цвет влияет соотношение сахара и аминов. Например, в экспериментальном образце с соединением вида глюкоза-глицин, содержащем 65% воды при температуре хранения 65С наблюдается быстрое изменение цвета по мере уменьшения отношения глюкозы к глицину. 

Попытки предотвратить реакцию в продуктах должны быть направлены на исключение одного из реактивных веществ: амино-соединений из продуктов богатых углеводами, или сахаров из продуктов с высоким содержанием протеинов. В ходе реакции Майяра также образуется вода. Таким образом, вследствие закона действующих масс, реакция замедляется в продуктах, содержащих воду.

Различные сахара обладают различной реактивностью. Так, например, фруктоза в 100—200 раз более активна, чем глюкоза.  Имейте ввиду, что реакция Майара снижает биологическую ценность белков, поскольку аминокислоты, особенно лизин, треонин, аргинин и метионин, которых чаще всего недостает в организме, после соединения с сахарами становятся недоступными для пищеварительных ферментов и, следовательно, не усваиваются. 

10. Не нагревайте сахар или продукты с высоким гликемическим индексом вместе с белками!

Карамелизация, поливка соусами или маринадами с сахаром для корочки, панировка сухарями и др - все эти способы многократно увеличивают количество КПГ!

--------------------------------------------------------------------------------------------

Гликация и внешность: сахарное лицо, часть 4.

Процесс гликации (взаимодействие сахаров с белками) проводит к образованию конечных продуктов гликозилирования (КПГ, они же AGE-продукты), которые накапливаясь в нашем теле, приводят ко множеству негативных эффектов. И, пожалуй, самый заметный из них – это воздействие на кожу, что проявляется в ускорении ее старения, образовании морщин, нарушении пигментации и др. 

В настоящее время выделяют три механизма старения кожи: фотостарение (внешний тип),
хроностарение (биологическое и возрастное) и 
гликостарение (сахаростарение, отложение продуктов гликозилирования). Главное отличие заключается в том, что хроностарение представляет собой генетически предопределенный процесс, а фотостарение напрямую связано с ультрафиолетовым облучением и особенностями ответа конкретного индивидуума на повреждения. Главный из этих механизмов – это фотостарение, затем идет гликостарение и лишь на третьем месте – возраст. Как вы видите, ваши года – далеко не самый главный фактов в молодости вашей кожи. Фотостарение и гликостарение тесно связаны друг с другом, так как оба процесса усиливают оксидантный стресс.

Гликация и внешность: сахарное лицо, часть 4.

Напомню, вы можете пройти онлайн видеокурс "Здоровое питание" и уже готов новый видеокурс по осанке и телесности "Здоровая осанка" онлайн!

Продолжение, начало здесь:

Контроль гликации: выбор продуктов и способов готовки, часть 3.

Гликирование и метаболическая память: месть подается холодной. Часть 2.
Гликирование и его продукты: мусор внутри вашего тела, часть 1.

Гликация и внешность.

Процесс гликации существенно не развивается в дерме в целом лет до 30-35. Однако, когда он запускается, вместе с процессом естественного старения, то быстро набирает обороты. Стареющие ткани подвергаются воздействию конечных продуктов усиленной гликации (AGE), которые прочно «склеиваются» с коллагеном и эластином, особенно с эластином, это можно наблюдать в верхнем слое дермы. 

В форме AGE глюкоза становится своеобразным молекулярным клеем, который делает кровеносные сосуды неэластичными и стенозными. Она вызывает воспаление, которое в свою очередь приводит к гипертрофии гладких сосудистых мышц и внеклеточного матрикса. Процессы гликации в коже ускоряют ее старение, вызывают пожелтение, ригидность и ухудшение циркуляции. Кожа не может выглядеть молодой и здоровой при наличии в ней продуктов гликации.

Применительно к внешности, конечные продукты гликации, во-первых, меняют цвет кожи, а во-вторых, делают её более плотной. В итоге мы вынуждены наблюдать на коже морщинки, некую её дряблость и потерю здорового блеска. Возможно, вы замечали мелкие красные точки на коже. Помимо проблем с печенью, они также могут вызваны гликацией белков дермы. Однако печень может быть и здоровой, а в основе повреждений в данном случае лежит ослабленный капиллярный кровоток.

Гликация коллегена, эластина и фибронектина негативно сказывается на состоянии кожи: она теряет упругость и больше подвергается негативному воздействию солнечных лучей. 

Конечные продукты гликации подавляют пролиферацию фибробластов и негативно сказывается на кераноцитах. Гликация также является одной из причин появления пигментных пятен на коже, поскольку она способствует гиперактивности меланоцитов, которые отвечают за выработку пигмента меланина.

Со временем, в результате этого процесса, теряющая эластичность кожа начинает быстро покрываться морщинами. При этом замедляется регенерация клеток кожи и процесс кровообращения – в коже активно запускаются процессы старения. Сегодня ученые пришли к однозначному выводу, что замедлить эти процессы можно, в первую очередь, путем снижения уровня гликации. 

Основными проявлениями пагубного влияния гликации, которые могут проявляться на поверхности кожи, являются ее истончение, обесцвечивание, потеря эластичности, морщины, тусклость, темные круги под глазами, общий уставший вид. Со временем кожа становится шероховатой и дряблой, на ней появляются морщины, которые проникают все глубже и глубже в эпидермис, в то время как уровень насыщения организма водой уменьшается.

Поэтому очень важно начать борьбу с гликацией как можно раньше, чтобы предупредить повреждение защищающих кожу подкожных тканей, а также уменьшение ее эластичности и упругости.

Старение и коллаген.

Одним из основных белков кожи, а также сухожилий, связок и костей является коллаген. Он составляет немного немало 20-30 % (!!) от массы всего тела. И именно происходящие с ним изменения ответственны за появление морщин, снижение эластичности кожи и т.п. В настоящее время описано 28 типов коллагена. 

В разных тканях преобладают разные типы коллагена, а это, в свою очередь, определяется той ролью, которую коллаген играет в конкретном органе или ткани. Например, в сухожилиях коллаген образует плотные параллельные волокна, которые дают возможность этим структурам выдерживать большие механические нагрузки. В хрящевом матриксе коллаген образует фибриллярную сеть, которая придаёт хрящу прочность, а в роговице глаза коллаген участвует в образовании гексагональных решёток десцеметовых мембран, что обеспечивает прозрачность роговицы, а также участие этих структур в преломлении световых лучей.

Если при хроностарении продукция коллагена снижается на 75% одновременно с возрастанием процессов деградации коллагена то однократное воздействие на кожу ультрафиолетового излучения до средней эритемы (покраснения), приводит к временному снижению синтеза коллагена на 80%! Гликация замедляет распад поврежденного коллагена и ухудшает его структуру. 

Свободнорадикальная теория и теория гликации возникли независимо друг от друга и развивались параллельно, однако в настоящее время рассматривают комплексную теорию, в которой обе теории переплетаются. Так, было доказано, что гликозилированные белки могут участвовать в свободнорадикальных реакциях, а свободные радикалы, в свою очередь, способствуют конформационным перестройкам молекулы белка, “делая” ее доступной для атаки сахаров.

К сожалению, коллаген – это долгоживущий белок, поэтому его гликацию почти невозможно исправить. Скорость ремоделирования коллагенового волокна в организме очень мала. 

По оценкам, время полупревращения коллагена составляет более 100 лет (цифра спорная, некоторые исследования показывают меньшее на несколько порядков значение) и гликация играет ключевую роль в патогенезе и при старении организма. 

Было установлено, что сокращение количества коллагена в кожном покрове связано с изменениями внутриволоконных и внутримолекулярных связей. Так, коллаген по физическим и химическим свойствам переходит из разряда растворимых в воде в разряд не растворимых: лёгкие ажурные белковые волокна «слипаются» и уплотняются, а равномерная, регулярная, совершенная с химической точки зрения структура коллагенового каркаса меняется. 

Чем старее человек, тем меньше общее количество коллагена в организме, и тем больше процент уплотнённого коллагена, тем больше в коже пустот, образовавшихся из-за разрушения волокон и перераспределения плотности. Таким образом, необходимо своевременно пополнять резерв тонковолоконного, лёгкого коллагена.

Накопление AGEs значительно ухудшает свойства соедини­тельной ткани. Изучение физических свойств полимера в зависимости от количества сшивок на приме­ре синтетических полимерных сеток показало следующее:

· уменьшение проницаемости и способности набухать в растворителе;

· увеличение модуля упругости;

· уменьшение разрушающего напряжения.

В коллагенсодержащих тканях эти эффекты наблюдаются с возрастом и проявляются соот­ветственно в уменьшении содержания воды, увеличении жесткости и потере эластичности и увеличении хрупкости. Тенденция потери воды в коже при старении может усиливаться и за счет разрушения протеогликанов, полисахаридные компоненты которых обладают исключительными водоадсорбционными свойства­ми. 

Морщины.

Коллагеновые волокна обеспечивают коже механическую прочность. Кожа все время подвергается механическим нагрузкам. Улыбка или нахмуривание складывают ее, пытаясь сломать коллагеновый каркас, гравитация тянет щеки, подбородок или брови вниз и т.д. Но пока коллагеновых волокон достаточно много — ничего не ломается и не растягивается. Они — как арматура в железобетоне, только гибкая. Чтобы плита выдерживала нагрузку, арматуры должно содержаться по норме. 

А если ее заложить меньше? Результаты мы видим на четвертом-пятом десятке лет. Фибробласты снижают темпы синтеза коллагена, и его становится меньше, промежутки между волокнами — арматурой все больше. И в какой-то момент они не выдерживают нагрузку. Появляются морщины в местах привычных мимических движений — на лбу, переносице, вокруг глаз и рта. Щеки и подбородок начинают сползать вниз под действием силы тяжести — пресловутый гравитационный птоз.

Морщины — одна из самых больших неприятностей, которые неизбежно приходят с возрастом. Как известно, упругость и эластичность кожи во многом зависит от состояния коллагена и эластина — межклеточных белковых компонентов дермы. Старые волокна коллагена разрушаются ферментом коллагеназа, а в фибробластах происходит синтез новых. Такой баланс нарушается, как только коллагеназа начинает хуже работать. Происходит это и в случае блокады самого фермента, и в случае образования коллагеновых димеров. 

“Сшитые” друг с другом волокна становятся недоступны коллагеназе, они накапливаются в ткани и тормозят синтез новых волокон. В результате кожа теряет эластичность, становится дряблой и морщинистой. Сшивки между коллагеновыми нитями могут провоцироваться разными факторами и идти по разным механизмам. И теория Хармана (свободнорадикальная теория), и теория Мэйларда (теория гликации) предлагают свой сценарий, по которому разворачиваются события. 

Кожа находится в потоянном контакте с кислородом. Под действием УФ излучения и ряда других внешних факторов (грязь, аллергены, медикаменты, косметика и проч.) в коже образуются свободные радикалы, которые вмешиваются в метаболические процессы. В частности, активные формы кислорода и свободные радикалы, образующиеся в дерме под действием УФ-А, стимулируют синтез коллагеназы — фермента, разрушающего коллагеновые нити. 

Однако, синтез антиколлагеназы остается на прежнем уровне. В результате дисбаланса системы коллагеназа/антиколлагеназа происходит изменение структуры межклеточных коллагеновых волокон. УФ-В, хотя и не проникает в глубокие слои кожи, также негативно сказывается на ее состоянии. Обнаружено, что УФ-В излучение стимулирует высвобождение из клеточных депо ионов железа и меди, что приводит к повышению уровня этих ионов во внеклеточном пространстве. И железо, и медь являются прекрасными катализаторами реакции образования гидроксил-радикалов из перекиси водорода.

Гидроксил-радикалы, беспрепятственно достигая дермы, провоцируют образование коллагеновых димеров. Согласно теории Мэйларда, коллагеновые сшивки образуются в результате повреждающего действия моносахаров. Этот процесс многоступенчатый. Он начинается обратимой гликацией — восстановленный сахар (глюкоза, фруктоза, рибоза и др.) присоединяется к концевой α-аминогруппе белка. В результате формируется достаточно разнообразная группа веществ, получившая обобщенное название Advanced Glycosylation End-products (AGE). AGE медленно накапливаются в тканях и обладают многими негативными эффектами, в частности, способствует образованию сшивок между коллагеновыми волокнами. 

“Сшитый” коллаген не только менее эластичен по сравнению с нормальными волокнами. Он в отличие от них нерастворим и плохо связывает воду, что также сказывается на внешнем виде кожи — она становится более сухой и менее упругой. К сожалению, коллагеновые сшивки практически не поддаются косметическом воздействию (есть другие способы, о них в следующей части). На сегодняшний день отказ от сладкого остается, пожалуй, наиболее эффективным способом борьбы с AGE продуктами.

Источники: