Продукты гликации что это
Гликация стволовых клеток: образ врага?
Аудио версия статьи
– Проникают или нет стволовые клетки за гематоэнцефалический барьер?
Такой вопрос задали мне – выпускнице Медицинской академии – на вступительном экзамене в ординатуру по… госпитальной хирургии.
– Будут проникать, – уверенно ответила я, опираясь на пятилетний опыт работы в НИИ цитологии и генетики и изучая потенциал стволовых клеток в коже и нервной ткани.
Это было много лет назад, и сейчас, когда мы наблюдаем за стремительным развитием регенеративной медицины, и когда словосочетание «стволовые клетки» перестало ассоциироваться у врачей и пациентов с чем-то пугающим и малодоступным, мы перешли к острым вопросам. Что может мешать использованию стволовых клеток в повседневной практике врача регенеративной медицины, кроме вопросов законодательства? Об этом мы поговорим чуть позже.
Стволовые клетки обладают огромным регенеративным потенциалом – это уже практически неоспоримый научный факт. Для примера.
Перспективы открываются воистину космические. Но есть набор парамедицинских факторов, мешающих интегрировать методику более широко, и объективные физиологические процессы, которые при переходе в аварийный контур становятся патологическими.
Что такое гликация?
Гликация – это химический процесс, при котором происходит взаимодействие белков и сахара, в результате чего появляются гликолизированные продукты.
В результате гликации образуются конечные продукты, или AGEs (от английского термина Advanced Glycation Endproducts). Эти остаточные продукты не выводятся ни из клетки, ни из организма в целом; накапливаясь, они вызывают нарушение обменных процессов, гипоксию и гибель клетки.
Этот процесс недружественной коммуникации между молекулами сахара и белками может снижать потенциал регенеративной и восстановительной медицины в области трансплантации стволовых клеток в поврежденную ткань.
Что такое конечные продукты гликирования (AGE)
AGE представляют собой гетерогенную группу гликозилированных белков, то есть белков, к которым привязалась молекула сахара. Подробнее об этом мы писали.
Молекула сахара препятствует нормальному функционированию белка. Поскольку кожа содержит много белков, в частности коллаген и эластин, образованием AGE может объясняться в том числе ухудшение ее состояния, видимое старение.
Как только молекула сахара навязывает свое общество молекуле коллагена, его нити истончаются и укорачиваются. На биохимическом уровне это означает разрушение четкой перекрестно связанной организации волокон коллагена друг с другом.
Чем опасны продукты гликирования для клеток
Ниже мы приводим данные из него, актуальные для косметологов и дерматологов, которые, как уже понятно, не могут существовать в отрыве от открытий биологии и физиологии человека.
Мононуклеарные клетки периферической крови (МКПК)
Исследовательская команда Blackburn et al. 2017 12 изучала МКПК, выделенные из образцов периферической крови здоровых людей. Культивировались они на 1 мм метилглиоксаль-(MGO-) модифицированном коллагеновом геле в течение 4 дней.
Количество МКПК в культивированной MGO-среде уменьшилось.
Прикладное значение: регенерация тканей, ускорение ранозаживления, снижение апоптоза и некроптоза.
Мезенхимальные стволовые клетки (МСК)
Прикладное значение: регенерация тканей, тканевой инжиниринг, реконструкция разных тканей, в том числе кожи, уменьшение фиброза, стимуляция неоваскуляризации, иммуномодуляция и стимуляция регенерации эндогенной ткани.
Стволовые клетки жировой ткани (СКЖТ)
Этот подвид мезенхимальных стволовых клеток получался путем ферментативной диссоциации коллагеназой. Независимо от различий в концентрации (от 20 до 1600 мкг/мл) и продолжительности (от 8 часов до 7 дней) воздействия AGE, Li et al. 17 и Wang et al. 18 сообщили об увеличении апоптоза. AGE в целом оказали пагубное влияние на жизнеспособность стволовых клеток, выделенных из жировой ткани.
Прикладное значение: антиапоптотический, противовоспалительный, проангиогенный, иммуномодулирующий и противоракообразующий потенциал, регенерация тканей, реконструкция жировой ткани.
Но в вышеупомянутом обзоре отмечались и противоречивые результаты, когда AGE не оказывали видимого воздействия. Duruksu и Aciksari 2018 19 связали такие данные с низкими концентрациями используемых продуктов в процессе гликации. Исследователи пока объяснили эти противоречивые результаты тем, что AGE и другие лиганды рецептора RAGE, такие как HMGB1 и кальций-связывающий белок B S100, усиливали пролиферацию стволовых клеток.
Опасность или настороженность?
Когда образуется гликированный коллаген, его невозможно восстановить. Из этого можно сделать вывод, что лучшая защита – это профилактика.
Начаты исследования, а некоторые препараты уже проходят клинические испытания.
К научно подтвержденным стратегиям относят:
Рассмотрим некоторые из них подробнее.
Действие основано на блокировке сигнальных путей. Однако клинические испытания выявили сложности, в частности ограниченная эффективность и токсичность таких соединений.
Поглотители свободных радикалов или антиоксиданты, такие как N-ацетилцистеин (NAC). Они могут снижать уровни окислительного стресса и вмешиваться в процессы гликации на уровне мембранных взаимодействий, улучшая свойства и жизнеспособность стволовых клеток.
Препарат Dispo85E также обладает способностью удалять связанные с сахаром поврежденные аминокислотные последовательности посредством аутофагии-лизосомного пути, индуцированного фактором роста гепатоцитов как в остром эксперименте, так и в лабораторной среде.
Вещества, ингибирующие образование AGE, можно использовать с профилактической целью, включая аминогуанидин, витамин B6. Альтернативой является нацеливание на ранее образованные AGE с помощью веществ, которые их расщепляют или нейтрализуют. Были идентифицированы различные нейтрализаторы, среди которых витамины С и Е, различные травы и специи (корица, майоран, эстрагон, имбирь, розмарин), экстракт черники, зеленый чай.
Исследования in vivo и in vitro выявили множество молекул, способных ингибировать продукцию AGE и приводить к снижению гликозилированных белков со средней или высокой скоростью обмена. Однако такое ингибирование менее эффективно в отношении белков с низкой скоростью обмена, таких как коллаген.
Выше мы перечислили основные вещества, предотвращающие или ингибирующие образование AGE. Однако некоторые из них, например, аминогуанидин, имеют побочные эффекты, из-за чего в клинической практике их применение пока ограничено. Пиридоксамин, природная изоформа витамина B6, в настоящее время изучается в рамках фазы II клинических испытаний.
Что такое гликирование?
Гликация, гликирование или гликостарение – это соединение сахаров с белками. Оно происходит на протяжении всей жизни, со временем ускоряясь и набирая силу. Процесс гликирования необратим. И то, насколько интенсивно идет он в организме, напрямую влияет на биологический возраст человека и состояние его здоровья.
В норме скорость гликирования такова, что его продукты успевают выводиться. Однако у подавляющего большинства людей уровень гликации зашкаливает и потому становится разрушительным.
Последствия гликирования
А поскольку коллаген присутствует во всех тканях и органах, то соединяясь с молекулой сахара, они становятся более ригидными и жесткими, что влияет на развитие заболеваний и старение организма в целом.
Дело в том, что функции коллагенсодержащих органов, связок, хрящей, костей нарушаются. И это действительно похоже на «поджаривание» тканей изнутри.
Гликирование коллагена – это, можно сказать, отвердевание соединительной ткани. Один из первых признаков – когда кожа на лице начинает провисать.
ВАЖНО ЗНАТЬ:
Гликирование – одна из причин видимого старения кожи. Она становится более дряблой и покрывается сетью морщин. Кроме того, процесс гликации заявляет о себе еще и в виде коричневых пятен. Но проблема даже не в этих малоприятных визуальных признаках, а в том, что подобное происходит в мышцах, сосудах, кишечнике и даже в головном мозге.
А когда воспалительный процесс становится постоянным, это нарушает функции органов. Так запускаются различные заболевания, в том числе, сахарный диабет, деменция, дегенерация клеток головного мозга, проблемы с памятью и со зрением, а также инсульты и инфаркты.
Гликирование причастно ко всем хроническим воспалительным процессам в организме. Ему подвержены не только органы и ткани, но даже ДНК, что приводит к различным генетическим поломкам.
Причины гликирования белков
Процессы гликации ускоряются и прогрессируют из-за наших привычек и образа жизни.
Употребление в пищу запеченных или жареных блюд с румяной корочкой. В них содержатся конечные продукты гликирования.
Употребление пищи с так называемыми быстрыми сахарами (быстрыми углеводами): глюкоза, фруктоза, сахароза, лактоза. Они запускают процессы гликации.
Нарушения сна. При «сбитых» циркадных ритмах в организме накапливается большое количество шлаков и токсинов, продуктов патологического оксидативного стресса (свободных форм кислорода). Они также стимулируют процессы производства молекул AGE и RAGE – как и при избытке сахара.
Изучайте тонкости антивозрастной медицины из любой точки мира. Для удобства врачей мы создали обучающую онлайн-платформу Anti-Age Expert: Здесь последовательно выкладываются лекции наших образовательных программ, к которым открыт доступ 24/7. Врачи могут изучать материалы необходимое количество раз, задавать вопросы и обсуждать интересные клинические случаи с коллегами в специальных чатах
Диагностика и профилактика: методы антивозрастной медицины
В anti-age медицине уровень гликирования – один из важнейших показателей, которые учитываются при назначении антивозрастной терапии.
Для его диагностики необходимо сдать следующие анализы:
Гликированный гемоглобин. Этот анализ показывает средний уровень концентрации сахара в крови за последние 3 месяца, тем самым, выявляя гемоглобин, который необратимо связался с молекулами глюкозы.
Как предупредить и затормозить негативное влияние гликирования?
Врачи антивозрастной медицины для снижения уровня гликации назначают безопасные и проверенные препараты, а также дают рекомендации, которые, в основном, касаются нормализации образа жизни.
Что делать для торможения гликирования?
Свести к минимуму или исключить из рациона быстрые углеводы (сладости, газировку, выпечку, фруктовые соки и т.п.).
Минимизировать употребление сильно зажаренных или запеченных до корочки блюд.
Наладить режим сна.
Употреблять препараты (строго по назначению врача).
После того, как человек переходит на здоровое питание и повышает свою физическую активность, количество молекул AGE в тканях снижается. Так замедляются процессы старения, и у человека появляется шанс на счастливое долголетие.
Получайте знания, основанные на доказательной медицине из первых уст ведущих мировых специалистов. В рамках Модульной Школы Anti-Age Expert каждый месяц проходят очные двухдневные семинары, где раскрываются тонкости anti-age медицины для врачей более 25 специальностей
Краткие выводы
Выделим главное об этом интереснейшем химическом процессе:
Гликирование и старение неразрывно связаны.
Молекулы гликации (AGE и RAGE) накапливаются в мышцах, сосудах, кишечнике и даже в головном мозге – во всех коллагеновых структурах.
В результате гликирования белков кожа теряет упругость, появляются морщины, поскольку разрушается коллаген.
Повреждается хрусталик глаза, что вызывает катаракту и снижение зрения.
Снизить уровень гликации можно, убрав из рациона определенные продукты, занявшись спортом и восстановив режим сна.
«Почему я говорю, что гликирование – это как жарить себя изнутри? К примеру, когда мы жарим мясо на гриле, оно темнеет, становится коричневым, потому что формируются RAGE и AGE, продукты гликации (белки сшиваются высокой температурой). Когда мы его едим, мы получаем продукты гликации AGE и RAGE, которые чужды нашему организму, и он не знает, как расщеплять и выводить их – он к этому просто не приспособлен. Поэтому они накапливаются у нас в организме, нарушая и загружая систему детокса. Поэтому мы не рекомендуем есть жареные мясо или рыбу. А при избыточном количестве углеводов (сахара) в пище процесс гликации формируется внутри нас и приводит к избытку молекул AGE и RAGE и воспалению.»
д.м.н., врач акушер-гинеколог, врач биорегенеративной и антивозрастной медицины
Во время обучения в школе Anti-Age Expert тема гликирования организма разбирается тщательно и является одной из базовых.
Список использованной литературы
A. Foerster, T. Henle, Glycation in Food and Metabolic Transit of Dietary AGEs (Advanced Glycation End-Products): Studies on the Urinary Excretion of Pyrraline, Portland Press Limited (2003);
Гликирование белков — преграда для долголетия
Глюкоза содержится в любой ткани. С процессом гликирования белка мы сталкиваемся часто в повседневной жизни, когда поджариваем что-либо до хрустящей корочки. При воздействии высокой температуры глюкоза вступает в реакцию с белком ткани.
Схожие процессы запекания белков происходят и в организме человека, с той лишь разницей, что протекают они медленнее. Наиболее опасны конечные продукты гликирования для сетчатки глаза и хрусталика, коронарных артерий и почек.
Гликирование вызывает инсулиннезависимый диабет второго типа. Это приводит к высокому содержанию глюкозы в крови, а это в свою очередь к еще большему накоплению конечных продуктов гликирования. Эта взаимосвязь и является основной причиной осложнений, которые дает диабет.
Таким образом, для предотвращения гликирования белка в нашем организме, а следовательно и для замедления старения, нам необходимо устранить причины, ведущие к нарушению функций белков и являющиеся преградой для здоровья и долголетия. Таких причин две.
1. Излишнее потребление быстрых углеводов, продуктов имеющих высокий гликемический индекс.
2. Потребление гликированного белка в пищу. Вся жареная пища, приготовленная нами, содержит гликированный белок.
Особенно опасны в этом плане готовые блюда общепита, в особенности еда в ресторанах, или так называемая «высокая кухня» где основное значение придается внешнему виду подаваемых блюд. Они содержат многократно больше продуктов гликирования, чем пища домашнего приготовления.
Чтобы не разрушать себя изнутри, нужно отказаться от жарки, как способа приготовления пищи. Еда приготовленная при температуре ниже 120 градусов, не ведет к образованию продуктов гликирования.
Получается замкнутый круг. Углеводы нам жизненно необходимы, как источник энергии. А употребление углеводов ведет к старению. Где же выход?
Наука пока не дала окончательного ответа на этот вопрос, но исследования в этом направлении ведутся. Возможно, скоро будет найдено средство, полностью предотвращающее гликирование белков в организме.
Для успешной борьбы со старением следует привести в порядок свой образ питания. Для этого необходимо придерживаться принципов калорийно ограниченного питания, при помощи которого снижается уровень сахара крови, а соответственно снижается и вероятность реакции глюкозы крови с белками тела.
Очень хорошо способствует аутофагии проведение разгрузочных овощных дней 2-4 раза в месяц, когда вы в течение суток пьете воду и едите неограниченно только овощи и никакой другой пищи.
При обычном, традиционном питании основным фактором риска является высокий гликемический индекс продуктов. Избежать высоких концентраций глюкозы в крови можно, употребляя продукты с невысокими значениями гликемического индекса, которые более медленно отдают глюкозу в кровь.
В образе здорового питания должно быть сведено к минимуму или вовсе исключено из рациона питания употребление быстрых углеводов, которые в избытке содержатся в выпечке, конфетах, сладких напитках (сладкий чай, фруктовые соки, сладкая газировка и т.д.
Калорийно ограниченное питание следует строить в основном на употреблении большого количества овощей, бобовых, каш из различных круп, включая в меню не жареные рыбу и морепродукты, мясо птицы и немного нежирного мяса. То есть питание должно строиться в основном на медленных углеводах, полисахаридах, которые медленно без скачков, повышают уровень сахара крови, не усиливая процесс гликирования, а значит и старения, и надолго сохраняя чувство сытости.
Я сам поступаю так и рекомендую всем добавлять в углеводные блюда (например в каши) и в напитки (например в кофе) молотую корицу.
Корица понижает уровень сахара крови и действует по типу препаратов бигуанидов. Научно установлено, что куркума также эффективно снижает образование конечных продуктов гликирования. Две этих специи должны всегда присутствовать в рационе для профилактики старения.
Гликация и старение: как сахар влияет на кожу
На протяжении многих лет исследователи находили подтверждения тому, что избыток сахара в кровотоке может стимулировать процесс, называемый гликированием (гликацией), который, в свою очередь, приводит к старению кожи.
Как замедлить или даже остановить этот разрушительный для красоты процесс?
Что такое гликация (гликирование)
Гликирование – это химическая реакция, которая происходит в результате присоединения сахаров (углеводов) к белкам. Эта реакция затем производит гликозилированные белки. Это явление более известно под названием «реакция Майяра». Это естественная реакция, которая происходит в живых организмах, например, во время старения, но также и в продуктах питания, когда они готовятся при высокой температуре. Однажды возникшая реакция необратима. Действительно, эти гликированные белки довольно вредны для организма, потому что они не могут быть ни разрушены, ни высвобождены организмом.
Обычно, когда мы едим, организм расщепляет углеводы на сахара, такие как глюкоза и фруктоза. Затем он использует их для “подпитки” всего, что мы делаем. Однако иногда, особенно с возрастом и когда мы потребляем слишком много сладких или пережаренных продуктов, эти сахара взаимодействуют с белками и жирами аномальным образом, производя вредные молекулы, называемые конечными продуктами гликирования (молекулы AGE).
«Почему я говорю, что гликирование – это как жарить себя изнутри? К примеру, когда мы жарим мясо на гриле, оно темнеет, становится коричневым, потому что формируются RAGE и AGE, продукты гликации (белки сшиваются высокой температурой). Когда мы его едим, мы получаем продукты гликации AGE и RAGE, которые чужды нашему организму, и он не знает, как расщеплять и выводить их – он к этому просто не приспособлен. Поэтому они накапливаются у нас в организме, нарушая и загружая систему детокса. Поэтому мы не рекомендуем есть жареные мясо или рыбу. А при избыточном количестве углеводов (сахара) в пище процесс гликации формируется внутри нас и приводит к избытку молекул AGE и RAGE и воспалению.»
д.м.н., врач акушер-гинеколог, врач биорегенеративной и антивозрастной медицины
В исследовании 2001 года, например, было отмечено, что AGE вызывают осложнения диабета и процессов старения, причем AGE особенно влияют на такие вещи, как коллаген (который придает коже упругость) и эластин (который помогает коже прийти в норму после растяжения).
Исследование 2003 года также отметило, что AGE образуют перекрестные связи между белками, изменяя их структуру и функции настолько, что они вызывают ретинопатию, нейропатическую боль, атеросклероз и многое другое.
Гликация и старение
Коллаген, важный компонент кожи, является одним из белков, наиболее подверженных гликированию. Его основная роль заключается в обеспечении сплоченности клеток для поддержания сопротивления тканей. Со временем гликированные белки накапливаются в наших клетках и в конечном итоге разрушают поддерживающий матрикс кожи. Сахар, который связывается с коллагеном и эластином, со временем делает их жесткими. Так эти важнейшие белки со временем разрушаются, а кожа постепенно теряет эластичность и однородность тона, покрываясь морщинами.
Гликированные белки ускоряют старение, потому что, связываясь, они блокируют работу различных белков в организме. Таким образом, они позволяют быстрее развить эффекты старения, будь то физические и видимые или патологические и невидимые. Таким образом, гликация напрямую или опосредованно участвует в процессе старения и влияет на весь организм.
Влияние гликации на внешность
В 2001 году Британский журнал дерматологии сообщил, что после 35 лет гликирование в коже усиливается и продолжает расти по мере того, как мы становимся старше. Хуже того, когда мы подвергаемся воздействию ультрафиолетовых лучей, они ускоряют гликацию, вызывая дальнейшее старение кожи.
В более позднем исследовании 2011 года были обнаружены аналогичные результаты, при этом исследователи сообщили, что воздействие УФ-лучей «резко усиливает накопление AGE». Они добавили, что AGE «модифицируют коллаген кожи, снижая ее эластичность, и одним из результатов является образование морщин».
Роль конечных продуктов гликирования в патогенезе осложнений сахарного диабета
*Пятилетний импакт фактор РИНЦ за 2020 г.
Читайте в новом номере
Введение Гликирование – это основная причина спонтанного нарушения структуры внутриклеточных и внеклеточных белков различных физиологических систем. В 0,1–0,2% случаев гликирование проходит по остаткам лизина и аргинина [1,2]. В некоторых зонах, где метаболизм белков лимитирован (например, в хрусталике глаза), степень их гликирования может повышаться в 10 раз [3]. На фоне сахарного диабета гликирование белков усиливается, что связано с повышением уровня глюкозы и производных сахаридов как в плазме крови, так и в поврежденных сосудах. Существует множество продуктов присоединения глюкозы к белкам тканей и жидкостей организма in vivo. Наиболее ранним продуктом присоединения глюкозы к белку является Nе–фруктозил–лизин (ФЛ), при медленной деградации которого образуются различные конечные продукты гликирования (КПГ). Выраженной способностью гликировать белки обладают соединения дикарбонила эндогенного происхождения, а также глиоксаль, метилглиоксаль и 3–дезоксиглюкозон. Они формируются при деградации гликированных белков, промежуточных метаболитов гликолиза и перекисного окисления липидов. Соединения дикарбонила напрямую реагируют с белками с образованием КПГ (рис. 1а). Экспериментальные и клинические данные свидетельствуют о том, что интенсивность гликирования под действием метилглиоксаля нарастает при диабете непропорционально увеличению концентрации глюкозы [4–7]. По–видимому, это обусловлено синтезом метилглиоксаля из триозофосфата, который накапливается в стенках сосудов вследствие гипергликемии (рис. 2) [8]. В наибольшем количестве в качестве конечных продуктов гликирования образуются гидроимидазолоны, которые являются производными остатков аргинина, подвергшихся модификации глиоксалем, метилглиоксалем и 3–дезоксиглюкозоном (3–DG), – N?–(5–гидро–4–имидазолон–2–ил)орнитин (G–H1), N?–(5–гидро–5–метил–4–имидазолон–2–ил)орнитин (MG–H1) и N?–(5–гидро–5–(2,3,4–тригидроксибутил)–4–имидазолон–2–ил)орнитин и родственные структурные изомеры (3DG–H) (рис. 1б). Другими широко изученными КПГ являются N?–карбоксиметил–лизин (КМЛ) и N?–карбоксиэтил–лизин (КЭЛ), а также производные перекрестного связывания белков – пентозидин и глюкозепан (рис. 1 в–е) [2,9–12].
Литература
1. Thornalley PJ. Clinical significance of glycation. Clin Lab 1999; 45: 263–273.
2. Thornalley PJ, Battah S, Ahmed N et al. Quantitative screening of advanced glycation endproducts in cellular and extracellular proteins by tandem mass spectrometry. Biochem J 2003; 375: 581–592.
3. Ahmed N, Thornalley PJ, Dawczynski J et al. Methylglyoxal–derived hydroimidazolone advanced glycation endproducts of human lens proteins. Invest Ophthalmol Vis Sci 2003; 44: 5287–5292.
4. McLellan AC, Thornalley PJ, Benn J, Sonksen PH. The glyoxalase system in clinical diabetes mellitus and correlation with diabetic complications. Clin Sci (Lond) 1994; 87: 21–29.
5. Ahmed N, Babaei–Jadidi R, Howell SK, Beisswenger PJ, Thornalley PJ. Degradation products of proteins damaged by glycation, oxidation and nitration in clinical type 1 diabetes. Diabetologia 2005; 48: 1590–1603.
6. Babaei–Jadidi R, Karachalias N, Ahmed N, Battah S, Thornalley PJ. Prevention of incipient diabetic nephropathy by high dose thiamine and benfotiamine. Diabetes 2003; 52: 2110–2120.
7. Ahmed N, Mirshekar–Syahkal B,Kennish L, KarachaliasN, Babaei–Jadidi R, Thornalley PJ. Assay of advanced glycation endproducts in selected beverages and food by liquid chromatography with tandem mass spectrometric detection. Mol Nutr Food Res 2005; 49: 691–699.
8. Brownlee M. Biochemistry and molecular cell biology of diabetic complications. Nature 2001; 414: 813–820.
9. Ahmed N, Argirov OK, Minhas HS, Cordeiro CA, Thornalley PJ. Assay of advanced glycation endproducts (AGEs): surveying AGEs by chromatographic assay with derivatisation by aminoquinolyl–Nhydroxysuccimidyl–carbamate and application to Ne–carboxymethyl–lysine– and Ne–(1–carboxyethyl) lysine–modified albumin. Biochem J 2002; 364: 1–14.
10. Thorpe SR, Baynes JW. CML: a brief history. Maillard Reaction in Food Chemistry and Medical Science. Update for Postgenomic Era 2002; 1245: 91–99.
11. Sell DR, Monnier VM. Structure elucidation of a senescence crosslink from human extracellular matrix. Implication of pentoses in the aging process. J Biol Chem 1989; 264: 21597–21602.
12. Biemel KM, Friedl DA, Lederer MO. Identification and quantification of major Maillard cross–links in human serum albumin and lens protein – Evidence for glucosepane as the dominant compound. J Biol Chem 2002; 277: 24907–24915.
13. Goldberg AL. Protein degradation and protection against misfolded or damaged proteins. Nature 2003; 426: 895–899.
14. Portero–Otin M, Pamplona R, Ruiz M, Cabiscol E, Prat J, Bellmunt MJ. Diabetes induces an impairment in the proteolytic activity against oxidized proteins and a heterogeneous effect in nonenzymatic protein modifications in the cytosol of rat liver and kidney. Diabetes 1999; 48: 2215–2220.
15. Verzijl N, DeGroot J, Thorpe SR et al. Effect of collagen turnover on the accumulation of advanced glycation endproducts. J Biol Chem 2000; 275: 39027–39031.
16. LieuwAF, vanHinsberghVWM,Teerlink T et al. Increased levels of Ne–(carboxymethyl) lysine and Ne–(carboxyethyl) lysine in type 1 diabetic patients with impaired renal function: correlation with markers of endothelial dysfunction. Nephrol Dial Transplant 2004; 19: 631–636.
17. Kilhovd BK, Giardino I, Torjesen PA et al. Increased serum levels of the specific AGE–compound methylglyoxal–derived hydroimidazolone in patients with type 2 diabetes. Metabolism 2003; 52: 163–167.
18. Sugimoto K, Nishizawa Y, Horiuchi S, Yagihashi S. Localization in human diabetic peripheral nerve of Necarboxymethyllysine–protein adducts, an advanced glycation endproduct. Diabetologia 2001; 40: 1380–1387.
19. Makita Z, Vlassara H, Cerami A, Bucala R. Immunochemical detection of advanced glycosylation end products in vivo. J Biol Chem 1992; 267: 5133–5138.
20. Reddy S, Bichler J, Wells–Knecht KJ, Thorpe SR, Baynes JW. Ne–(Carboxymethyl)lysine is a dominant advanced glycation end product (AGE) antigen in tissue proteins. Biochemistry 1995; 34: 10872–10878.
21. Koito W, Araki T, Horiuchi S, Nagai R. Conventional antibody against Ne–(carboxymethyl) lysine (CML) shows cross–reaction to Ne–(carboxyethyl) lysine (CEL): Immunochemical quantification of CML with a specific antibody. J Biochem (Tokyo) 2004; 136: 831–837.
22. Drusch S, Faist V, Erbersdobler H. Determination of Necarboxymethyllysine in milk products by a modified reversed–phase HPLC method. Food Chem 1999; 65: 547–553.
23. Thornalley PJ, ArgirovaM, Ahmed N, Mann VM, Argirov OK, Dawnay A. Mass spectrometric monitoring of albumin in uraemia. Kidney Int 2000; 58: 2228–2234.
24. Ahmed N, Thornalley PJ, Luthen R et al. Processing of protein glycation, oxidation and nitrosation adducts in the liver and the effect of cirrhosis. JHepatol 2004; 41: 913–919.
25. Agalou S, Ahmed N, Babaei–Jadidi R, Dawnay A, Thornalley PJ. Profound mishandling of protein glycation degradation products in uremia and dialysis. J Am Soc Nephrol 2005; 16: 1471–1485.
26. Makita Z, Radoff S, Rayfield EJ et al. Reactive glycosylation endproducts in diabetic uraemia and
treatment of renal failure. Lancet 1994; 343: 1519–1522.
27. Hayashi CM, Nagai R, Miyazaki K et al. Conversion of Amadori products of the Maillard reaction to N–epsilon–(carboxymethyl) lysine by short–term heating: Possible detection of artifacts by immunohistochemistry. Lab Invest 2002; 82: 795–807.
28. Smith PR, Thornalley PJ. Influence of pH and phosphate ions on the kinetics of enolisation and degradation of fructosamines. Studies with the model Fructosamine, Ne–1–deoxy–D–yl–hippuryl–lysine. Biochem Int 1992; 28: 429–439.
29. Sebekova K, Podracka L, Blazicek P, Syrova D, Heidland A, Schinzel R. Plasma levels of advanced glycation end products in children with renal disease. Pediatr Nephrol 2001; 16: 1105–1112.
30. Wrobel K, Wrobel K, Garay–SevillaM, Nava LE,Malacara JM. Novel analytical approach to monitoring advanced glycosylation end products in human serumwith on–line spectrophotometric and spectrofluorometric detection in a flow system. Clin Chem 1997; 43: 1563–1569.
31. Thomas MC, Tsalamandris C, MacIsaac R et al. Lowmolecularweight AGEs are associated with GFR and anemia in patients with type 2 diabetes. Kidney Int 2004; 66: 1167–1172.
32. Buxton T, Guilbault GG Fluorometric analysis for N0–formylkynurenine in plasma and urine. Clin Chem 1974; 20: 765–768.
33. Odetti P, Fogarty J, Sell DR, Monnier VM. Chromatographic quantitation of plasma and erythrocyte pentosidine in diabetic and uremic subjects. Diabetes 1992; 41: 153–159.
34. Wilker SC, Chellan P, Arnold BM, Nagaraj RH. Chromatographic quantification of argpyrimidine, a methylglyoxal–derived product in tissue proteins. Anal Biochem 2001; 290: 353–358.
35. Sugiyama S, Miyata T, Ueda Y et al. Plasma levels of pentosidine in diabetic patients: an advanced glycation end product. J Am Soc Nephrol 1998; 9: 1681–1688.
36. Degenhardt TP, Thorpe SR, Baynes JW. Chemical modification of proteins by methylglyoxal. Cell Mol Biol 1998; 44: 1139–1145.
37. Requena JR, Baynes JW., Sima AAF ed. Chronic Complications in Diabetes: Animal Models and
Chronic Complications. Studies in animal models on the role of glycation and advanced glycation endproducts (AGEs) in the pathogenesis of diabetic complications: pitfalls and limitations. Amsterdam: Harwood Academic Publishers 2000: 43–70.
38. Westwood ME, Thornalley PJ. Molecular characteristics of methylglyoxal–modified bovine and human serum albumins. Comparison with glucose–derived advanced glycation endproduct–modified serum albumins. J Protien Chem 1995; 14: 359–372.
39. Johnson RN, Easdale RW, Tatnell M, Baker JR. Significance of variation in turnover of glycated albumin on indexes of diabetic control. Clin Chim Acta 1991; 198: 229–238.
40. Smedsrod B, Melkko J, Araki N, Sano H, Horiuchi S. Advanced glycation end products are eliminated by scavenger–receptor–mediated endocytosis in hepatic sinusoidal Kupffer and endothelial cells. Biochem J 1997; 322: 567–573.
41. Honda K, Nitta K, Horita S et al. Accumulation of advanced glycation end products in the peritoneal vasculature of continuous ambulatory peritoneal dialysis patients with low ultra–filtration. Nephrol Dial Transplant 1999; 14: 1541–1549.
42. Ahmed N, Thornalley PJ. Chromatographic assay of glycation adducts in human serum albumin glycated in vitro by derivatisation with aminoquinolyl–N–hydroxysuccimidyl–carbamate and intrinsic fluorescence. Biochem J 2002; 364: 15–24.
43. Oste RE, Miller R, Sjostrom H, Noren O. Effect of Maillard reaction–products on protein digestion – studies on pure compounds. J Agric Food Chem 1987; 35: 938–942.
44. Collison KS, Parhar RS, Saleh SS et al. RAGE–mediated neutrophil dysfunction is evoked by advanced glycation end products (AGEs). J Leukoc Biol 2002; 71: 433–444.
45. Kislinger T, Fu C, Huber B et al. NE–(Carboxymethyl) lysine adducts of proteins are ligands for receptor for advanced glycation end products that activate cell signaling pathways and modulate gene expression. J Biol Chem 1999; 274: 31740–31749.
46. Thornalley PJ. Cell activation by glycated proteins. AGE receptors, receptor recognition factors and functional classification of AGEs. Cell Mol Biol 1998; 44: 1013–1023.
47. Takata K, Horiuchi S, Araki N, Shiga M, Saitoh M, Morino Y. Endocytic uptake of non–enzymatically glycosylated proteins is mediated by a scavenger receptor for aldehyde modified proteins. J Biol Chem 1988; 268: 14189–14825.
48. Svistounov DN, Berg TJ, Mccourt PAG et al. Lack of recognition of N–epsilon–(carboxymethyl) lysine by the mouse liver reticulo–endothelial system: implications for pathophysiology. Biochem Biophys Res Commun 2003; 309: 786–791.
49. Yonekura H, Yamamoto Y, Sakurai S et al. Novel splice variants of the receptor for advanced glycation endproducts expressed in human vascular endothelial cells and pericytes, and their putative roles in diabetes–induced vascular injury. Biochem J 2003; 370: 1097–1109.
50. Feng L, Matsumoto C, Schwartz A, Schmidt AM, Stern DM. Pile–Spellman J Chronic vascular inflammation in patients with Type 2 diabetes: endothelial biopsy and RT–PCR analysis. Diabetes Care 2005; 28: 379–384.
51. Stehouwer CDA, Gall MA, Twisk JWR, Knudsen E, Emeis JJ, Parving H–H. Increased urinary albumin excretion, endothelial dysfunction, and chronic lowgrade inflammation in type 2 diabetes. Diabetes 2002; 51: 1157–1165.
52. Forbes JM, Thorpe SR, Thallas–Bonke V et al. Modulation of soluble receptor for advanced glycation end products by angiotensin–converting enzyme–1 inhibition in diabetic nephropathy. J Am Soc Nephrol 2005; 16: 2363–2372.
53. Yamamoto Y, Kato I, Doi T et al. Development and prevention of advanced diabetic nephropathy in RAGE–overexpressing mice. J Clin Invest 2001; 108: 261–268.
54. Wendt TM, Tanji N, Guo J et al. RAGE drives the development of glomerulosclerosis and implicates podocyte activation in the pathogenesis of diabetic nephropathy. Am J Pathol 2003; 162: 1123–1137.
55. Valencia JV, Weldon SC, Quinn D et al. Advanced glycation end product ligands for the receptor for advanced glycation end products: biochemical characterization and formation kinetics. Anal Biochem 2004; 324: 68–78.
56. Valencia JV, Mone M, Zhang J, Weetall M, Buxton FP, Hughes TE. Divergent pathways of gene expression are activated by the RAGE ligands S100b and AGE–BSA. Diabetes 2004; 53: 743–751.
57. Hofmann MA, Drury S, Fu CF et al. RAGE mediates a novel pro–inflammatory axis: a central cell surface receptor for S100/calgranulin polypeptides. Cell 1999; 97: 889–901.
58. Park JS, Svetkauskaite D, He QB et al. Involvement of toll–like receptors 2 and 4 in cellular activation by high mobility group box 1 protein. J Biol Chem 2004; 279: 7370–7377.
59. Treutiger CJ, Mullins GE, Johansson ASM et al. High mobility group 1 B–box mediates activation of human endothelium. J Intern Med 2003; 254: 375–385. 60. Medina L, Haltiwanger R. Calf thymus high mobility group proteins are nonenzymatically glycated but not significantly glycosylated. Glycobiology 1998; 8:191–198.
61. Vlassara H, Li YM, Imani F et al. Identification of galectin–3 as a high–affinity binding protein for
advanced glycation end products (AGE): a new member of the AGE–receptor family. Mol Med 1995; 1: 634–646.
62. Ng R, Argirov OK, Ahmed N, Weigle B, Thornalley PJ. Human serum albumin minimally modified by methylglyoxal binds to human mononuclear leukocytes via the RAGE receptor and is displaced by N–carboxymethyl–lysine and hydroimidazolone AGE epitopes. Int Congr Ser 2002; 1245: 77–81.
63. Pugliese G, Pricci F, Iacobini C et al. Accelerated diabetic glomerulopathy in galectin–3/AGE receptor 3 knockout mice. FASEB J 2001; 15: 2471–2479.
64. Sasaki S, Bao Q, Hughes RC. Galectin–3 modulates rat mesangial cell proliferation and matrix synthesis during experimental glomerulonephritis induced by anti–Thy1.1 antibodies. J Pathol 1999; 187: 481–489.
65. Fukushi J, Makagiansar IT, Stallcup WB. NG2 Proteoglycan promotes endothelial cell motility and
angiogenesis via engagement of galectin–3 and a3b1 Integrin. Mol Biol Cell 2004; 15: 3580–3590.
66. Ochieng J, Furtak V, Lukyanov P. Extracellular functions of galectin–3. Glycoconj J 2002; 19: 527–535.
67. Liu FT, Patterson RJ, Wang JL. Intracellular functions of galectins. Biochim Biophys Acta 2002; 1572: 263–273.
68. Kikuchi Y, Kobayashi S, Hemmi N et al. Galectin–3–positive cell infiltration in human diabetic nephropathy. Nephrol Dial Transplant 2004; 19: 602–607.
69. The Diabetes Control and Complications Trial Research Group. The effect of intensive treatment of diabetes on the development and progression of long–term complications in insulin–dependent diabetes mellitus. N Engl J Med 1993; 327: 977–986.
70. Manley S. Haemoglobin A(1c) – A marker for complications of type 2 diabetes: the experience from the UK Prospective Diabetes Study (UKPDS). Clin Chem Lab Med 2003; 41: 1182–1190.
71. Makita Z, Vlassara H, Rayfield E et al. Hemoglobin AGE: a circulating marker of advanced glycosylation. Science 1992; 258: 651–653.
72. Turk Z, Mesic R, Benko B. Comparison of advanced glycation endproducts on haemoglobin (Hb–AGE) and haemoglobin A(1c) for the assessment of diabetic control. Clin Chim Acta 1998; 277: 159–170.
73. Cai J, Hurst HE. Identification and quantitation of N–(carboxymethyl) valine adducts in hemoglobin by gas chromatography/mass spectrometry. J Mass Spectrom 1999; 34: 537–543.
74. Iwamoto H, Motomiya Y, Miura K, Morisawa M, Yoshimura Y, Maruyama I. Immunochemical assay of hemoglobin with N–epsilon–(carboxymethyl) lysine at lysine 66 of the beta chain. Clin Chem 2001; 47: 1249–1255.
75. Zhang X, Medzihradszhy KF, Cunningham J et al. Characterization of glycated hemoglobin in diabetic patients: usefulness of electrospray mass spectrometry in monitoring the extent and distribution of glycation. J Chromatogr B Biomed Sci Appl 2001; 759: 1–15.
76. Monnier VM, Bautista O, Kenny D et al. Skin collagen glycation, glycoxidation, and crosslinking are lower in subjects with long–term intensive versus conventional therapy of type 1 diabetes. Diabetes 1999; 48: 870–880.
77. Sensi M, Morano S, Morelli S et al. Reduction of advanced glycation end–products (AGE) levels in nervous tissue proteins of diabetic Lewis rats following islet transplants is related to different durations of poor metabolic control. Eur J Neurosci 1998; 10: 2768–2775.
78. Pugliese G, Pricci F, Pesce C et al. Early, but not advanced, glomerulopathy is reversed by pancreatic islet transplants in experimental diabetic rats: correlation with glomerular extracellular matrix mRNA levels. Diabetes 1997; 46: 1198–1206.
79. Thornalley PJ. The potential role of thiamine (vitamin B1) in diabetic complications. Curr Diab Res 2005; 1:287–298.
80. Thornalley PJ. Use of aminoguanidine (Pimagedine) to prevent the formation of advanced glycation endproducts. Arch Biochem Biophys 2003; 419: 31–40.
81. Voziyan PA, Hudson BG. Pyridoxamine: the many virtues of a Maillard reaction inhibitor. Ann NY Acad Sci 2005; 1043: 807–816.
82. Berlanga J, Cibrian D, Guillen I et al. Methylglyoxal administration induces diabetes–like microvascular changes and perturbs the healing process of skin wounds. Clin Sci 2005; 109: 83–95.
83. Vlassara H, Fuh H, Makita Z, Krungkrai S, Cerami A, Bucala R. Exogenous advanced glycosylation end products induce complex vascular dysfunction in normal animals: a model for diabetic and aging complications. Proc Natl Acad Sci USA 1992; 89: 12043–12047.
84. Vlassara H, Striker LJ, Teichberg S, Fuh H, Li YM, Steffes M. Advanced glycation end products induce glomerular sclerosis and albuminuria in normal rats. Proc Natl Acad Sci USA 1994; 91: 11704–11708.
85. Vlassara H, Fuh H, Donnelly T, Cybulsky M. Advanced glycation endproducts promote adhesion molecule (VCAM–1, ICAM–1) expression and atheroma formation in normal rabbits. Mol Med 1995; 1: 447–456.
86. Stratton IM, Adler AI, Neil HAW et al. Association of glycaemic with macrovascular and microvascular complications of type 2 diabetes (UKPDS 35): prospective observational study. BMJ 2002; 321: 405–412.
87. Hammes H–PX, Edelstein D et al. Benfotiamine blocks three major pathways of hyperglycemic damage and prevents experimental diabetic retinopathy. Nat Med 2003; 9: 294–299.
88. Vasan S, Zhang X, Kapurniotu A et al. An agent cleaving glucose–derived protein crosslinks in vitro and in vivo. Nature 1996; 382: 275–278.
89. Ferguson GP, Vanpatten S, Bucala R, Al Abed Y. Detoxification of methylglyoxal by the nucleophilic bidentate, phenylacylthiazolium bromide. Chem Res Toxicol 1999; 12: 617–622.
90. Thornalley PJ, Jahan I, Ahmed N, Ng R. The putative antiglycation agent phenacylthiazolium bromide suppresses cellular triosephosphate accumulation in model hyperglycaemia in vitro by stimulating the pentosephosphate pathway to consume glyceraldehyde–3–phosphate and produce ribose–5–phosphate. Diabetes 2000; 49: 612.
91. Thornalley PJ, Minhas HS. Rapid hydrolysis and slow a,b–dicarbonyl cleavage of an agent proposed to cleave glucose–derived protein cross–links. Biochem Pharmacol 1999; 57: 303–307.
92. Cooper ME, Thallas V, Forbes J et al. The cross–link breaker, N–phenacylthiazolium bromide, prevents vascular advanced glycation end–product accumulation. Diabetologia 2000; 43: 660–664.
93. Wolffenbuttel BHR, Boulanger CM, Crijns FRL et al. Breakers of advanced glycation end products restore large artery properties in experimental diabetes. Proc Natl Acad Sci USA 2000; 95: 4630–4634.
94. Yang SZ, Litchfield JE, Baynes JW. AGE–breakers cleave model compounds, but do not break Maillard crosslinks in skin and tail collagen from diabetic rats. Arch Biochem Biophys 2003; 412: 42–46.
95. Booth AA, Khalifah RG, Todd P, Hudson BG. In vitro kinetic studies of formation of antigenic advanced glycation end products (AGEs). J Biol Chem 1997; 272:5430–5437.
96. Nakamura Y, Kawakami M, Yoshihiro A et al. Involvement of the mitochondrial death pathway in
chemopreventive benzyl isothiocyanate–induced apoptosis. J Biol Chem 2002; 277: 8492–8499.
97. Degenhardt TP, Alderson NL, Arrington DD et al. Pyridoxamine inhibits early renal disease and dyslipidemia in the streptozotocin–diabetic rat. Kidney Int 2002; 61: 939–950.
98. Babaei–Jadidi R, Karachalias N, Kupich C, Ahmed N, Thornalley PJ. High dose thiamine therapy counters dyslipidaemia in streptozotocin–induced diabetic rats. Diabetologia 2004; 47: 2235–2246.
99. Stitt A, Gardiner TA, Anderson NL et al. The AGE Inhibitor pyridoxamine inhibits development of retinopathy in experimental diabetes. Diabetes 2002; 51:2826–2832.
100. Rogers KS, Higgins ES, Kline ES. Experimental diabetes causes mitochondrial loss and cytoplasmic enrichment of pyridoxal–phosphate and aspartate–aminotransferase activity. Biochem Med Metab Biol 1986;36: 91–97.
101. Okada M, Shibuya M, Yamamoto E, Murakami Y. Effect of diabetes on vitamin B6 requirement in experimental animals. Diabetes Obes Metab 1999; 1: 221–225.
102. Sakurai T, Asakura T, Mizuno A, Matsuda M. Absorption and metabolism of pyridoxamine in mice.2. Transformation of pyridoxamine to pyridoxal in intestinal tissues. J Nutr Sci Vitaminol (Tokyo) 1992; 38: 227–233.
103. Merrill AH Jr, Henderson JM. Vitamin B6 metabolism by human liver. Ann NY Acad Sci 1990; 585: 110–117.
104. Brattstrom L, Stavenow L, Galvard H et al. Pyridoxine reduces cholesterol and low–density–lipoprotein and increases antithrombin–III activity in 80–year–old men with low plasma pyridoxal 5–phosphate. Scand J Clin Lab Invest 1990; 50: 873–877.
105. Abbas ZG, Swai ABM. Evaluation of the efficacy of thiamine and pyridoxine in the treatment of
symptomatic diabetic peripheral neuropathy. East Afr Med J 1997; 74: 803–808.
106. Cohen KL, Gorecki GA, Silverstein SB, Ebersole JS, Solomon LR. Effect of pyridoxine: (Vitamin–B6) on diabetic–patients with peripheral neuropathy. J Am Podiatry Assoc 1984; 74: 394–397.
107. McCann VJ, Davis RE. Pyridoxine and diabetic neuropathy – A double–blind controlled– study. Diabetes Care 1983; 6: 102–103.
108. Levin ER, Hanscom TA, Fisher M et al. The influence of pyridoxine in diabetic peripheral neuropathy. Diabetes Care 1981; 4: 606–609.
109. Gallet X, Charloteaux B, Thomas A, Braseur R. A fast method to predict protein interaction sites from sequences. J Mol Biol 2000; 302: 917–926.
110. Ahmed N, Dobler D, Dean M, Thornalley PJ. Peptide mapping identifies hotspot site of modification in human serum albumin by methylglyoxal involved in ligand binding and esterase activity. J Biol Chem 2005;280: 5724–5732.
111. Dobler D, Ahmed N, Thornalley PJ. Peptide mapping of type IV collagen modified minimally by methylglyoxal in vitro. Ann NY Acad Sci 2004; 1043: 906.
112. Thornalley PJ. The enzymatic defence against glycation in health, disease and therapeutics: a symposium to examine the concept. Biochem Soc Trans 2003; 31:1343–1348.
113. Thornalley PJ. Glyoxalase I – structure, function and a critical role in the enzymatic defence against glycation. Biochem Soc Trans 2003; 31: 1343–1348.
114. Suzuki K, Koh YH, Mizuno H, Hamaoko R, Taniguchi N. Overexpression of aldehyde reductase protects PC12 cells from the cytotoxicity of methylglyoxal or 3–deoxyglucosone. J Biochem 1998; 123: 353–357.
115. Delpierre G, Rider MH, Collard F et al. Identification, cloning, and heterologous expression of a mammalian fructosamine–3–kinase. Diabetes 2000; 49:1627–1634.
116. Conner JR, Beisswenger PJ, Szwergold BS. The expression of the genes for fructosamine–3–kinase and fructosamine–3–kinase–related protein appears to be constitutive and unaffected by environmental signals. Biochem Biophys Res Commun 2004; 323: 932–936.