摘要:随着糖尿病在全球的发病率逐渐攀升,我们预测与糖尿病相关的严重并发症的发病率和相应的医疗开销也会随之上升,其中糖尿病心血管疾病已成为威胁人类健康和生命的重大公共卫生问题之一。
随着糖尿病在全球的发病率逐渐攀升,我们预测与糖尿病相关的严重并发症的发病率和相应的医疗开销也会随之上升,其中糖尿病心血管疾病已成为威胁人类健康和生命的重大公共卫生问题之一。
在糖尿病患者的病程中,至少会有一种并发症出现。
糖尿病相关的血管并发症是最为普遍的,这包括糖尿病引起的小血管病变(如糖尿病肾病和糖尿病视网膜病变)、周围血管病以及大血管病变(如糖尿病心血管病变和糖尿病脑血管病变)。
然而,这些并发症的具体发生和发展机制还没有被完全解明,有研究发现,晚期糖基化终末产物 在人体内的积累不仅会加速人体的衰老过程。
糖尿病所引起的持续高血糖还可导致体内多种蛋白质非酶糖基化及由此形成的晚期糖基化终末产物聚集,引发衰老细胞扩散。
同时高糖条件下晚期糖基化终末产物的黏性尾端会黏附在邻近蛋白质上,与蛋白质形成永久且致残的交联,所形成的复合体会抑制蛋白酶介导的损伤蛋白分解。
从而导致受损蛋白质分子在细胞内积累,阻碍衰老细胞清除,导致机体衰老;还可能增加糖尿病并发症的风险和发展。
这些反应不仅局限于血糖水平的异常,还可能对血管、神经和肾脏等多个系统的功能产生影响,从而加速疾病的发展。
晚期糖基化终末产物的累积还可以导致细胞功能的损害,进而影响身体内部的代谢平衡,最终可能引发疾病。
因此,为了有效预防和管理糖尿病及其相关并发症,降低晚期糖基化终末产物在人体内的含量显得尤为关键。
晚期糖基化终末产物是一组通过多种机制和不同的前体物质在内部或外部环境中生成的异质且复杂的化合物。
内源性晚期糖基化终末产物可以由多种底物如糖类、脂类、氨基酸等合成而得。
通常情况下,晚期糖基化终末产物的形成是通过还原糖中的羰基与核酸、蛋白质或脂质中的游离胺基发生非酶催化的结合(不涉及任何生物催化剂)完成的,并随后进行进一步的重组,生成稳定且不可逆转的最终产物。
人体摄入外源性晚期糖基化终末产物最主要的一种途径是通过饮食摄入:在控制加工烹调方式、温度和时间的条件下,包括牛肉、鱼肉、鸡蛋、豆腐等蛋白质含量较高的食物中晚期糖基化终末产物的含量较高。
而谷类、水果、蔬菜等碳水化合物含量较高的食物的晚期糖基化终末产物含量则较低。
在体内生理条件下,晚期糖基化终末产物的形成是一个相对缓慢的过程。因此,晚期糖基化终末产物沉积通常发生在代谢缓慢的蛋白质分子上,如组织胶原蛋白或晶状体。
外源性晚期糖基化终末产物的摄入和内源性晚期糖基化终末产物的形成引起了一系列受体介导的各种信号通路的激活。
最受关注的人类受体是属于免疫球蛋白(Ig)超家族的I型细胞表面 RAGE。
还已经确认了晚期糖基化终末产物的其他几种受体,包括AGE-R1、AGE-R2和AGE-R3 受体以及一组清道夫受体,其中包括稳定蛋白-1和稳定蛋白-2。
RAGE在2型糖尿病中的生物学作用除了激活NF-κB和介导炎症外,它还可以调节细胞因子TNF-α的表达、氧化应激和内皮功能障碍。
作为一种多配体受体, 它与淀粉样β肽前体、单核巨噬细胞和淋巴细胞、S100/钙粒蛋白和两性蛋白相互作用。
该信号转导通路激活ERK1/2、P53通路和丝裂原活化蛋白激酶。
晚期糖基化终末产物可借助降低一氧化氮活性、在原有的基础上更进一步提高低密度脂蛋白水平、促进单核细胞趋化性、在原有的基础上更进一步提高活性氧的产生来损害内皮细胞功能,从而引发动脉粥样硬化的进展。
目前,血管内皮细胞在心血管疾病发生发展中的重要作用研究已取得一定进展。
晚期糖基化终末产物对血管的影响主要有两种方式,一是通过受体介导,二是通过直接作用。直接作用可以进一步分为信号传导和基因表达两个方面。
晚期糖基化终末产物主要通过介导受体路径来发挥作用。
人体内有多种晚期糖基化终末产物 受体,其中RAGE被认为是最为明确的晚期糖基化终末产物信号传导分子。
通过调节细胞外基质的属性,并利用晚期糖基化终末产物技术将其传递至细胞外基质,这一过程导致了细胞与细胞外基质之间的信号传输出现不正常现象,导致细胞功能出现混乱;
当进入到循环系统中会导致循环中的蛋白质发生糖基化的修饰。
经过修饰的蛋白质分子可以与受体结合,这会吸引各种炎症因子和生长因子,从而干扰活性氧的功能,激发体内的氧化应激反应,导致一氧化氮失活,最终导致血管功能紊乱,可能会造成血管损伤。
糖尿病患者的内皮功能受损主要是由于一氧化氮合成的减少和血管收缩物质生成的增多所导致的。
有研究人员指出,在糖尿病患者群体中,氧化应激、NADPH氧化酶和一氧化氮合酶的脱偶联作用,在内皮功能障碍的进展中发挥了主导作用。
同时还发现,血小板活化能也受到一定程度抑制。
晚期糖基化终末产物对血管内皮细胞产生作用,导致血管的收缩和舒张功能出现失衡,从而引发内皮功能的障碍。
当前的研究主要集中在一氧化氮和前列环素,以及晚期糖基化终末产物对这两类内皮细胞舒张因子的具体作用上。
一氧化氮和前列环素通过多种途径为血管壁提供了必要的保护。这些分子在调节内皮功能障碍中起着重要作用。
这类物质的直接效果是推动血管的扩张,而它们的间接效果则是抑制血小板的聚集、减少内皮细胞黏附因子的生成,并对血管平滑肌的生长和收缩产生抑制作用。
此外,还有可能引起一氧化二氮合成酶基因多态性改变。晚期糖基化终末产物一方面借助降低内皮一氧化氮合酶mRNA的活性来减少一氧化氮的产生,另一方面也加速一氧化氮的消耗过程。
此外,鉴于它能够调节一氧化氮合酶的活性,进而诱导其转变为亚硝酰还原酶,因此能够有效参加炎症反应中氧化还原过程之间平衡的调节。
在氧化压力的环境中,细胞内的超氧化物生成量会有所增加,这些自由基可通过诱导产生活性氧而引起氧化损伤,这种类型的强氧化剂有可能降低一氧化氮的使用效能。
这些结果说明了超氧化物产生和氧化过程中一些重要因素对其影响。超氧化物的形成与超氧阴离子数量的增加和它们与一氧化氮的结合密切相关。
经过体外的实验研究发现晚期糖基化终末产物可以利用RAGE受体来抑制血管内皮细胞中前列环素的生成降低了对血管内皮功能的保护效果。
除了这些,晚期糖基化终末产物还能有效地促进内皮细胞粘附因子的生成,进而有助于提高血管的通透性。
此外,它还能调节血小板聚集、减少血栓形成和抗凝活性。AGE在推动动脉粥样硬化逐渐发展的过程中,其增加LDL-C氧化的能力是另一个核心机制。
在动脉粥样硬化形成过程中,内皮功能异常发挥着重要的作用。
目前的科学研究指出,氧化的LDL-C通过对血管内皮细胞的直接伤和促使内皮细胞粘附分子的表达增加等方式促进动脉粥样硬化的进程。
这些功能进一步提升了内皮细胞对炎症细胞的附着能力,促使它们向内皮细胞内部迁移,从而加速了动脉粥样硬化的发展。
除此之外,它还与胰岛素的抵抗性、高甘油三酯血症等多种因素有着紧密的联系。
在正常的生理循环和组织结构中,晚期糖基化终末产物的浓度通常较低,但是随着年龄的增加,晚期糖基化终末产物的浓度也会逐渐升高,特别是在持续高血糖的情况下,晚期糖基化终末产物的浓度会进一步加快。
在过去的几十年中,晚期糖基化终末产物因其在多种病理生理状况和疾病中的作用被越来越多的科学研究所证实,这使得晚期糖基化终末产物受到了科研界的普遍关注。
晚期糖基化终末产物构成了一个包含外部或内部元素的异质性、化学多样性和复杂化合物群。
这些化学物质群可通过调节转录因子及相关蛋白活性,从而影响细胞内许多重要的生物学功能。
该物质不仅有潜力作为一种信号转导分子应用于多种类型的肿瘤治疗,同时也有潜力成为一种全新的基因组学研究工具,以解释基因表达和调控机制。
除此之外,部分研究人员也在尝试阐释某些特定现象,其中包括肿瘤细胞是如何通过调控其表面蛋白质来对抗化疗药物所带来的毒性影响。
晚期糖基化终末产物与其受体间的交互机制存在一定的局限,为这些复合体提供一个实验环境无疑会助我们更深入地探索它们所扮演的神秘角色。
除此之外,我们还需探究如何将不同种类的分子有效地结合在一起, 以便改变其生物活性并减少其毒性影响。
还存在一个研究领域,专注于如何预防年龄的增加,因为这样的增长可能导致身体出现问题和相关的健康问题。
目前,科学家们已经提出了多种预防或治疗措施以减轻人类衰老过程中产生的负面影响。
另外, 如果在未来有一天我们可以让所有的人同时吃同样多的食物的话,那么人们就应该更注意那些不适合长期食用的物质。
正如预期的,这些建议的策略与现代健康饮食的核心思想是相符的,官方可能会通过明确说明过量摄入DAGE对人体健康的影响来进一步完善这些策略。
鉴于越来越多的证据表明,许多细胞活动都与年龄有关, 这个复杂的议题无疑会吸引研究领域的广泛关注。
来源:Mr刘聊健康