246- Glicotoxinas - absorção - Koschinsky, 1997

Koschinsky et al.  estudaram a digestão e absorção de ovo cozido com frutose em 90°C por 1-3 h em 38 pacientes diabéticos com ou sem doença renal, e cinco indivíduos saudáveis.

A extensão da absorção de produtos de glicação avançada (AGEs) não é totalmente conhecida (Deo et al. 2009). Continua o debate sobre a importância fisiológica de AGEs dietéticos. Está claro que os alimentos são fontes de AGEs, mas as proteínas altamente glicadas não podem ser digeridas eficientemente e AGEs que são absorvidos são principalmente aminoácidos glicados ou adutos livres de AGEs que são excretado rapidamente na urina de indivíduos com função renal normal (Koschinsky et al., 1997, Naudi et al., 2010). Os AGEs e adutos de oxidação portanto provavelmente são absorvidos de alimentos ambos como adutos de AGEs livre e peptideos ricos em AGE; os últimos parecem ser degradados eficientemente depois de absorção. Koschinsky et al., 1997 chegaram a conclusão que 10% dos AGEs são absorvidos para a circulação, sendo que da quantidade absorvida pelo organismo apenas 30% são excretados do corpo pelos rins.

Avaliação da biodisponibilidade, cinética e eliminação renal de AGEs, derivados de alimentos, imunologicamente reativos em ambos os pacientes, saudáveis e diabéticos, com ou sem disfunção renal, foram estudados por Koschinsky et al., 1997.

A evidência aponta para um prejuízo marcante do sistema de eliminação de AGEs derivados de alimentos em diabéticos com doença renal, fazendo menção ao risco desta população. Estudos têm estabelecido que indivíduos com disfunção renal são incapazes de excretar eficientemente as glicotoxinas na urina (último gráfico), resultando em aumento anormal das concentrações de AGEs no sangue e em tecidos. Como pode ser observado no último gráfico.

Em indivíduos normais, a excreção pela urina ocorre chegando a normalidade dentro de algum tempo; segundo pode ser observado no gráfico anexo. Em diabetes com micro e macro albuminúria, os AGEs permanecem mais tempo na circulação antes de serem excretados; terceiro e quarto gráfico.

Estes estudos, evidencia a promoção de AGEs pelo calor em dietas humanas, conduz a questão do impacto da ingestão diária de AGEs derivados de alimentos, especialmente no contexto de existência de nefropatia diabética.

Um crescente corpo de evidências sugerem que muitos dos efeitos da hiperglicemia nos tecidos, vascular e renal, de diabetes são mediados pelos produtos de interações glicose-proteína ou glicose-lipídeo, chamados produtos finais de glicação avançada (AGEs). Estas interações conduzem a formação de intermediários instáveis, reativos que facilmente formam ligações cruzadas covalentes intra- e intermoleculares ou produtos de glicoxidação. Ambas as meias-vidas e o microambiente interno da proteína ou lipídeo ditam o número e estágios de modificações por AGE presentes, estendendo-se de intermediários reativos a AGEs tardios (não reativos).

O clearance urinário de AGEs correlaciona diretamente com clearance de creatinina (Ccr); então pessoas com diabetes mellitus (DM) e doença renal apresentam níveis séricos de AGEs elevados e excreção urinária de AGEs reduzida. AGEs reativos podem facilmente formar ligações cruzadas com componentes de tecido ou do plasma, por exemplo, lipoproteína de baixa densidade (LDL) ou colágeno, sobrecarga de AGEs e danos associados agravam com doença renal diabética.

Produtos de glicação avançada ou produtos da reação de Maillard também são formados em alimentos durante aquecimento. Estudos de biodisponibilidade oral de tais produtos em dietas definidas glicose/caseína ou glicose/glicina, estimada em aproximadamente 10%. Conhecidos, inicialmente, somente por reduzir o valor nutricional de proteínas, o impacto da ingestão de AGE de vida longa não era considerado como uma fonte potencial de toxidade. Principais obstáculos para estudar a biologia do processo inclui a natureza instável e heterogênea dos compostos químicos envolvidos e o leque da metodologia envolvida.
A ingestão constante de AGEs derivados de alimentos serve como uma fonte permanente de glicotoxinas, adicionada diariamente à carga total do corpo.

AGE presente em alimentos persistem ao processo digestivo e são transportados, como partículas de peso molecular menor para dentro da corrente sangüínea, com pequenos peptídeos e aminoácidos presentes na digestão, diretamente proporcional à quantidade ingerida. Embora não mais que 10% de AGEs ingeridos são contidos no espaço intravascular, uma porção adicional provavelmente é distribuída ao espaço extravascular junto com os AGEs formados endogenamente. Consistente com afirmações prévias, entretanto, 70% dos AGEs ingeridos escapam da absorção, provavelmente devido à documentada resistência de ligações cruzadas de AGE à hidrólise ácida ou enzimática no trato digestivo. As glicotoxinas ingeridas diariamente são retidas em vários tecidos ao longo do tempo.
Animais alimentado com dietas modificadas, com AGEs, por 12 meses, apresentaram aumento do rim e do fígado e pigmentação cumulativa nestes órgãos, resultando em lesões aceleradas, renal e vascular, típicas do diabetes(Koschinsky et al., 1997).

Somente 1/3 dos AGEs absorvidos que aparecem no soro foi detectado, 48h depois, na urina; os outros 2/3 permanecem indeterminado. Embora uma porção pode, possivelmente, ser excretado lentamente.

Koschinsky T, He C, Mitsuhashi T, Bucala R, Liu C, Buenting C, et al. Orally absorbed reactive glycation products (glicotoxins): an environmental risk factor in diabetic nephropathy. Proc Natl Acad Sci U S A. 1997; 94(12):6476-9.

Os produtos de glicação avançada (AGEs) são gerados nas fases finais da reação de Maillard nos alimentos e nos sistemas biológicos (Chuyen, 2006). Os produtos de glicação avançada (AGEs) são um grupo heterogêneo de compostos que se formam continuamente no corpo. É também conhecido, no entanto, que formam as AGEs durante o cozimento dos alimentos, principalmente como resultado da aplicação de calor (Uribarri et al 2005). AGEs exógenos, ou seja, glycotoxinas, estão presentes em alguns alimentos e são absorvidos pelo trato gastrointestinal (Kandarakis Diamanti-E et al. 2009). Somoza, 2005, mostrou que pelo menos 30% da dose ingerida de compostos de baixo peso molecular são absorvidos. AGEs adutos livres são a principal forma molecular pelos quais os AGEs são excretadas na urina (Thornalley, 2005).
Dados relativos ao trânsito metabólico para compostos de Amadori, classificados como produtos iniciais da reação de Maillard (MRPs) são conhecidos, como, por exemplo, lisina de frutose. Para ratos e seres humanos, as porcentagens de ingestão livre versus proteína ligada à frutose-lisina excretada na urina foram encontrados dentro da faixa de 60-80% e 30-10%, respectivamente. A quantidade de radioatividade ingerida, absorvida e excretada na urina foi encontrada em níveis variando de 16 a 30% e 1-5% para premelanoidins e melanoidinas, respectivamente (Faist; Erbersdobler 2001).
Nos fluidos convencionais para diálise peritoneal (DP), no curso da DP, 3-DG e glioxal são absorvidos pelo organismo e, assim, pode contribuir para o pool sistêmico de compostos carbonílicos reativos (Bender et al. 2005); levando à formação de produtos de glicação avançada (AGEs) in vivo (Somoza, 2005).
A medida em que AGEs dietéticos são absorvidos pelo trato gastrointestinal (TGI) e seu possível papel na iniciação e promoção da doença são atualmente de grande interesse (Ames, 2007).
Os AGEs da dieta podem desempenhar um papel importante na gênese de doenças crônicas associadas com inflamação subjacente (Uribarri et al 2005). AGEs, também chamado glicotoxinas, são encontrados em excesso em situações patológicas, como diabetes mellitus e insuficiência renal, e também no envelhecimento ou após a absorção de alimentos que contenham produtos glicados (Boulanger et al., 2006).

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A absorção dos alimentos AGEs
A digestão e absorção de proteínas modificadas foram intensivamente estudada por Finot e colaboradores], Kimiagaret al., Oste et al., e Chuyen et al., em vivo há 20 anos.  No entanto, com recente novos dados, a nossa compreensão das modificações destas proteínas tornou-se consideravelmente mais sofisticados, incluindo a identificação de muitas dos AGEs específicos.
Koschinsky et al.  estudaram a digestão e absorção de ovo cozido com frutose em 90°C por 1-3 h em 38 pacientes diabéticos com ou sem doença renal, e cinco indivíduos saudáveis.
Amostras de soro e de urina, coletadas por 48 h, foram acompanhadas por immunoreactividade  ELISA e para AGE reação específica. 
As conclusões deste estudo são: 
(i) a excreção renal de AGEs absorvidos por via oral é acentuadamente suprimidos em pacientes diabéticos com nefropatia, 
(ii) o fluxo diário de AGEs dietéticos incluindo glycotoxins parece constituir uma mais risco de lesão renal crônico-vascular no diabetes mellitus,e 
(iii) a restrição dietética de ingestão de alimentos pode ainda conter muitos AGEs.
Nguyen. Mol. Nutr. Food Res. 2006, 50, 1140 – 1149

245- Níveis circulantes de AGEs após dieta com altos e baixos níveis de AGEs

Fig. - Níveis circulantes de AGEs correspondentes a dieta com AGEs / Mudanças nos marcadores inflamatórios durante 6 meses de exposição

BL – base line sAGE – AGE no soro AGE-LDL no soro

H-AGE – Dieta com alto teor em AGE sMG - Metil glioxal no soro TNF no soro

L- AGE – Dieta com baixo teor em AGE CRP - Proteina C reativa VCAM-1 no soro

A restrição de AGEs na alimentação se correlaciona à supressão dos níveis séricos de marcadores de doença vascular e de mediadores inflamatórios diretamente envolvidos no desenvolvimento das degenerações diabéticas (VLASSARA et al., 2002). Estudos clínicos em humanos comprovaram uma associação positiva entre o consumo de alimentos fritos, assados ou grelhados e as concentrações séricas de AGEs, de marcadores inflamatórios e de AGE-LDL (VLASSARA et al., 2002; URIBARRI et al., 2003; CAI et al., 2004; STIRBAN et al., 2006).

A patogenicidade de AGEs endógenos, derivados da glicose em tecidos humanos tem sido assunto de intensa investigação ao longo de 30 anos. Como reportado em literatura recente, os efeitos pluripotentes de AGEs estende-se da ativação de gene múltiplo aos bem estabelecidos efeitos pró ateroscleróticos e glomeruloscleróticos envolvendo modulação de citocinas e fatores de crescimento, oxidação lipídica e albuminúria. De significância particular tem sido a realização que o processo de degradação de AGEs ligados a tecidos expõe um novo pool de intermediários de AGEs previamente interno e altamente reativo na circulação, considerados como glicotoxinas. Alguns destes derivados de AGEs no soro são capazes de reagir com novas proteínas (como LDL, colágeno, α2-microglobulina), propagando modificações oxidativas ou formando novas ligações cruzadas de AGEs in vitro e in vivo.

244- Cicratização de feridas e dietas com alto AGEs

O consumo aumentado de derivados de AGEs da dieta pode ser um retardador significativo de fechamento da ferida em ratos diabéticos; a restrição de AGEs na dieta pode melhorar a cicatrização prejudicada em diabéticos (M Peppa et al., 2003).

O fato de aminoguanidina, uma hidrazina nucleofílica, ter se mostrado eficiente inibidora da formação de AGEs, levando à diminuição de formação de placas arteroscleróticas e prevenção da nefropatia em diabetes induzido em ratos

237- Placa amiloide

a

236- Proteina TAU

235- Alzheimer e AGEs

Miranda VH; Outeiro TF. The sour side of neurodegenerative disorders: the effects of protein glycation. J Pathol. 2010; 221(1): 13-25.

O aumento na esperança de vida observada no último século levou ao surgimento de uma série de doenças relacionadas à idade que colocam novos desafios para as sociedades modernas.
Doenças neurodegenerativas, incluindo Alzheimer, Parkinson, esclerose lateral amiotrófica e as doenças do prions, são debilitantes e até agora doenças incuráveis que exigem uma intensa pesquisa. Estas doenças são caracterizadas por uma lenta e progressiva perda de células neuronais, e pela deposição de proteínas desorganizadas e agregadas no cérebro, ambas intra ou extracelularmente. As doenças neurodegenerativas estão associados com o desdobramento e deposição de proteínas específicas, quer intra ou extracelular no sistema nervoso.
Agentes químicos endógenos, tais como oxigênio e açúcares redutores (estresse oxidativo e carbonilíco) desempenham papel importante nos danos de biomoléculas, levando à perda de sua função normal e, finalmente, a disfunção celular e morte.

A glicação de proteínas ocorre em proteínas desdobradas e agregadas,
provocando desenlace das proteínas (intermediários desenovelados) e posterior auto-agregação em fibrilas amilóides insolúveis. Os principais alvos são biomoléculas com grupos amina livre, tais como proteínas, nucleotídeos e também alguns fosfolipídios. Cadeias laterais dos resíduos de arginina e lisina, o grupo N-terminal de aminoácidos das proteínas, e os grupos tiol das cisteínas, são os principais metas de glicação de proteínas.

A glicação é responsável por um aumento tanto da estabilidade de proteínas através da formação de ligações cruzadas e a resistência a protease. AGEs podem levar a danos celulares interagindo com RAGE, induzindo ao estresse oxidativo e respostas inflamatórias celulares.
Além disso, a glicação pode ser responsável, através do receptor para AGE (RAGE), por um aumento do estresse oxidativo e inflamação através da formação de espécies reativas de oxigênio e a indução de NF-kB.

Algumas conseqüências fisiológicas da glicação de proteínas incluem o desenvolvimento de diabetes mellitus e disfunção cardíaca, distúrbios visuais, nefropatia, doenças vasculares aterosclerose e diabetes.
A glicação tem relevância clínica fundamental, uma vez que pode ser utilizado como um biomarcador específico para diversas doenças. No diabetes, por exemplo, os AGEs podem ser utilizados como marcadores de lesão tecidual e pode prever complicações a longo prazo.
As técnicas não-invasivas foram desenvolvidas para avaliar os níveis de AGEs na pele, como o leitor de auto-fluorescência, que rapidamente medem a auto-fluorescência da pele e, portanto, o acúmulo AGE.

Este processo depende várias condições, tais como a concentração e a reatividade do agente de glicação, a presença dos fatores de catalisadores (metais, íons de buffer e oxigênio), o pH fisiológico e temperatura e meia-vida de cada proteína.


Várias proteínas ligadas a doenças neurodegenerativas, como β amilóide, tau, prions e transtirretina, foram encontrados estar glicadas em pacientes, e isto é pensado estar associado com o aumento da estabilidade da proteína através da formação de ligações cruzadas que estabilizam os agregados da proteína.
Príons não são vírus, nem bactérias: são modificações de proteínas normais do corpo. Embora em sua forma normal essas proteínas sejam inofensivas, o acúmulo da forma modificada pode levar à morte de neurônios. Com a degeneração das células nervosas, o tecido cerebral adquire um aspecto esponjoso. Por isso, as doenças causadas por príons são conhecidas como encefalopatias espongiformes.
Portanto, é essencial desvendar os mecanismos moleculares subjacentes à glicação de proteína para compreender seu papel na neurodegeneração. O papel da glicação de proteínas nas principais doenças neurodegenerativas e o destaque no valor potencial da glicação de proteínas como biomarcador ou destino da intervenção terapêutica.

Na doença de Alzheimer (AD), depósitos extracelulares de peptídeo β amilóide (ABeta) (placas amilóides) e depósitos intracelulares de proteína tau (emaranhados neurofibrilares) são as principais características patológicas.

Desde a descoberta de hemoglobina glicada por Dglucose, que é atualmente utilizado como um biomarcador da doença diabetes, a glicação foi amplamente investigado. No entanto, D-glucose é o menos reativo de todos açúcares redutores e sua concentração intracelular é insignificante, enquanto compostos reativos dicarbonílicos são mais reativo. O metilglioxal, presente em todas as células é considerado ser o agente mais reativo da glicação. Methylglyoxal é formada principalmente pela não-enzimáticos β-eliminação do grupo fosfato do triose fosfatos derivados da glicólise.
Um aumento em compostos dicarbonílicos (estresse carbonila) é frequentemente realizado sob a hiperglicemia, o estresse oxidativo ou atividade diminuída de seus caminhos catabólicos.
AGEs podem afetar diretamente a estrutura e a função da proteína e, além disso, as proteínas AGES-modificadas também exercem efeitos celulares mediados por receptores específicos, incluindo o receptor scavenger do macrófago, MSR tipo II, OST-48, 80K-H, galectina-3, CD36 e receptor para AGEs (RAGE).
RAGE pertence à imunoglobulina superfamília de receptores, com um amplo repertório de ligantes que podem ser gerados endogenamente, tais como AGEs, fibrilas Abeta, fibrilas amilóides transtirretina, e anfoterina mediadores pró-inflamatórios como-citocinas, da família S100/calgranulina. Um exemplo é o emprego de fibrilas amilóides. Estas fibrilas são formadas quando determinadas proteínas se enovelam de forma incorreta formando agregados insolúveis. De causas ainda desconhecidas, este processo dá origem a diversas doenças,denominadas amiloidoses, como a doença de Alzheimer.

224- AGE "Memória metabólica"

Ceriello A,Ihnat MI,Thorpe JE The “Metabolic Memory”: Is More Than Just Tight Glucose Control Necessary to Prevent Diabetic Complications? J Clin Endocrinol Metab. February 2009, 94(2):410–415.

•A hiperglicemia intracelular induz excesso de produção de superóxido, uma espécie reativa, a nível mitocondrial como uma possível causa da memória metabólica do estresse hiperglicêmicos após a normalização da glicose. A superprodução de ROS é o primeiro evento e chave na ativação de todos os outros caminhos envolvidos na patogênese de complicações diabéticas, tais como fluxo via do poliol, o aumento da formação AGE, a ativação da proteína quinase C, e aumento do fluxo de via hexosamina. Proteínas mitocondrial são glicosiladas em hiperglicemia, e este efeito induz mitocôndrias a produzir mais ânion superóxido, uma condição que não depende de níveis glicêmicos.

Ligação de AGEs ao RAGE resulta na geração de geração intracelular de ROS, que promove a expressão do próprio RAGE.

Estas condições de auto-manutenção, levando a uma persistente geração de estresse oxidativo independente do nível de glicemia atual, podem contribuir para o aparecimento da memória metabólica.

223- AGEs e RAGE

Ramasamy, Ravichandran et al.Advanced glycation end products and RAGE: a common thread in aging, diabetes, neurodegeneration, and inflammation. Glycobiology. 2005; 15(7): 16R–28R.

O papel dos produtos finais da glicação avançada (AGEs) no desencadeamento das complicações vasculares do diabetes
Os produtos finais da glicação avançada (AGEs [do inglês, Advanced Glycation End-products]) constituem uma classe de moléculas heterogêneas formadas a partir de reações aminocarbonilo de natureza não-enzimática, que ocorrem aceleradamente no estado hiperglicêmico do diabetes. Considerados importantes mediadores patogênicos das complicações diabéticas.

Fig. O receptor dos produtos de glicação avançada para os produtos finais de glicação avançada (AGE-RAGE) e um ciclo vicioso de perturbação celular e lesão tecidual: implicações para o envelhecimento, a inflamação, neurodegeneração, e complicações da diabetes. Nós supomos que estimulada pelo stress oxidação e pela geração das espécies reativas de oxigénio (ROS), estímulos inflamatórios, danos físicos, os ataques de intermitente ou (sustentada) hiperglicemia, AGE formação é um primeiro passo fundamental em uma ampla gama de configurações da lesão.

Uma vez formados, tais focos de AGE criam um nicho para a amplificação de estresse caminhos. Além da formação aumentada do stress, diminui a remoção/ desintoxicação de AGEs, podendo contribuir para o stress. No envelhecimento, por exemplo, reduz as defesas anti-AGEs provavelmente contribuindo para o acúmulo dessas espécies, tendo como consequência o aumento da regulação do RAGE em si e a atração de células inflamatórias, tais como polimorfonucleares, leucócitos, MP e os linfócitos. Tais células inflamatórias normalmente mediam o mecanismo homeostático, como a remoção de agentes infecciosos ou restos necróticos, assumindo novos papéis nesta cascata inflamatória.  Por exemplo, a liberação de S100/calgranulinas e amfoterinas de tais células desencadeia uma nova onda de reações inflamatórias e de estresse celular.
O envolvimento dessas espécies com o receptor de transdução de sinal RAGE gera uma segunda onda de substâncias celulares perturbadores. Uma conseqüência da interação ligante-RAGE é a nova geração de ROS; ROS pode gerar AGE mais geração, inflamação e produção de ROS. Uma terceira onda pode feed back para sustentar o ciclo de estresse em uma grande variedade de tipos celulares, como CE, SMC, MP, CMSP, podócitos, neurônios e células gliais, e, assim, eventualmente, causar disfunção do tecido e danos irreparáveis.

Os produtos finais de glicação avançada (AGEs) desempenham papel importante na patogênese das doenças vasculares. Processos inflamatórios, estresse oxidativo e hiperglicemia aumentam a sua taxa de formação, promovendo a interação prolongada destes com os seus receptores, resultando em uma maior expressão do receptor e da ativação de cascatas próinflamatórias e pró-coagulantes, culminando em disfunção vascular. Variantes do gene do receptor dos produtos finais de glicação avançada (RAGE) podem alterar esta rota de eventos, pois alteram a sua expressão, sendo consideradas alvos de interesse em recentes estudos.
http://glycob.oxfordjournals.org/content/15/7/16R.full.pdf+html

O receptor para os produtos finais de glicação avançada (RAGE) é um membro multiligante da superfamília de imunoglobulinas de moléculas de superfície celular. Ele media interações de produtos de glicação avançada  (AGEs), de produtos de glicooxidação não enzimática de lipídeos/proteínas que acumulam no plasma e tecidos de pacientes com diabetes.

O papel dos produtos finais da glicação avançada (AGEs) no desencadeamento das complicações vasculares do diabetes.

Os produtos finais da glicação avançada (AGEs [do inglês, Advanced Glycation End-products]) constituem uma classe de moléculas heterogêneas formadas a partir de reações aminocarbonilo de natureza não-enzimática, que ocorrem aceleradamente no estado hiperglicêmico do diabetes. Considerados importantes mediadores patogênicos das complicações diabetes.

A geração dos produtos de glicação avançada é um dos principais mecanismos desencadeadores das doenças associadas ao diabetes mellitus, que incluem cardiopatia, retinopatia, neuropatia e nefropatia. Esta revisão tem como objetivo analisar o papel dos produtos de glicação avançada presentes na alimentação como mediadores das complicações diabetes.

Há evidências de que a interação entre AGEs e o seu receptor celular -RAGE- pode estar envolvida na patogênese de doenças hepáticas, como a esteato-hepatite não alcoólica (NASH), a cirrose e o câncer hepático (Hyogo e Yamagishi, 2008). NASH possui um caráter potencialmente progressivo, podendo originar a cirrose, falência hepática e o carcinoma hepatocelular (Hyogo e Yamagishi, 2007). É importante ressaltar que o fígado constitui um órgão-alvo particular dos AGEs, pois além da susceptibilidade típica de qualquer estrutura corporal, por funcionar como importante sítio para o clearance e catabolismo destas substâncias, encontra-se especialmente exposto ao dano promovido por tais substâncias. Este órgão, através dos diversos tipos de células que o compõe, é capaz de sequestrar um determinado número de macromoléculas senescentes da circulação, dentre estas os AGEs (Hyogo e Yamagishi, 2008).

207- AGEs - consequências nos orgãos e sistemas

Os AGEs desempenham um papel na patogênese de doenças em múltiplos órgãos e sistemas. Os AGEs afetam praticamente todos os tecidos do corpo. O efeito de AGEs em diferentes sistemas e órgãos é resumida na figura acima.

Cérebro

Os AGEs acumulam no cérebro humano, com o aumento da idade e são encontrados em emaranhados neurofibrilares e placas senis em pacientes com doença de Alzheimer.Em adultos mais velhos com a doença cerebrovascular, elevada CML foi encontrada em neurônios corticais e vasos cerebrais e foi relacionado com a gravidade do comprometimento cognitivo. Os doentes diabéticos estão em maior risco de desenvolver doença de Alzheimer, e maior deposição de AGEs e ativação de RAGE foi encontrado nos cérebros de pacientes diabéticos com doença de Alzheimer.

Olhos

Os AGEs acumulam na lente e na retina com o envelhecimento. Cristalinos, as principais proteínas estruturais são suscetíveis a glicação e ligações cruzadas-AGEs. Lentes humanas com catarata tinham níveis mais elevados de CML, pentosidina e imidazolonas em comparação com lentes claras. As concentrações séricas elevadas de AGEs foram encontrados em diabéticos e não diabéticos idosos com catarata. Ambos CML e RAGE estavam presentes nas lesões patológicas da idade relacionada à degeneração macular; apresentaram maior CML e pentosidina no plasma em comparação com controles normais.

Sistema Cardiovascular

Há fortes evidências para um papel de AGEs na aterosclerose. Com o envelhecimento, os AGEs são depositados nas paredes arteriais, em especial na membrana elástica e intimal extracelular.

AGEs alteram as propriedades funcionais de importantes moléculas da matriz, como colágeno tipo IV e laminina. Ligações cruzadas de AGEs com colágeno tipo IV da membrana basal inibe a associação destas moléculas em uma complexa rede de estrutura como a normal. AGEs no colágeno forma ligações cruzadas covalentes com lipoproteínas de baixa densidade (LDL) e as imunoglobulinas solúveis, encurralando-os no subendotélio. AGEs aumentam a susceptibilidade da LDL à oxidação e aumentam a migração de monócitos para as células endoteliais.

O endotélio vascular expressa RAGE. RAGE contribui para a acumulação difusa de AGEs no espaço subendotelial, inicia o aumento da permeabilidade vascular, aumenta a migração de macrófagos e linfócitos T na íntima e relaxamento dependente do endotélio arterial diminuído. AGEs formam ligações cruzadas com proteínas da matriz da parede dos vasos sanguíneos, reduzindo a elasticidade e promovendo a rigidez dos vasos. Interação de AGEs com RAGE na superfície endotelial induz a geração de espécies reativas de oxigênio e indução de moléculas de adesão e citocinas pró-inflamatórias.

Basta G, Schmidt AM, de Caterina R. Advanced glycation end products and vascular inflammation: implications for accelerated atherosclerosis in diabetes. Cardiovasc Res. 2004;63:582–592.

Figura acima: Formação de produtos de glicação avançada. As reações não enzimática do grupo carbonila dos açúcares redutores com grupo amino primário de proteínas produz bases de Schiff correspondente, que sofrem rearranjo Amadori para dar cetoaminas. Mais glicoxidações e auto-oxidações rendem compostos carbonílicos altamente reativos, que reagem com grupos amino de proteínas formando uma variedade de AGEs, tais como carboximetillisina e hidroimidazolona.

Figura abaixo: Modelo de produtos finais de glicação avançada da recepção pelo receptor para produtos de glicação avançada e interações com o receptor RAGE.

RAGE ativado eleva citocinas inflamatórias, moléculas de adesão, e seus próprios receptores via NF-kB.

Fonte: Semba et al. Does Accumulation of Advanced Glycation End Products Contribute to the Aging Phenotype? J Gerontol A Biol Sci Med Sci. 2010.

doi: 10.1093/gerona/glq074First published online: May 17, 2010

O RAGE ligado desencadeia a indução do aumento das espécies reativas de oxigênio, ativa a NADPH oxidase, aumenta a expressão de moléculas de adesão, e regula a inflamação através da NF-kB e outras vias de sinalização.

AGEs aumenta o estresse oxidativo e inflamação através da ligação com o receptor dos produtos finais da glicação avançada (Rage). RAGE é um membro multiligante da superfamília das imunoglobulinas de superfície celular, moléculas que é amplamente expressa em tecidos. RAGE é mais abundante no coração, pulmão e músculo esquelético. A via de sinalização RAGE pode ser iniciada por um repertório diversificado de pró-inflamatórios ligantes que incluem AGEs, S100/calgranulinaa, anfoterinas, e o peptídeo b-amilóide. O aduto CML de AGEs tem sido identificado como um sinal de transdução de ligante para RAGE. O RAGE ligado desencadeia a indução do aumento das espécies reativas de oxigênio, ativa a NADPH oxidase, aumenta a expressão de moléculas de adesão, e regula a inflamação através da NF-kB e outras vias de sinalização.

A relação RAGE (transmembrana) e sRAGE (forma solúvel), sugere que o sRAGE tem afinidade idêntica para ligantes de RAGE, mas carece de capacidade de transdução de sinal, assim como funciona como uma economia competitiva antagonista. Pode ser simplista resumir que a inflamação é mediada por deletérios RAGE e a inibição de RAGE é potencialmente benéfica, realizada por sRAGE.

Camundongos que receberam sRAGE ou anti-HMGB1 anticorpos demonstrou disseminação maior bacteriana para órgãos distantes.

AGEs foram mostrados afetar praticamente todas as células, tecidos e órgãos. Recentes estudos epidemiológicos demonstram que níveis elevados circulantes AGEs estão associados com risco aumentado de desenvolvimento de muitas doenças crônicas que afetam desproporcionalmente os indivíduos mais velhos.

Modificação do consumo e de níveis de AGEs circulantes pode ser uma estratégia possível para promover a saúde na terceira idade, especialmente porque a maioria dos alimentos ocidentais são processados em altas temperaturas e são ricos em AGEs.

AGEs estão associados ao envelhecimento (Steele, Stuchbury & Münch, 2007) e vários outros quadros patológicos, além do diabetes, como danos vasculares em portadores de insuficiência renal (Busch et al., 2006), comprometimento do desenvolvimento cerebral pré e pós-natal em portadores de Síndrome de Down (Thiel & Fowkes, 2004), catarata associada ao envelhecimento (Chiu & Taylor, 2007), Alzheimer (Steele, Stuchbury & Münch, 2007), osteoporose (Hein, 2006), artrite reumatóide (Iwashige et al., 2004; Newkirk et al., 2003), aterogênese (Collins &Cybulsky, 2001) e, inclusive, diversos tipos de câncer, como de pulmão, pâncreas, cólon e próstata (Bengmark, 2007).

Fígado

O fígado é um lugar para liberação (remoção e catabolismo) de AGEs circulantes , mas também pode ser um órgão-alvo para os AGEs.

Há alguma evidência, que o AGE e o RAGE desempenham um papel em certas doenças hepáticas como a cirrose e a esteatohepatite não-alcoólica.

Hyogo H, Yamagishi S. Advance glycation end products (AGEs) and their involvement in liver disease. Curr Pharm Des. 2008;14:969–972.

Rins

AGEs são removidos e metabolizado pelos rins, mas os rins é também um local de acúmulo de AGEs e dano associado ao AGE. AGEs têm sido implicadas na patogênese da nefropatia diabética e complicações em pacientes com estágio final da doença renal. AGEs eleva a síntese de fibronectina, laminina e colágeno tipo IV no rim, promovendo a esclerose glomerular, fibrose intersticial,e hipertrofia.

Nos seres humanos, tanto CML e pentosidina acumulam na matriz mesangial expandida e espessa as paredes capilares glomerular na nefropatia diabética inicial e em lesões nodulares e paredes arteriais na nefropatia diabética avançada, mas estão ausentes nos rins controle.

A ligação de AGEs com RAGE induz a expressão do fator de crescimento transformador-b1, um importante mediador do processo de fibrogênese renal, em células do túbulo proximal e induz a apoptose de podócitos (72).

Oldfield MD, Bach LA, Forbes JM, et al. Advanced glycation end products cause epithelial-myofibroblast transdifferentiation via the receptor for advanced glycation end products (RAGE). J Clin Invest. 2001;108:1853–1863.

Podócitos são terminalmente células diferenciadas

que cobrem a membrana basal glomerular e constituem parte integrante da barreira de filtração glomerular, e estas células têm uma capacidade limitada de regeneração após a lesão. Perda de podócitos precede o desenvolvimento de disfunção renal e albuminúria em diabéticos.

AGEs estão bastante elevados no soro e tecidos de pacientes com estágio final da doença renal. Os pacientes diabéticos com a fase final da doença renal tinham o dobro da concentração de AGEs em tecidos, em comparação com pacientes diabéticos sem doença renal, e os níveis séricos de CML foram de três a cinco vezes maior nos pacientes com estágio final da doença renal comparados com os controles saudáveis.

As concentrações plasmáticas de AGEs foram independentemente associadas com insuficiência da função renal em adultos não-diabéticos. Mulheres idosas com deficiência com elevação dos níveis séricos CML tinha reduzida função renal.

Elevada CML foi associada com doença renal crônica em residentes na comunidade, homens e mulheres, com idades entre 26-93 anos. Em um grande estudo de base populacional, os adultos mais velhos com elevado CML plasmática tiveram maior declínio da função renal ao longo dos 6 anos seguidos.

Osso

Moléculas de colágeno no osso têm uma vida excepcionalmente longa, tornando-os suscetíveis à modificação por AGE. Evidências está emergindo, sugerindo que o acúmulo de AGEs no osso contribui para o distúrbio na modelagem óssea e deterioração da qualidade do tecido ósseo.

Hein GE. Glycation endproducts in osteoporosis—is there a pathophysiologic importance? Clin Chim Acta. 2006;371:32–36.

Acúmulo de AGEs no colágeno da matriz óssea altera as propriedades mecânicas do osso, aumentando a rigidez e fragilidade.

Tang SY, Zeenath U, Vashishth D. Effects of non-enzymatic glycation on cancellous bone fragility. Bone. 2007;40:1144–1151.

AGEs do Soro são significativamente maiores em pacientes com osteoporose, comparados com os controles saudáveis.

Hein G, Wiegand R, Lehmann G, Stein G, Franke S. Advanced glycation end-products pentosidine and Ne-carboxymethyllysine are elevated in serum of patients with osteoporosis. Rheumatology. 2003;42:1242–1246.

Músculos e tendões

Os idosos têm aumentado ligação cruzada do colágeno e a deposição de AGEs no músculo esquelético. Em animais envelhecidos, a ligação cruzada do colágeno nos músculos, tendões e cartilagem está associada com o aumento da rigidez muscular, redução da função muscular e acúmulo de AGEs.

Haus JM, Carrithers JA, Trappe SW, Trappe TA. Collagen, cross-linking and advanced glycation endproducts in aging human skeletal muscle. J Appl Physiol. 2007;103:2068–2076.

Snow LM, Fugere NA, Thompson LV. Advanced glycation end-product accumulation and associated protein modification in type II skeletal muscle with aging. J Gerontol A Biol Sci Med Sci. 2007; 62:1204–1210.

201- Aductos de glicação

Por muito tempo, não se considerou a influência da alimentação nos efeitos prejudicias dos AGEs nos diversos tecidos corporais, pois se acreditava que a absorção gastrointestinal dos AGEs fosse desprezível. No entanto, nos últimos anos, evidências tem sugerido uma relação entre os AGEs provenientes da dieta e o pool endógeno, assim como a existência da relação entre estes compostos e diversos estados patológicos (Uribarri et al., 2005. 
Adutos (entendido como compostos químicos como resultante da combinação direta de duas espécies química que a mantém naqueles seus respectivos arranjo atômico).

Relacione esta postagem com esta abaixo:

35- Absorção, formação endógena, eliminação de adutos de glicação protéica livres

NAUDÍ A et al. Glicación de proteínas mitocondriales, estrés oxidativo y envejecimiento. Rev. Esp. Geriatr. Geront. 2010; 45(3):156-66.

Revista Española de Geriatría y Gerontología

AGEs adutos livres são as principais formas moleculares pelos quais os AGEs são excretados na urina ( Thornalley PJ, 2005).

No século passado foram ressaltadas as propriedades estruturais e reacionais de compostos α-dicarbonílicos, que os tornariam metabólitos protagonistas de processos deletérios a organismos vivos, particularmente o envelhecimento.

Uma importante consequência biológica da reação de Schiff entre metabólitos α-dicarbonílicos e proteínas são os adutos fluorescentes denominados Produtos Finais de Glicação Avançada (AGE, de “Advanced Glycation End-products”) ou produtos de Maillard, tais como a pentosidina. A pentosidina é um tipo de AGE, formado através de ligações cruzadas entre resíduos de lisina, arginina e o α-dioxoaldeído de pentoses.

Nos últimos anos, são inúmeros os trabalhos que descrevem adutos de MG com resíduos de arginina,lisina e cisteína em proteínas in vivo e in vitro, resultando na formação de AGEs.

Os AGEs são conhecidos por sua capacidade de se ligarem a receptores celulares específicos, podendo dar início a uma série de eventos distintos, entre eles a indução de citocinas e fatores de crescimento, o estabelecimento de estresse oxidativo17 e a regulação da adesão celular.

36- Metabolismo do metilglioxal pela glioxalase

Fig.: AGEs. Esquema de formação, de desintoxicação do glioxal, na formação de adutos de proteinas e DNA.
O glioxal pode ser produzido de forma endógena ou exógena, resultam de uma fonte, como a ingestão de alimentos.

O glioxal é endogenamente produzido durante o metabolismo normal celular por vias independente de enzimas, como a reação espontânea de grupos de aminoácidos em proteínas com açúcares redutores (Reação de Maillard), auto-oxidação do açúcar, a oxidação do DNA, oxidação de ácidos graxos poliinsaturados e danos por radiação UV, e em condições de estresse oxidativo e depleção de GSH (Thornalley, 2002; Wondrak et al., 2002).

O glioxal é um produto do metabolismo e oxidação microssomal de compostos como glicolaldeido, etileno glicol, e β-hidroxi-substituídos Nnitrosaminas e, possivelmente, contribui para a ação tóxica, genotóxica e tumorigênica destas substâncias (Loeppky & Goelzer, 2002; Loeppky et al., 2002).

As concentrações endógenas de glioxal em humanos tecidos e fluidos corporais, como acontece com outros α-oxoaldehydes, são limitados pela alta eficiência catalítica da Glyoxalase sistema (Thornalley, 1995), bem como pela rápida reação de glioxal com proteínas (Sady et al., 2000).

A GSH citosólico dependente do sistema Glioxalase é a principal via para a desintoxicação de glioxal.i

O glioxal reage não enzimaticamente com GSH com formação de um hemitioacetal, que é posteriormente convertido para S-glicolilglutationa pela Glioxalase I. A Glyoxalase II catalisa a hidrólise de S-glicolilglutathiona a glicolato, a partir do GSH.

Glicação das proteínas, nucleotídeos e fosfolipídios por glioxal e metilglioxal, que são substratos fisiológicos de uma Glioxalase, que suprime estes metabólitos alfa oxoaldeido, representando uma parte da defesa enzimática contra a glicação. A Glioxalase protege contra alterações dicarbonil do proteoma, genoma e lipoma. Modificações funcionais deste processo - implica num papel na sinalização celular, envelhecimento e doença. (PJ Thornalley, 2008)

35- Absorção, formação endógena, eliminação de adutos de glicação protéica livres

Figura - Hipótese do transporte de adutos livre de glicação no lúmen capilar peritoneal para a cavidade peritoneal, envolvendo "pequenos poros" na ultrafiltração e transportador transcitose de aminoácidos através do endotélio capilar (b).

CML = Ne-(carboximetil lisina),

MG-H1 = Nd (5 -hidro-5-metil-4-imidazolon-2-il)-ornitina.

Adutos de glicação são encontrados em proteínas plasmáticas e tecido (resíduos aduto glicação), em peptídeos (resíduos de aduto de glicação peptídeo), e aminoácidos glicados. Estes dois últimos grupos surgem a partir de proteólise das proteínas glicosiladas e da glicação de peptídeos e aminoácidos. A quantificação de adutos de glicação na uremia é difícil por causa da presença de várias AGEs diferentes em baixas concentrações e em formas diferentes na presença de muitas interferências potenciais.

Adutos glicação livre são as principais forma de aduto de glicação eliminada na diálise.

A reação de degradação de produtos da glicação em diálise peritoneal de fluidos, particularmente um oxoaldeido, como glioxal, metilglioxal, 3 deoxiglicosona e 3,4 dideoxiglicosona-3-eno, é também uma fonte de resíduos de AGE. Reagem, também, com bases de ácidos nucléicos, particularmente bases ciclase, para formar AGEs nucleotídeos. Induz a apoptose de leucócitos, de célula epitelial tubular e mesoteliais, os efeitos provavelmente mediado pela glicação de ambos os nucleotídeos e proteínas, particularmente ligado a proteínas mitocondriais mudanças na permeabilidade da membrana mitocondrial externa.

Metilglioxal é um potente agente de modificação de proteínas e DNA e está acumulado
principalmente em tecidos susceptíveis a lesões observadas no diabetes: retina, rins e nervos

Figura: O esquema de biodistribuição ilustra os fluxos de formação e remoção de adutos livre de glicação protéica.

Fonte: Thornalley, Paul J. MEASUREMENT OF PROTEIN GLYCATION, GLYCATED PEPTIDES, AND GLYCATION FREE ADDUCTS. Perit Dial Int 2005; 25:522–533

Inicialmente a glicação das proteínas foi vista como uma modificação que ocorria principalmente nas proteínas extracelulares. Especificamente, os AGEs foram pensados formar-se lentamente ao longo da vida e as concentrações de AGEs encontradas representariam um acúmulo ao longo da vida de aduto de glicação. Ex.: CML e CEL acúmulo de resíduos sobre o colágeno da pele. Embora isso possa ser verdadeiro em AGEs estáveis, formados em proteínas de vida longa, sabemos agora que a frutosilisina- FL e que alguns AGEs (por exemplo, hidroimidazolonas) têm relativamente curta semi-vidas química sob condições fisiológicas(2-6 semanas), porém sua concentração depende do equilíbrio das taxas de formação e decomposição. Além disso, resíduos de adutos de glicação de proteínas também são formados em proteínas celulares e em proteínas de curta duração extracelulares.

Adutos de glicação de proteínas e peptídeos são agora chamadas de "resíduos aduto glicação" por analogia com a nomenclatura dos resíduos de aminoácidos.

Adutos de glicação livres são os aminoácidos glicados formado por proteólise exaustiva de proteínas glicosiladas e glicação de aminoácidos.

Existem vários tipos de adutos de glicação em proteínas de tecidos e fluidos corporais in vivo.

Reativos compostos dicarbonil formados endogenamente, tais como: glioxal, metilglioxal e 3-deoxyglucosone,também são potentes agentes glicantes. Eles são formados pela degradação de proteínas glicosiladas, intermediários glicolíticos e peroxidação lipídica.

Thornalley...A maior concentração esperada de AGEs alimentares é absorvida no plasma venoso portal.

Houve, no entanto, peptídeos AGE-rico com um conteúdo de resíduos MG-H1 cerca de dez vezes superior ao do em proteínas plasmáticas em plasma venoso portal [28]. AGEs de alimentos são, portanto, provavelmente absorvidos tanto como AGE adutos livres e peptídeos AGE-rico, o último parece ser degradados eficientemente após a absorção.

AGEs absorvidos do alimento são esperados ter baixa toxicidade em indivíduos com função renal normal.

Pesquisa sobre "glycotoxins" tem estimulado o debate sobre a contribuição das AGEs dietéticos AGE à exposição total.

A toxicidade pode ser mediada principalmente pelos efeitos AGE de adutos livre.

34- Envolvimento dos AGEs

A formação dos AGEs é considerada um dos mais importantes elos entre hiperglicemia e os danos celulares e teciduais observados no diabetes, as denominadas complicações vasculares da doença. Adicionalmente, esse fenômeno tem sido associado ao envelhecimento (Steele, Stuchbury & Münch, 2007) e vários outros quadros patológicos, além do diabetes, como danos vasculares em portadores de insuficiência renal (Busch et al., 2006), comprometimento do desenvolvimento cerebral pré e pós-natal em portadores de Síndrome de Down (Thiel & Fowkes, 2005), catarata associada ao envelhecimento (Chiu & Taylor, 2007), Alzheimer (Steele, Stuchbury & Münch, 2007), osteoporose (Hein, 2006), artrite reumatóide (Iwashige et al., 2004; Newkirk et al., 2003), aterogênese (Collins & Cybulsky, 2001) e, inclusive, diversos tipos de câncer, como de pulmão, pâncreas, cólon e próstata (Bengmark, 2007). É provável, ainda, que alterações gastrointestinais, tais como esteatose e cirrose hepáticas e enfermidades inflamatórias do intestino grosso, estejam associadas com níveis elevados de AGEs (Bengmark, 2007).

O papel dos AGEs, através de sua interação com seus receptores celulares, os RAGEs, em quadros de resistência à insulina, um componente importante da síndrome metabólica, tem sido confirmado por achados recentes (Hyogo et al, 2007). A resistência à insulina, por sua vez, de incidência crescente nos últimos tempos, provoca acúmulo lipídico no hepatócito, levando a alterações metabólicas hepáticas, que resultam em esteatose, que pode evoluir para formas mais graves de injúria hepática, como esteato-hepatite não alcoólica (EHNA) e cirrose5-9. Os mecanismos moleculares que associam o efeito dos AGEs na resistência à insulina e sua repercussão sobre a esteatose hepática, no entanto, ainda não foram esclarecidos.

Os efeitos adversos dos AGEs podem ser devido ao aumento dos níveis absorvidos de AGEs dietéticos, como descritos na outra postagem dos adutos de glicação protéica livres, mas outros fatores podem ser responsável por esta relação com outras doenças. Por exemplo, o aumento dos níveis de lipídios oxidados da dieta, diminuição dos níveis de antioxidantes da dieta ou outros micronutrientes, ou uma combinação dessas conseqüências do processamento térmico de alimentos. Todavia, não só os AGEs dietéticos exercem efeitos que possam ter impacto na saúde humana, outros fatores, além da temperatura, induzem modificações que podem levar a diferentes níveis dietéticos de AGEs ou a formação de AGEs endógenos. Por exemplo, os lipídios dietéticos podem reagir com a proteína fisiológica, ou a diminuição dos níveis de antioxidantes endógenos, como a glutationa, pode promover a formação de espécies reativas de oxigênio, que por sua vez pode aumentar a oxidação de glicose e lipídios, rendendo carbonilas que são precursores dos AGEs.

A habilidade dos AGEs de formar ligações cruzadas intermoleculares nos tecidos, capturando quimicamente proteínas solúveis como as lipoproteínas, inativando óxido nitroso, NO, e interagindo com proteínas especificas para induzir permeabilidade vascular, acúmulo de matriz extracelular (ECM), estresse oxidativo e estado de pró-coagulação sugerem um papel relevante desses AGEs na disfunção vascular diabética.

A glicação e a formação de ligações covalentes cruzadas entre as cadeias moleculares das proteínas reduzem sua flexibilidade, sua elasticidade e a sua funcionalidade. Além disso, as modificações químicas nas proteínas resultantes da glicação e das ligações cruzadas, podem disparar reações inflamatórias e auto-imunes. A glicação foi observada no colágeno do tecido conectivo, no colágeno arterial, na membrana basal do glomérulo renal, na lente do cristalino ocular, na mielina das fibras nervosas e no LDL (low density lipoprotein) circulante do sangue.

Doenças que não seguem os padrões mendelianos de herança surgem da interação de vários genes, fatores ambientais e comportamentos de risco e são conhecidas como doenças complexas ou multifatoriais dentre as quais se destacam as doenças auto-imunes, mentais e neurodegenerativas (Kibertis e Roberts, 2002).

Doenças associadas à idade, relacionada ao AGEs e radicais livre:

• Complicações do Diabetes
• Aterosclerose
• Catarata
• Câncer
• Doença de Alzheimer
• Doença de Parkinson
• Esclerose lateral amiotrófica
• Artrite Reumatóide
• Doença periodontal
• Síndrome do ovário policístico
• Disfunção erétil