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糖化终产物

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糖化终产物话题

AGEs

您可能没有意识到这一点,如果您曾经欣赏过新鲜烤鸡上完美的脆皮表层,或者汉堡包上有烧烤痕迹的图案,那么您会喜欢美拉德反应的结果。由法国化学家路易斯·卡米尔·美拉德(Louis-Camille Maillard)于1912年发现,此过程是在烹饪时将食物变成褐色的原因。食物中天然存在的糖和蛋白质会发生反应,从咖啡豆到感恩节火鸡的所有东西都产生令人垂涎的金褐色。

褐变的鸡腿褐变的鸡腿

就像在牛排上一样美味,当美拉德反应在体内发生时,就不那么理想了。在内部,从美拉德反应开始的化学过程会破坏蛋白质的正常结构,由于蛋白质在体内起着许多重要作用,所以这是个坏消息。一系列相似的反应可以对脂肪产生相同的作用,尤其是易断裂的多不饱和脂肪酸。最终,这些系列反应最终形成了一组称为高级糖化终产物(AGEs)的有害化合物。

AGEs与各种衰老相关的退化性疾病密切相关。在某种程度上,AGEs在体内的蓄积似乎是衰老的正常功能,与阿尔茨海默氏病等慢性疾病以及与衰老相关的健康普遍下降有关。但是AGEs也与糖尿病密切相关,尤其是糖尿病并发症,例如视力问题、肾衰竭和心血管症状。这提供了一个线索,即并非所有与AGE相关的变性都是自然的,并且可能与现代工业饮食的代谢损害有关。

实际上似乎确实是这样:AGEs尚未得到很好的理解,但是有证据表明饮食是主要的促成因素。虽然不可能完全摆脱衰老,但避免AGEs的主要饮食来源是预防过早衰老、退化性疾病和氧化应激的一种方法。

AGEs是如何形成的?

正如缩写中的A(“高级”)部分所暗示的,AGEs是复杂的化学反应的最终结果。产生AGEs的一种方法是糖基化,这是一种化学过程,当蛋白质或脂肪分子与简单的糖结合而没有酶控制反应时,就会发生这种过程。“糖基化”这个名称来源于“葡萄糖”,但实际上这是令人误解的,因为果糖(也是一种简单的糖)可以以相同的方式参与该过程。

通过一系列的化学变化,新的葡萄糖-蛋白质化合物变成了一种叫做Amadori的产品,也被称为早期糖化产物(因为是在过程的早期生产的)。高级糖基化终产物是进一步化学变化的结果,这些化学变化甚至进一步修饰了Amadori产品。这是经典的美拉德反应,与1912年发现的过程相同。

最近,研究人员还发现,AGEs也可以通过多种其他途径形成,其中许多途径都称为氧化而不是糖基化(与氧气而不是葡萄糖反应)。脂肪(尤其是多不饱和脂肪酸)可以通过氧化转化为AGEs,这些反应的结果有时也称为ALEs (高级脂质过氧化终产物的缩写)。糖基化会破坏蛋白质的正常功能,氧化会破坏脂肪的正常结构。

葡萄糖也可以通过某些相同的方法氧化。在另一个途径中,葡萄糖在转变为AGEs之前首先被转化为另一种碳水化合物山梨醇sorbitol,这被称为多元醇途径,因为山梨醇是一种称为多元醇的碳水化合物(您可能会认识到多元醇也是FODMAP的一种,但这与其在生产AGEs中的作用无关)。在所有这些非美拉德途径中,一组称为二羰基的化学物质是将原始物质转化为AGEs的关键参与者。

所有这些产生AGE的反应都可以在摄入之前的食物中发生,也可以直接在体内发生。AGEs的食物来源值得研究,但是AGEs真正令人关注的来源是内部生产,这并不意味着饮食与之无关。相反,饮食对体内AGEs的产生具有巨大影响,而低糖的原始饮食是一种安全自然的方法,可减少AGEs对人体的总损害,而无需担心食物含量或特殊烹饪方法。

饮食里的AGEs

AGEs的饮食来源(也称为外源性AGEs,因为是在人体外产生的)是增加人体内AGEs总数的一种方法。有些食物的AGEs天生就很高,而且由于大多数人都不吃全生的饮食,因此也有可能通过烹饪将AGEs引入食物中。某些化学物质(尤其是香烟烟雾)也含有明显水平的AGEs,但大多数人的摄入量来自饮食。

就制备而言,热和干的烹饪方法都倾向于在AGE含量上产生最大的峰值。例如,油炸或烧烤会使AGEs的数量急剧增加,而像炖或煮这样的较湿较慢的方法则不会。事先在酸性介质(例如醋或柠檬汁)中烹饪食物或将其浸泡在酸性酱汁中,也将减少成品中AGEs的总数。

烤肉产生AGEs烤肉产生AGEs

在第二类中(即使在未煮熟之前就具有AGEs的食物),具体数字是有争议的,具体取决于以哪种AGEs测量方法为标准,但是相对清楚的是,肉类和脂肪比蔬菜和碳水化合物具有较高的AGEs水平。这应该使原始饮食者感到震惊:肉类和脂肪是原始饮食的两种主要食物,但是如果它们的AGEs很高,它们又如何如此健康呢?植物蛋白(例如豆类)的来源以及以碳水为基础的饮食对氧化应激和慢性病的贡献会减少吗?

幸运的是,无需发誓不吃烤汉堡包和炸鸡,因为饮食中AGEs的总量实际上并不是衡量AGEs总数的有用指标。大多数饮食AGEs在食用后几天内就会排出体外,并且不会残留,不会引起氧化应激或任何其他负面后果。

花费大量时间和精力选择和准备餐点以使饮食中的总AGEs含量降至最低很容易。但是,通过任何一种饮食干预措施,观察收获也很重要,在艰苦工作中会获得什么样的结果,是否值得?是否有较省力的方法来获得相同的收益。

内源性AGE生产:果糖反击

对于AGEs而言,事实证明,减少自由基损伤对身体的痛苦,要比通过特殊的食物限制和制备方法使自己紧张的痛苦要少得多。AGEs的真正损害不是来自餐盘,而是来自身体体内合成的损害(技术上称为内源性AGE生产)。

通过比较四个不同组的研究可以清楚地看出这一点。一组吃标准的现代饮食,另一组吃严格的素食,第三组吃素食(包括鸡蛋和奶制品),第四组吃素食(包括鱼,但不吃其他类型的肉类)。肉类和脂肪是AGEs中含量最高的食物,因此可以期望,素食者体内的AGE总含量最低,杂食者的含量最高。但实际上,情况恰恰相反。无论如何测量AGE含量,杂食者的含量最低,即使他们饮食中的AGEs含量高得多。

这项研究非常清楚,饮食中的AGEs数量实际上并不是决定体内AGEs数量的最重要因素。确实有一些不同(一些研究发现,限制AGE饮食的人的总AGE减少了),但显然,这并不是唯一的问题。真正的决定性因素似乎是身体产生了多少个AGE,而这个数字不是完全取决于所吃的AGE的数量。

内源性AGE产生的最重要的决定因素之一是血糖。具体而言,高血糖人群会产生更多的AGE,而迄今为止,最差的糖似乎是果糖。尽管AGEs以葡萄糖命名,但果糖会更容易地反应形成葡萄糖:同一位研究人员发现素食者血液中AGEs的浓度更高,他指出AGE的产生与葡萄糖的增加呈线性关系,但随着果糖的增加呈指数增长。

这解释了素食者和肉食者之间的差异,并解释了为什么饮食中AGEs摄入最少的人的体内水平最高。由于素食者的饮食习惯以碳水化合物为基础,而且饮食中的果糖含量更高,因此其内源性AGE产生量更大。血糖与AGE产生之间的密切关系也与许多研究的证据相吻合,这些研究表明糖尿病患者中AGEs的水平非常高(下文有更多介绍)。

饮食中的糖摄入量可以通过美拉德反应过程影响AGE的产生,但是饮食中的脂肪也可以通过氧化产生AGE(或ALE)。具体而言,最容易氧化的脂肪是多不饱和脂肪酸(PUFA)。请记住,大量的PUFA有危险,因为在化学上非常脆弱,当暴露于光、热和氧气等压力源时,往往会氧化(将其转变为AGEs)。现代加工食品中的PUFA经过化学处理和加热,然后在室温下酸败,食用之前被氧化。就算将花生油放在阴凉处也不会避免:即使未氧化的PUFA由于体内也可能发生氧化反应,因此会增加体内氧化应激的水平。这可能是研究中非肉食者的AGEs水平较高的另一个原因:虽然杂食者可以用猪油、牛油或黄油烹饪,但素食者选择的选择有限得多,则更有可能用高含量PUFA的种子油烹饪。

结果是内源性AGE的产生是应该真正担心的AGEs来源。尽管饮食中的AGEs确实会对体内AGEs的总水平产生一定的影响,但说其是唯一的原因就太简单了。更准确地说,现代饮食中的某些元素(尤其是果糖和PUFA)倾向于支持体内AGEs的产生,这是一个更为严重的问题。

AGEs和糖尿病

由于AGEs的形成与血糖息息相关,因此很容易看到糖尿病患者遭受与AGE相关的极端形式损害。实际上,关于AGE的许多研究都是针对糖尿病患者进行的,因为AGE与糖尿病是如此密切地相关。糖尿病的主要测试之一实际上是糖基化的测量(开始形成AGEs的化学过程)。这就是所谓的A1C(糖化血红蛋白)检测,可以测量通过美拉德反应第一阶段的血红蛋白(血液中的一种蛋白质)的百分比。百分比越高,血糖越高,体内的AGE浓度越高。

由于糖尿病的许多并发症在很大程度上是由AGEs驱动的,因此糖尿病症状为研究长期氧化应激和AGE在体内的最极端影响提供了一种有用(令人沮丧)的方法。通过破坏蛋白质和细胞,AGEs破坏了主要器官和体内系统的结构构件:在糖尿病患者中,AGEs数量的增加实际上与糖尿病的所有主要并发症密切相关,包括血管问题、视力损害、肾脏衰竭和心脏疾病。

好消息是,糖尿病也为控制血糖提供了一些支持,以减少与AGE相关的损害。在患糖尿病的大鼠中,血糖水平的控制导致AGEs和ALEs均明显下降。许多研究还建议为糖尿病患者提供低AGE饮食,但是由于测量不同食物中的AGE是如此不精确,并且由于低AGE饮食中碳水含量可能很高(这样对糖尿病患者的危害远不止于此),从原始饮食角度来看,这并不是一种特别有用的治疗方法。

糖尿病相关的高血糖与AGEs的联系导致许多人只专注于经典的美拉德反应(单糖+蛋白质= AGE),但重要的是要记住体内AGEs的产生要复杂得多:AGEs也可以由其他几种类型的氧化反应形成。它们与糖尿病并发症密切相关,但是糖尿病除了高血糖外,还涉及许多类型的代谢和激素损害,因此高血糖是唯一涉及的问题。随着糖尿病成为日益普遍的公共卫生危机(希望研究人员开始意识到官方推荐的低脂肪高碳水饮食无济于事),关于AGEs的新研究可能会发现与糖尿病症状和病因有关的更多联系。

氧化应激

AGEs更有趣的方面之一是与氧化应激的关系。氧化应激是由非常不稳定的称为活性氧(ROS)的分子引起的细胞损伤。健康和正常的细胞确实会产生一些ROS,但是由过多ROS引起的氧化应激是衰老和退行性疾病的主要原因:与AGEs完全相同的条件。

AGEs的高水平和氧化应激的高水平肯定是相关的,但是它们之间的关系并不是简单的因果链。取而代之的是,证据表明AGEs和氧化应激会造成恶性循环。较高水平的氧化应激可能有助于形成AGEs所需的某些化合物。同时,活性氧(氧化应激发展背后的分子)是AGE形成的副产物,因此AGE也增加了氧化应激。

这似乎是一个令人沮丧的恶性循环,但也提供了有用的见解:控制氧化应激(通过充足的睡眠、进食健康且抗炎的原始饮食,避免使用现代食物中的毒素,可以帮助防止AGEs的形成)

AGEs和抗氧化剂

在饮食上有任何危险时,去寻找一种神奇的超级补剂来“弥补”这种损害的诱惑是很强烈的。就AGEs而言,神奇的子弹就是抗氧化剂:如果氧化应激与AGEs密切相关,那么抗氧化剂补剂是否能阻止AGE的形成呢?

起初这似乎是个好主意,但过度添加抗氧化剂实际上会造成比治疗更有害的危害。吃新鲜的水果和蔬菜(含有抗氧化剂)始终是一个健康的主意,因为水果和蔬菜是含有多种重要维生素和矿物质的平衡食品。但是,商业化的抗氧化剂补剂并不是AGEs或其他任何东西的灵丹妙药,最好首先保持饮食中的果糖和多不饱和脂肪酸PUFA含量低,最大程度地减少氧化应激并控制血糖,以减少AGEs的内源性形成。

结论

这是痛苦的,但却是事实:人类并没有被设计为永远生活。随着年龄的增长,我们的生命周期包括身体机能下降时期,而体内AGE的积累是其中自然而不可避免的部分。驱动AGEs和ALEs生成的原材料(氨基酸,糖和脂肪)涵盖了所有必需的食物类别:试图限制这些会让寿命可能比任何AGEs都更快结束。

也就是说,过早 衰老不在任何人的目标清单上,也不是自然的。糖尿病的并发症绝对是现代的人为饮食环境的产物,而不是人类固有的命运。现代饮食中的果糖含量高、致炎性和不稳定的多不饱和脂肪酸PUFA普遍存在,导致糖尿病(现代饮食和生活方式的标志性疾病)患者中AGEs异常高浓度。通过避免氧化脂肪并控制果糖摄入量达到人体可以合理代谢的水平,可以避免氧化应激的全身症状,而无需在饮食或生活方式上进行任何极端的改变。

https://paleoleap.com/ages-and-oxidative-stress/

· 2020/06/02 09:16