糖化とは?
糖化は、グルコースやフルクトースなどの糖分子がさまざまな種類のタンパク質や脂肪細胞に付着する体内のプロセスです.これにより、細胞構造が粘着性で脆くなり、機能が損なわれます。これらの損なわれた分子は、終末糖化産物または AGE と呼ばれます。
AGEs は、様々 な人間の病気のプロセスの重要な要因です。研究によると、体内の過剰な AGEs は、糖尿病の合併症、心臓病、血管損傷、神経損傷、失明、およびその他の代謝損傷に関連しています。
早わかり
- 血糖値 (ブドウ糖、果糖) は、特に血糖値が通常よりも高い場合に、細胞や組織にくっついて損傷する可能性があります。このプロセスは糖化と呼ばれます。
- 糖化レベルが上昇すると、糖化を修復する体の能力が失われ、終末糖化産物または AGEs と呼ばれる構造が生成され、影響を受けた細胞または組織が永久に損傷を受け、変形します。
- AGE は、細胞の AGE 受容体 (RAGE) に結合し、高レベルの酸化ストレスを引き起こし、影響を受けた細胞と周囲の構造にさらに損傷を与える可能性があります。
- 一貫して血糖値が高い環境では、糖化、AGE 蓄積 AGE/RAGE 相互作用、および酸化ストレスが増加します。これは、時間が経つにつれて、糖尿病、心臓病、不妊症など、多くの病気の発症の舞台となる可能性があります。
- 高炭水化物食の摂取は、制御不能な糖化と体内の AGE 蓄積の主な要因です。加工食品の一般的な甘味料である高果糖コーンシロップは特に有害であり、糖化を1000％増加させます.
- 炭水化物の摂取量を減らし、これらのカロリーを高品質で健康的な脂肪とタンパク質に置き換えることを選択することで、正常な血糖値を達成し、糖化による糖尿病、心臓病、不妊症を避けることができます.
終末糖化産物 (AGE) とは?
高度な糖化最終産物は、身体組織や細胞内の炭水化物鎖 (グルコースやフルクトースなどの糖) とさまざまなアミノ酸 (タンパク質分子) の間の化学的糖化反応の結果です。
糖とさまざまなアミノ酸の間の化学反応は、最終的に影響を受けたタンパク質の構造を再編成し、AGEを作成します.次に、これらの AGEs は結合し、さらに「架橋」して、コラーゲンやヘモグロビンなどの他の体のタンパク質に損傷を与えます。 AGEs が生成されて結合すると、患部で炎症と酸化が引き起こされます。
糖化は、糖がタンパク質や脂肪に結合するグリコシル化と呼ばれる別の一般的な糖化プロセスとは異なります。グリコシル化は、酵素による部位特異的なプロセスです。これは、糖化の非酵素的化学反応とは対照的に、身体によって制御された方法で活性化されることを意味します.
AGEs と酸化
酸化は、活性酸素種 (ROS) または「フリーラジカル」と呼ばれるさまざまな化学的に揮発性の分子が細胞や組織によって生成されるプロセスです。これらの ROS はシグナル伝達分子として機能することが多く、私たちの細胞はそれらを制御する天然の抗酸化物質を持っています。しかし、ROS が大量に産生されると、細胞の保護システムを圧倒し、さまざまな細胞構造や細胞を取り囲む組織に損傷を与える可能性があります。
AGE-RAGE バインディング
AGEs は、酸化ストレスの原因であると同時に生成物でもあります。 AGEは、AGE受容体またはRAGEと呼ばれる細胞受容体に結合できます。細胞膜上のこの AGE-RAGE 結合相互作用は、ROS のレベルを上昇させる細胞内の生化学的経路を引き起こします。より高いレベルのフリーラジカル反応は、細胞への酸化的損傷および免疫系からの炎症誘発性反応を引き起こします。酸化ストレスのレベルが上昇すると、さらなる糖化化学反応が引き起こされ、より多くの AGEs が形成されます。
多くの研究は、豊富な AGEs、結果として生じる RAGE 結合、および高レベルの酸化ストレスが、炎症の増加およびさまざまな身体システムへの悪影響と関連していることを示しています。
より高い AGE レベルは、次のような多くの病気や障害と関連しています:
- 免疫力の低下。
- 腎不全。
- 目の損傷、および糖尿病のその他の合併症。
- PCOS やインスリン抵抗性などの代謝性疾患。
また、糖化酸化プロセスが以下と強く関連していることも研究で示されています。
- 進行性の心臓病。
- 高血圧。
- がん転移および化学療法に対する耐性。
注目すべき AGEs のもう 1 つの重要な影響は、特に Kiltz 博士の研究に関連して、生殖器系内の高 AGE レベルが女性と男性の両方の不妊のリスクを高める可能性があるという強力な証拠です。
最終糖化産物の原因は?
体内の AGEs の種類と数は、血糖値やインスリン レベル、年齢、遺伝的要因などのさまざまな内的要因によって異なります。摂取する炭水化物の種類や量、喫煙、座りっぱなしのライフスタイルなどの外的影響も、体内での AGE の生成に寄与する可能性があります。
炭水化物、糖化、AGEs
精製された炭水化物の消費とその結果生じる高血糖は、糖化レベルと体内の AGE 分子の生成と強く相関しています。簡単に言えば、炭水化物の消費と血糖値が上昇すると、体内の糖化率が上昇します。
高果糖コーン シロップの形態の果糖は、加糖清涼飲料や精製加工食品の主要成分であり、AGE の生成に特に重要です。フルクトースは、単純な血糖値であるグルコースよりもはるかに化学反応性が高い.研究によると、血流中のフルクトースは糖化をグルコースの 10 倍増加させることが示されています。
料理、糖化、AGEs
糖化と AGEs に関する初期の研究では、糖化がメイラード反応 (クリームと一緒に加熱すると砂糖がカラメルに変わる理由を説明する料理用語) の原因であるため、研究者は食品の調理方法に焦点を当てていました。また、熱したフライパンで牛ひき肉を調理すると「茶色」になるのもこのためです。
研究者は、西洋の食事に豊富に含まれる焼き肉や焼き肉が体内の AGE レベルの原因となる要因であると指摘し、これらの食品を高温で焦がすと食事 AGEs (dAGEs) が高くなり、これらの食品を消費すると体のAGEレベルを上げます。
しかし、ありがたいことに、より洗練された測定技術を使用した最近の研究では、グリル、ロースト、焼き肉のdAGEレベルは、健康であると提案されている他の食品と比較して悪くないことが示されています.
実際、最新の研究では、リンゴ、フルーツ ジュース、豆乳、全粒粉パン、スキム ミルクなどの「健康的な」食品の摂取が、体内の AGEs レベルの上昇に関連していると指摘しています。
フルクトース、グリケーション、AGEs
実際、最新の研究では、リンゴ、フルーツ ジュース、豆乳、全粒粉パン、スキム ミルクなどの「健康的な」食品の摂取が、体内の AGEs レベルの上昇と関連していると指摘しています。
これらの高フルクトース食品が消化されると、フルクトース関連AGEが容易に形成され、結果として生じる炎症誘発性化合物が腸管から容易に吸収されます.この仮説は適切に「フルクトーシス」と呼ばれており、AGE の生成は食物に基づくものではなく、腸によって引き起こされることを示しています。
つまり、気をつけなければならないのは調理済みの肉に含まれる AGEs ではなく、精製された炭水化物を多く含む食事によって内部で生成される AGEs です。
AGE は体の組織にどのようにダメージを与えますか?
AGE は、正常に機能するタンパク質、脂肪、およびホルモンを妨害することにより、体組織に損傷を与えます。
AGEs とタンパク質
タンパク質糖化の場合、AGE は組織に構造的損傷を引き起こします。生物学における特徴的な考え方の 1 つは、「機能は形態に従う」というものです。これをタンパク質に適用すると、タンパク質は特定の物理的形態を持っているため、体内で特定の方法で機能することを意味します。
特定のキーが特定のロックにどのように適合するか想像できます。キーの形状を変更すると、設計されたロックに適合しなくなります。その結果、キーは機能しなくなります。同様に、AGEs は体内のタンパク質の物理的構造に損傷を与えるため、細胞との適合に関して適切に機能しなくなります.
AGEs と脂肪細胞
ほとんどの細胞膜は、多価不飽和脂肪 (PUFA) を含むさまざまな種類の脂肪で構成されています。 PUFA は、周りの分子と反応するのを待っている不飽和化学結合が多数あるため、いわゆる PUFA です。この不安定な化学構造は、フリーラジカルの活動に対して特に脆弱です。
したがって、AGE レベルが細胞の周囲や細胞内に蓄積すると、フリーラジカルのなだれが発生し、PUFA と反応する可能性があります。その結果、PUFA の化学結合が崩壊するプロセスである「脂質過酸化」が起こります。この損傷により、細胞膜が不安定になり、細胞の機能障害が起こります。
この例は、AGEs が細胞内のフリーラジカルの増加を介して脂肪細胞の細胞インスリン感受性を妨害することを発見したある研究で示されました。
AGEs とインスリン抵抗性
高血糖と糖化の長期的な影響は、体内の一般的なインスリン抵抗性を引き起こす要因でもあります。インスリンは、血流中のブドウ糖の存在に応答して膵臓によって産生されるホルモンです。
インスリンの仕事は、グルコースを細胞内に押し込み、そこで処理してエネルギー生産分子として使用できるようにすることです.しかし、血糖値が慢性的に高い場合、膵臓はほとんど常にインスリンを放出し、より多くのグルコースを取り込むようにというメッセージで細胞を攻撃します.
時間が経つにつれて、細胞はこのインスリンメッセージに対する抵抗性を発達させ、糖が血流に残ります.血糖値が上昇し始めると、インスリン産生も増加します。この上昇する糖とインスリンの循環により、糖化と AGE の生成が増加し、最終的にこの環境が体内のインスリン シグナル伝達に損傷を与えます。
当然のことながら、研究により、インスリン抵抗性が心臓病、高血糖、糖尿病、不妊症と高度に相関していることが確認されています.
この損傷はすべて、私たちの全体的な健康に深刻な影響を及ぼします。糖化と AGE 形成の特定の健康への影響を詳しく見てみましょう。
糖化と炎症
上記で説明したように、炭水化物の過剰摂取と高血糖に伴う過剰な糖化は、体の組織や細胞に損傷を与えます.悪循環です。一定の高血糖は AGE の生成を促進し、炎症と酸化を促進し、この代謝環境がさらに AGE を生成します。
AGE 分子は細胞の AGE 受容体 (RAGE) に結合することができ、このイベントによって免疫系が分子を放出し、酸化ストレスを増加させ、炎症反応を増幅させ、影響を受けた細胞でのエネルギー産生を妨害し、細胞や近くの構造にさらに損傷を与える可能性があります。ご想像のとおり、炎症は糖化損傷と酸化ストレスの強力なマーカーです。
糖化と心臓病
この高血糖、AGE の生成、RAGE の活性化、および結果として生じる酸化と炎症の循環スパイラルは、血管の健康と心臓への血液供給を妨げることに関与しています。
また、2型糖尿病患者が心臓病の発生率が高い理由も説明しています. AGE-RAGE 相互作用経路は、私たちの免疫系と相互作用し、心臓や血管系に下流の影響を与える細胞とシグナルの放出を引き起こします。
AGEは、よく知られている「動脈の硬化」であるアテローム性動脈硬化の動脈プラークに見られます。 AGEがRAGEと相互作用すると、血管のしなやかさを妨げる可能性があります。その結果、血管が硬くなり、高血圧につながる可能性があります。
さらに、AGE-RAGE の相互作用により、血管壁に直接損傷がもたらされます。炎症と酸化は、血管の内側を覆う細胞に損傷を与え、損傷を受けやすくし、危険な閉塞の段階を設定するカルシウム沈着を引き起こします.より多くの研究が行われるにつれて、他の多くの負の心血管効果が確認されています.
糖化と糖尿病
糖尿病の合併症は、体内の糖化、AGE の蓄積、および酸化ストレスの増加を促進する高血糖の直接的な結果です。
組織の損傷、慢性炎症、および網膜内の特定の細胞の破壊により、AGE レベルが高くなると失明と相関することがさまざまな研究で示されています。
腎臓も細胞の AGE 損傷を受けやすく、その結果、腎臓病や腎不全が一般的な糖尿病の合併症になります。
下肢の神経への AGE 損傷は、末梢神経障害につながります。これは、手や足が極度の神経痛、うずき、しびれに苦しむ状態です。これは、発見されていない手足の怪我や切断につながる可能性があります。これらの合併症はすべて、AGE-RAGE 相互作用によって引き起こされる細胞損傷と、影響を受けた身体システム内の酸化ストレスによって関連しています。
糖化と不妊
生殖器系は、高血糖および関連する糖化プロセスと AGEs の生成に敏感な、もう 1 つの体のシステムです。
研究では、AGE レベルの上昇、AGE-RAGE 相互作用、および酸化ストレスが、卵巣機能の低下、顆粒膜細胞の機能不全、および多嚢胞性卵巣症候群 (PCOS) と関連していることが確認されています。
この分野の他の研究のレビューでは、AGEs と酸化ストレスが、女性の卵巣におけるステロイド産生と卵胞発育の活性を変化させ、男性の睾丸が正常な精子細胞を産生する能力に損傷を与えることも明らかにしています[13]。
女性の不妊症
女性は、筋肉量の低下、代謝率の低下、ホルモンの変化など、さまざまな理由で肥満になりやすい.肥満は、糖化、AGE-RAGE 相互作用、酸化ストレスの破壊的な影響とともに、不妊の原因にもなります。
研究文献では、肥満は AGE レベルの上昇と卵巣の微小環境の破壊と相関しており、卵母細胞のパフォーマンスと生殖能力を損なう可能性があります。
肥満、糖化、およびインスリン抵抗性はすべて、代謝機能不全に関与する要因であり、これらの状態は、高炭水化物食に関連する血糖値の上昇、高インスリンレベル、およびインスリン抵抗性に根ざしていることに注意する価値があります.
糖化と PCOS
多嚢胞性卵巣症候群 (PCOS) は、影響を受けた女性の月経と排卵の周期、および卵子の生産が中断される障害です。 PCOS は、インスリン抵抗性および肥満と高度に相関しています。
PCOSの女性は、インスリンレベルが高い結果として、軽度の炎症と男性ホルモンの過剰産生も示します. PCOS の女性の 40% にもインスリン抵抗性があり、これらの女性の多くは太りすぎでもあります。
当然のことながら、PCOS の女性は卵巣組織の AGEs と AGE 受容体のレベルが上昇しています。上記の他の症状とともに、AGE-RAGE 因子は、受胎能の低下や流産などの PCOS の合併症の一因となります。
男性不妊
男性不妊症は、約 30% の単一の原因であり、不妊症の 40 ～ 50% の要因であり、この状態に寄与する要因には、糖化、AGE 蓄積、RAGE 相互作用、および男性生殖管内の酸化ストレスの増加が含まれます。調査によると、高AGEレベルは精子の質の低下、精巣機能不全、および勃起不全と関連していることが示されています.
糖化を引き起こす食品
前述のように、糖化に関する初期の研究の多くは、焼いたり、グリルしたり、ローストした肉でメイラード反応を引き起こす高熱調理法を非難しようとしました.しかし、新しい研究は現在、フルクトースとグルコースの比率が高い食品を指摘しています.これは、フルクトースが反応性が高く、グルコースよりも体内で糖化されやすいためです.ただし、グルコースも糖化に関与しています。
栄養士が推奨する多くの「健康的な」食品は、この高フルクトースのカテゴリーに分類されます。たとえば、ある研究では、リンゴ、豆乳、スキムミルク、シリアル、全粒穀物、およびその他の植物ベースの食品が、体内の AGE レベルの上昇の原因であることが指摘されています。
清涼飲料、精製、加工された炭水化物、加糖ソース、アガベシロップ、フルーツジュース、高果糖コーンシロップを含む製品など、果糖を多く含むその他の食品もAGEレベルを高めます.
さらに、一般的に炭水化物の多い食事は糖化を増加させる可能性があります。これは、炭水化物を多く含む食品を日常的に摂取すると、血糖値が慢性的に高くなるためです。血糖値が高いと、糖化率も上昇します。
炭水化物の多い食品には以下が含まれます:
- パン
- クラッカー
- パスタ
- ケーキ、パイ、クッキー、キャンディーなどのスイーツ
- ジャガイモ、サツマイモ、冬カボチャなどのでんぷん質の高い野菜
基本的に、甘いものやすべての植物性食品は、血糖値とインスリンを上昇させ、糖化と AGE の生成を増加させます。
さらに、栄養「専門家」からのアドバイスである、1 日 3 食とスナックを食べることは、血糖とインスリンが常に食物摂取によって刺激されるため、糖化に寄与します。食べる頻度を減らし、断続的な断食を実践することは、体内の糖化イベントを減らすもう 1 つの方法です。
低炭水化物ダイエットによる糖化の減少
過剰な糖化と AGE の生成は、炭水化物の摂取とそれに伴う高血糖の直接的な結果です。炭水化物の摂取量が恒久的に減少すると、血糖値とインスリン値は最終的に正常なベースラインに戻ります.血糖値が低いと、体組織に付着する遊離血糖が少なくなるため、内部糖化の量が減少します。
糖化と AGEs の結論
ほとんどの人にとって、高炭水化物食は慢性的に高い血糖値とインスリンレベルを引き起こします.過剰な糖分は、糖化率の上昇と最終糖化産物の形成に寄与します。
終末糖化産物の蓄積が身体の分解能力を超えると、AGE-RAGE 相互作用、酸化ストレス、炎症のサイクルが始まります。
このサイクルは、さまざまな体のシステムに損傷を与えます。糖尿病、心臓病、不妊症について調べましたが、これらは損傷を受ける可能性のあるシステムのほんの一部です. AGEs は、他の多くの疾患プロセスに関与しています。
糖化と AGEs を減らすには、食事中の炭水化物、特にフルクトースを多く含む精製炭水化物の量を減らすことが重要です。これにより、血糖値が下がり、インスリン抵抗性が落ち着き、過剰な糖化が停止し、身体が分解して蓄積された AGEs を取り除く機会が得られます.
それはとても簡単です。ほとんどの炭水化物を食べるのをやめ、健康的な脂肪とタンパク質を消費することに集中してください.気分が良くなり、AGE レベルが下がり、体が感謝します。
