糖化应激和抗衰老

糖化应激对策　(2)糖化反应的抑制

A-KIT株式会社  生命医科学检查中心  糖化应激研究所
八木雅之 所长 主编

生物体内糖化反应

生物体内的氨基酸和蛋白与主要为葡萄糖等的还原糖发生非酶反应，形成席夫碱(schiff base)后，通过Amadori 重排(amadori rearrangement)，生成糖化蛋白(glycated protein)的Amadori 化合物(amadori product)，这一不可逆的物质。

Amadori 化合物通过生成3-脱氧葡糖醛(3-deoxyglucosone：3DG)、乙二醛(glyoxal)、甲基乙二醛(methylglyoxal)、甘油醛(glyceraldehyde)、戊二醛(glutaraldehyde)等的羰基化合物(carbonyl product)为主的中间体，最终生成糖基化终末产物(advanced glycation endproducts：AGEs)。狭义的糖化反应指的是这一连串的反应过程。

AGEs不仅来自于血液中的葡萄糖，还会生成于羰基化反应(carbonylation)，该反应是在由酒精代谢和脂质酸化而生成的醛或酮与蛋白质之间发生的。因此，在AGEs中存在不同生成路径的多种物质(图1)⁽¹⁾。

图1.　生物体中AGEs的生成途径⁽¹⁾

AGEs中有荧光性和非荧光性物质。荧光性AGEs中有戊糖素（pentosidine）、交联素（crossline）和吡咯吡啶（pyrropyridine）等。非荧光性 AGEs 中有 Nε-(carboxymethyl)lysine(CML)、 Nω-(carboxymethyl) arginine(CMA)等。此外，戊糖素、交联素等具有蛋白交联性，因此蛋白的AGEs化会带来组织的物理性变化。AGEs与受体RAGE(Receptor for AGEs)结合，激活细胞信号，并诱导产生炎性细胞因子。因此，生物体内的AGEs生成和蓄积会给各种细胞和组织带来损伤。

由还原糖和醛负荷而产生的生物体应激及其后续反应，这些统合起来的概念被称为糖化应激(glycation stress)。糖化应激的对策之一，就是抑制这些生物体内的糖化反应。

天然产物的in vitro糖化反应抑制作用

糖化反应抑制作用，是指在人血清白蛋白(HSA)和胶原蛋白等各种蛋白和葡萄糖反应系统中添加多种多样的受试物，用反应液中的糖化反应中间体和各种AGEs的生成量值算出的受试物的IC₅₀(50%生成抑制浓度：50% inhibitory concentration)进行评估⁽²⁾。

通常使用糖化反应抑制剂的氨基胍(aminoguanidine)作为糖化反应抑制作用的阳性对照。通过这一评价体系，确认了复方草药⁽³⁾、紫菊花⁽⁴⁾、日本矮竹⁽⁵⁾、草本茶⁽⁶⁾、水果⁽⁷⁾、蔬菜⁽⁸⁾等众多原料中的糖化反应抑制作用。

推测植物中的糖化反应抑制作用主要源自多酚类成分。有报告指出，糖化反应抑制作用物质有肉桂酸(cinnamic acid)、苯甲酸(benzoic acid)类似物等的酚酸(phenolic acids)(图2)，类黄酮(flavonoids )(图3)，异黄酮(isoflavones)和原花青素(procyanidins)(图4)等⁽⁹⁾。另外，其他酚类化合物，萜烯(terpenes)、类胡萝卜素(carotenoids)、不饱和脂肪酸、多糖类，类黑精(melanoidine)和维生素类，也具有糖化反应抑制作用。

图2.植物中含有的酚酸⁽⁹⁾

图3. 植物中含有的类黄酮⁽⁹⁾

图4. 植物中含有的原花青素⁽⁹⁾

in vitro和动物实验中多次报告了植物原料中存在抗糖化作用。这些作用主要与多酚类相关。植物中含有的多酚分布与植物的进化和分类密切相关，是化学性的植物分类学（chemotaxonomy）的指标之一。可以推测在分类学中属于同科（family）或族（tribe）的植物中，含有相似结构的多酚⁽¹⁰⁾。但是，生物体中AGEs的生成路径不仅伴随着多路径中的旁路或分支，而且糖化和氧化反应也复杂地交织在一起(图1)。因此，为了在生物体内获得有效的糖化反应抑制作用，需要多种成分同时抑制多路径。基于这些原因，为了有效获得糖化反应抑制作用，在选择和组合植物原料时，需要考虑植物分类学的知识。

复方草药提取物的in vitro糖化反应抑制作用

复方草药提取物是鱼腥草（Houttuynia cordata）的地上部分、西洋山楂（Crataegus oxyacantha）的果实、罗马洋甘菊（Chamaemelum nobile）的花、葡萄（Vitis vinifera）的叶子的热水提取物，这些植物为日本人所熟知，被广泛食用，且在植物分类学中属于不同植物种类。上述原料对荧光性AGEs、3DG、戊糖素和CML生成抑制作用有不同的效果，因此，将这些原料混合而成的复方草药提取物是抑制糖化反应的原料之一。该复方草药提取物作为功能性食品原料，2006年被爱科来株式会社产品化为“AG Herb MIX^TM”⁽¹¹⁾。已证实，糖化反应抑制作用成分之一为罗马洋甘菊中的大波斯菊苷（chamaemeloside： apigenin 7-O-β-D-glucopyranoside-6’’-(3’’’-hydroxy-3’’’-methylglutarate)）⁽¹²⁾。

在in vitro糖化反应评价实验体系中，复方草药提取物浓度依赖地抑制荧光性AGEs、3DG、CML的生成。与氨基胍相比，该复方草药提取物对CML和戊糖素的形成具有很强的抑制作用。此外，复方草药提取物与HSA相同，也对胶原蛋白有抑制荧光性AGEs生成的作用，此外，还能抑制胶原蛋白中特异性生成的CMA的形成。在in vitro糖化反应系统中，复方草药提取物显示出了等同或高于氨基胍的糖化反应抑制效果，同时还能阻碍多路径的糖化反应，并具备有效抑制复杂的生物体内糖化反应的可能性。

复方草药提取物对链脲佐菌素诱导的糖尿病大鼠的作用⁽¹³⁾

在这项动物实验中，以完全随机分配的形式，将6周大的雄性Sprague-Dawley大鼠分为4组，每组各7只：对照组(G1)，链脲佐菌素(STZ)给药组(G2)，复方草药提取物给药组(G3)，氨基胍给药组(G4)。在G2至G4组中，根据每只大鼠的体重在尾静脉中单次给药55 mg / kg的STZ，以使它们诱发糖尿病，并饲养12周。关于饲料，给予G1、G2组饲养小鼠/大鼠的MF粉末饲料(MF)，给予G3、G4组混合了复方草药提取物或氨基胍的MF饲料。

结果发现，与STZ给药组(G2)相比，复方草药混合物组(G3)和氨基胍组(G4)均显示出抑制血清戊糖素和CML增加的趋势。此外还显示出了控制肾湿重量增加的趋势。复方草药提取物对于STZ诱导的糖尿病大鼠，具有与氨基胍同等或以上的糖化反应抑制作用，并有望减缓糖尿病并发症的进展风险以及预防衰老发展。

以糖尿病高危人群为对象，进行的复方草药提取物的摄入实验⁽¹⁴⁾

在这项人体临床实验中，将26位糖尿病高危人群(随机血糖值为 110～199 mg/dL，HbA1c为5.5～6.5％(JDS值))的成年男性和女性，分为受试食品摄入组和安慰剂摄入组，每组各13人，连续8周服用复方草药提取物3,000 mg /天(建议摄入量的5倍)，或同等剂量的安慰剂食品。在服用受试食品前和8周后，对各受试者进行采血，检测血中的糖化反应生成物3DG、CML。该临床实验已获得伦理委员会的批准，并根据赫尔辛基宣言的精神进行。受试者充分理解实验内容，提交同意书，并自愿参加。

在摄入期间，对肝功能、肾功能、糖/脂质代谢功能等检查中，没有发现疑似因摄入复方草药提取物而引发的不良反应(健康状态的变化)，确认了其作为食品的摄入安全性。另外，检测并比较摄入前和8周后的血液中AGEs值，结果显示，受试食品摄入组与安慰剂食品摄入组相比，在血糖值为110mg/dL及以上的亚组分析中，显示出对血液中3DG升高的抑制作用(p = 0.094)，在HbA1c（JDS值）为5.9％及以上的亚组分析中，发现CML显著性降低(p = 0.048)。该结果表明，复方草药提取物在人体中，抑制了伴随糖代谢异常而生成的糖化反应中间体和AGEs的形成。

对糖尿病患者进行的复方草药提取物的摄入实验⁽¹⁵⁾

在这项人体临床实验中，7位患有2型糖尿病的成年男女(HbA1c(JDS值)： 5.7～9.2％)，连续12周摄入作为受试食品的复方草药提取物600 mg/日。各受试者在服用受试食品前、第8周、第12周进行采血，检测血中的糖化反应生成物3DG、CML。在摄入前及摄入第2周、第4周、第8周、第12周，使用精密仪器测量了皮肤弹性。该临床实验已获得伦理委员会的批准，并根据赫尔辛基宣言的精神进行。受试者充分理解实验内容，提交同意书，并自愿参加。

在摄入期间的肝功能、肾功能、糖/脂质代谢功能等检查中，没有发现疑似因摄入复方草药提取物而引发的不良反应(健康状态的变化)，确认了其作为食品的摄入安全性。此外，与摄入前相比第8周、第12周，3DG显著性降低(p < 0.001)，第12周CML显著性减少(p < 0.001)。这些结果表明，已在in vitro和动物实验中确认的复方草药提取物的糖化反应抑制作用，对人体也有效。此外，皮肤弹性与摄入前相比，第8周(p = 0.001)、第12周(p < 0.001)的皮肤弹性指数(R2： Ua/Uf)显著性改善。一般认为，皮肤弹性的改善是由于摄入复方草药提取物抑制了交联性AGEs的生成，从而抑制了蛋白质的硬化，并通过皮肤代谢提高了弹性。

复方草药提取物的皮肤中AGEs蓄积抑制效果⁽¹⁶⁾

在这项临床实验中，成年男女健康组8人、糖尿病/高血糖组4人，连续12周服用复方草药提取物600 mg /天以及含有生姜和花椒的试验饮食。 摄入前、第8周和第12周，使用AGE Reader测量AGEs蓄积水平。该临床实验已获得伦理委员会的批准，并根据赫尔辛基宣言的精神进行。受试者充分理解实验内容，提交同意书，并自愿参加。

在摄入期间的肝功能、肾功能、糖/脂质代谢功能等检查中，没有发现疑似因摄入复方草药提取物而引发的不良反应(健康状态的变化)，确认了其作为食品的摄入安全性。此外，与摄入前相比，健康组在8周后为（p = 0.035），12周后为（p = 0.020），皮肤中AGEs蓄积量显著性降低。此外，糖尿病/高血糖组的4人中有3人被发现降低。带荧光的AGEs中包括与蛋白的交联形成相关的交联素和戊糖素等，这表明，复方草药提取物的摄入可能会抑制老化，如因皮肤蛋白质的AGEs化而发生硬化等。

植物原料的in vitro糖化反应抑制作用和对人体的糖化应激抑制作用

在复方草药提取物中，发现了在in vitro的糖化反应抑制作用，且人在摄入此提取物时，也被发现了同样的糖化应激抑制作用。上述表明，复方草药提取物在in vitro糖化反应系统中，可能阻碍了多路径的糖化反应，有效抑制了复杂生物体内的糖化反应。

在莽吉柿（Garcinia mangostana）⁽¹⁷⁾、石榴 （Punica granatum）⁽¹⁸⁾的果实等单一原料的提取物中，也获取了与复方草药提取物相同的结果。莽吉柿中包含多种类的单宁（tannin）⁽¹⁹⁾、酚酸（phenolic acid）⁽²⁰⁾、 氧杂蒽酮 （xanthones）类⁽²¹⁾、鞣花单宁（ellagitannin）类⁽²²⁾。单一原料作用的糖化反应抑制作用，可能会让这些物质通过肠道菌群被分解成容易被生物体内吸收的多种类的低分子物质，作用于多路径的糖化反应系统。

想要有效利用糖化反应抑制作用作为糖化应激对策，原料的选择和组合是关键。

---

糖化应激和抗衰老

• 什么是糖化应激？
• 糖化应激标志物的检测方法(1)　血糖、糖化蛋白、糖化反应中间体的检测
• 糖化应激标志物的检测方法(2)　AGEs的检测
• 糖化应激标志物的检测方法(3)　抗糖化作用评价
• 糖化应激和AGEs受体
• 糖化应激与肾疾病
• 糖化应激和皮肤老化
• 糖化应激与动脉硬化
• 糖化应激和精神分裂症
• 糖化应激与肝病
• 糖化应激与不孕症
• 糖化应激与阿尔兹海默症
• 糖化应激对策(1)　血糖控制
• 糖化应激对策(2)　糖化反应的抑制
• 糖化应激对策(3)　AGEs的降解和排泄
• 糖化应激对策(4)　膳食来源的AGEs
• 糖化应激对策的课题和展望

---

-学术信息 top
-Top