糖化应激和抗衰老

糖化应激对策(4)膳食来源的AGEs

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糖化应激对策(4)膳食来源的AGEs

同志社大学大学院 生命医科学研究科 糖化应激研究中心
八木雅之 教授 主编

食品中的AGEs

食品中含有大量的还原糖、羰基化合物、氨基酸和蛋白质，在烹饪、加工、储存过程中会发生糖化反应。这些反应就是大众所熟知的食品的褐变反应。对于食品的褐变反应，研究人员已经使用各种模型反应系统和食品来阐明反应机理，并对褐变物质进行了分离和鉴定(1)。食品糖化开始于作为原材料和调味品使用的糖所含有的果糖、糖类分解产生的还原糖与氨基酸、蛋白质发生非酶促反应，并生成N-glucoside(图1)。之后经过Amadori(阿玛得利)重排，生成N-fructoside，再经过脱水、脱氨反应，生成邻酮醛糖(osone)、糠醛(furfural)等羰基化合物。生成的羰基化合物成为糖化反应的中间体，再与氨基化合物反应，通过缩合和聚合生成高分子褐变物质类黑精(melanoidin)。类黑精不是单一化合物，其结构和聚合度因来源的氨基化合物和反应条件而异，是难以正确定量的物质(2)。

图1 食品褐变中的糖化反应
(修改自本间清一(2005)(1))

食品中含有大量的糖化物、糖化反应中间体、AGEs(表1)(3)。而且，食品中的CML是在加热烹饪的过程中生成的(表2)(3-4)。因此，我们在日常生活中会通过食品摄入AGEs。食品中的AGEs除了含有对生物体无害的成分，还含有可能与活性氧的生成和糖尿病并发症等慢性疾病的进展有关的化合物。从食品中摄入的AGEs与心脏病、阿尔茨海默病、糖尿病并发症等疾病的发病有关，这些疾病与年龄增长密切相关。另外，动物实验结果证实，限制从膳食摄入AGEs与延长寿命之间存在关联(5)。再者，众所周知，加热烹饪食品还会生成与AGEs类似的杂环胺(heterocyclic amine)、丙烯酰胺(acrylamide)等具有致突变性和致癌性的化合物。

表1　食品中的糖化反应产物含量
(修改自木苗直秀(2013)(3))

表2　食品中的CML含量
(修改自木苗直秀(2013)(3))

因此，食品中的羰基化合物和AGEs可能与各种疾病存在相关性，故而被称为糖毒(glycotoxin)。

膳食来源AGEs的吸收和排泄

关于食品中的AGEs摄入与排泄的关系，有多项研究报告。在3日内，限制7名健康男女摄入焙烤食品、面包类、啤酒、咖啡等富含AGEs的食品，发现与非限制期相比，受试者尿液中的吡咯素含量在限制期内下降。由此表明，排泄到尿液中的AGEs量可反映膳食内容，膳食来源AGEs与尿毒症存在相关性(6)。

另外，终末期肾衰竭患者(end-stage renal disease：ESRD)从膳食中摄入的AGEs量与血清CML量存在相关性，以及血清中的CML或甲基乙二醛量与BUN(blood urea nitrogen：血尿素氮)也存在相关性，由此可见，控制膳食中的AGEs对管理病情尤为重要(7)。

此外，蛋清(蛋白质量55.5g)中添加果糖(100g)后加热烹饪(90℃，1～3小时)而成的高AGEs食物(1617 units AGE/mg)或只含蛋清的低AGEs食物(7.0 units AGE/mg)，38名糖尿病患者和5名健康人摄入这些食物后，餐后48小时血液及尿液中的AGEs量的测量结果显示，从膳食转移到血液中的AGEs，患有肾病的糖尿病患者为30％，健康人中为10％(8)。此外，在健康人中，1/3(3％)转移到血液中的AGEs会在48小时内排泄到尿液中，2/3(7％)残留在体内(图2)。

图2　膳食来源AGEs的吸收和排泄
(修改自Koschinsky T, et al. (1997)(8))(Adapted from Koschinsky T, et al. (1997)8))

膳食来源AGEs的抑制

一般认为，选择AGEs生成较少的烹饪方法，并抑制膳食来源AGEs在体内的吸收，可以抑制膳食来源AGEs对身体的影响。

对各种食品中的CML量进行测量的调查结果显示，脂肪和肉中的CML甚至高于碳水化合物(9)。而在烹饪方法上，对于相同的食材，相比油炸和烤制，水煮更不易生成AGEs。此外，烤肉时，通过预先用柠檬汁和醋腌制1小时，生成的AGEs可以减少到1/2(图3)(10)。另有研究表明，将鸡肉丸放入用鲣鱼干、海带、小熟鱼干等熬制的高汤中加热烹饪时，相比使用热水烹饪，可依荒节鲣鱼干高汤＞枯节鲣鱼干高汤＞小熟鱼干高汤＞海带高汤＞香菇高汤的顺序严格抑制鸡肉中CML的生成(11)。

图3.使用不同烹饪方法时牛肉中的AGEs生成量(Uribarri J, et al. (2010)(10))
使用醋(A)或柠檬汁(B)，将牛肉25g在150℃下烤制15分钟
1.牛肉(生)
2.不使用醋或柠檬汁烤制牛肉
3.使用醋或柠檬汁10mL腌制1小时后烤制

此外，众所周知，克里美净(Kremezine)是抑制膳食来源AGEs在体内吸收的药品。克里美净是口服药物，它是将来自石油烃的球形微粒多孔碳在高温下进行氧化及还原处理制得的球形吸附碳，其使用目的是通过在消化道内吸附慢性肾衰竭患者的尿毒症毒素，使其随粪便一同排出体外，以便改善症状和延缓导入透析。糖尿病肾病患者以6g/天剂量连续服用3个月克里美净的试验结果证实，血液中的CML量有所下降(12)。还表明了，作为铁结合蛋白的乳铁蛋白具有AGEs结合性，因此若将其随同膳食摄入，或许可以捕捉消化道内的AGEs，并将其排出体外(13)。

如上所述，食品中的AGEs可能约有7％会残留在健康人体内。而肾功能下降的糖尿病患者向尿液排泄AGEs的功能下降，因此需要注意避免摄入高AGEs食物。另一方面，食品的加热烹饪或加工会通过赋予食物风味和色泽来改善味道，进而提高储存稳定性。食品中生成的AGEs量或许可以通过选择原料和烹饪方法来减少，所选原料可能是AGEs吸附排泄原料。因此，在应对食品中AGEs的影响时，需要从饮食生活整体考虑。

References
    1. 本間清一：日本栄養・食糧学会誌. 2005; 2: 85-98.
    2. 本間清一：澱粉科学, 1991 ; 1 : 73-79.
    3. 木苗直秀：AGEsと老化, メディカルレビュー社, 2013 ; 39 : 37-46.
    4. Assar S.H. et al. : Amino Acids, 2009; 36: 317-326.
    5. Luevano-Contreras C et al：Nutrients, 2010; 2: 1247-1265.
    6. Foerster A, et al.：Biochem Soc Trans, 2003; 31: 1383-1385.
    7. Uribarri J, et al.：Am J Kidney Dis, 2003; 42: 532-538.
    8. Koschinsky T, et al.：Proc Natl Acad Sci USA, 1997; 94: 6474-6479.
    9. Uribarri J, et al.：Ann. N.Y. Acad. Sci, 2005; 1043: 461–466.
    10. Uribarri J, et al.：Am Diet Assoc. 2010; 110(6): 911–916.
    11. 山田　潤ら：2014年度日本調理学会講演要旨
    12. Ueda S, et al.：Mol Med, 2008; 2(7-8): 180-184.
    13. 井上浩義, 食品工業, 2008; 6: 26-31.
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