植物提取物对晚期糖基化终产物抑制机理的研究进展

晚期糖基化终产物（AGEs）是由还原糖中的羰基与蛋白质、脂类和核酸中的游离氨基结合而引发的一系列化学反应的最终产物。人体内AGEs的来源主要包括内源性产生和外源性摄入，外源性AGEs通过烟草或食品等摄入产生。

近年来研究主要集中在各种植物提取物对AGEs活性的抑制、影响因素和作用机理上，但鲜有关于此方面的综述。东北农业大学食品学院的韩 喻、扈莹莹和东北农业大学动物科学技术学院的秦立刚*等人对AGEs的来源、形成机理和对人体的致病性等方面进行介绍，并概述了植物提取物对AGEs的抑制机理及其研究进展，旨在为控制食品加工过程中产生的AGEs提供理论依据。

1、AGEs的概述

AGEs的结构与特性

AGEs是由葡萄糖或其他还原糖（如戊糖、木糖和核糖等）与蛋白质、核酸或脂质中的游离氨基进行反应而形成的一类糖基化产物。此概念最初由Brownlee等于1984年提出，用来描述生物体内美拉德反应晚期阶段所形成的褐色、发荧光并具有交联结构的一类物质。根据是否具有荧光特性和是否与蛋白质存在交联结构来对AGEs进行分类，可分为具有荧光特性且互相交联的AGEs、不具有荧光特性但互相交联的AGEs以及既不具有荧光特性也不存在结构交联的AGEs。

AGEs的来源

AGEs的来源主要分为内源性产生和外源性摄入，其中外源摄入主要来自食物，被称作食物源晚期糖基化终产物（dAGEs）。dAGEs的摄入是人体AGEs的主要来源，从定量的角度来看，dAGEs对人体内AGEs总量的贡献比葡萄糖代谢异常或脂质过氧化引起的内源性AGEs贡献大。从组成、结构和功能方面来看，dAGEs与内源性AGEs几乎没有区别，但是二者在人体内的存在状态有较大的差异。

2、AGEs的形成途径

AGEs是由葡萄糖、醛类或其他糖衍生物和蛋白质、核苷酸或脂质在人体内发生非酶糖基化反应而产生的。其中AGEs的形成途径如图2所示，包括：1）Amadori重排产物（ARPs）非氧化裂解；2）席夫碱氧化裂解（Namiki途径）；3）葡萄糖自氧化（Wolff途径）；4）糖酵解途径；5）多元醇途径；6）酮体和苏氨酸代谢；7）脂质过氧化（丙酮醇途径）。

3、AGEs的致病途径

通常而言，AGEs的生物学效应由两种不同的途径产生：一种途径独立于受体，由AGEs直接诱导体内蛋白质的 结构变化或交联作用而产生；另一种由AGEs与糖基化终产物受体或细胞表面受体相互结合而产生。根据目前的研究，AGEs诱导疾病的途径（图3）主要有：1）细胞内蛋白质的结构变化；2）与细胞表面受体的结合；3）警报蛋白信号的诱导；4）内质网应激；5）细胞外基质（ECM）的修饰。

4、植物提取物对AGEs的抑制机理及具有抑制作用的常见植物提取物

植物提取物对AGEs抑制机理

由于植物提取物结构和功能的多样性，加之其发挥生物学效应的阶段也不尽相同，因此，植物提取物对AGEs的抑制机理较复杂，尚未明确。但是，目前关于植物提取物对AGEs的潜在抑制作用方式及潜在作用位点（图4）主要包括以下几种：1）竞争性结合蛋白质；2）金属螯合；3）清除活性氧（ROS）；4）捕获二羰基化合物；5）降低血糖水平； 6）改善胰岛素抵抗；7）降血脂；8）醛糖还原酶抑制剂；9）减少AGEs交联；10）抑制RAGE表达；11）保护乙二醛酶解毒系统。

常见具有抑制AGEs作用的植物提取物

01

生物碱类植物提取物：生物碱可以通过抑制肠道对碳水化合物的吸收、抑制糖异生作用、促进细胞对葡萄糖的摄取、刺激胰岛素分泌和防止氧化损伤等途径而表现出抗糖化活性。

02

皂苷类植物提取物：皂苷类植物提取物主要有降血糖的作用，能够通过修正胰岛素信号的传导、促进胰岛β细胞分泌胰岛素、激活糖原合成、抑制糖异生作用和α-葡萄糖苷酶活性等途径来降血糖，进而减少体内AGEs的生成。

03

多酚类植物提取物：多酚类提取物具有一定的抗糖化活性，主要通过清除ROS、捕获二羰基化合物、激活体内抗氧化剂和破坏蛋白质的交联而达到抑制ACEs的目的。

04

维生素类植物提取物：维生素类植物提取物主要是通过抑制AGEs信号传导、清除ROS、降血脂和提升胰岛素的活性等途径来抑制AGEs的生成和表达。

05

多糖类植物提取物：多糖、皂苷和多酚类植物提取物均具有降血糖、增加肝糖原含量、抑制α-葡萄糖苷酶活性以及改善胰岛素抵抗的作用，此外，多糖类植物提取物还可以通过延缓葡萄糖吸收等途径来调节血糖水平。

06

其他类植物提取物：Grassmann等发现萜类化合物如二萜类、三萜类化合物都具有抑制醛糖还原酶活性的功能，从而能够抑制AGEs的生成。

结 语

综上所述，外源AGEs的摄入和内源AGEs的生成容易促使细胞中的AGEs超越其临界水平，并通过促进蛋白质的糖基化、与RAGE的结合和诱导氧化应激反应等多种途径导致疾病的发生。AGEs抑制剂，尤其是植物提取物，可通过清除自由基、螯合金属离子、降血糖血脂等途径来抑制体内或体外产生的AGEs。因此，植物提取物具有作为食品添加剂或治疗疾病的新型药物的潜力。若利用天然植物提取物来进行一系列药物研究，则必须掌握其具体的作用机理，而目前植物提取物抑制AGEs的作用机理尚不明确。因此，为了减少人体内的AGEs含量并最终降低AGEs诱导的相关疾病的发生率，今后的研究可围绕外源性和内源性AGEs两方面展开：在外源性AGEs方面，可以通过酶联免疫吸附法和色谱法等诸多检测方法来估算常见食品中的AGEs的含量，研究食品组分和加工条件对AGEs生成动力学、生成路径的影响，并进一步研究外源性AGEs的生物可利用度和其在体内的代谢途径，同时研究植物提取物在食品中的抑制机理；在内源性AGEs方面，可以进一步研究不同AGEs在体内的 吸收、循环和致病机理，并通过进一步分析植物提取物的结构和进行临床实验，来研究植物提取物在人体内抑制AGEs的机理，以期将植物提取物更好地应用于食品和药物领域。

本文《植物提取物对晚期糖基化终产物抑制 机理的研究进展》来源于《食品科学》2021年42卷9期233-240页，作者：韩喻，扈莹莹，贺菁蕾，王辉，陈倩，秦立刚。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20200404-050。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

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修改/编辑：袁艺；责任编辑：张睿梅

图片来源于文章原文及摄图网

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