江南大学王立团队新综述食品中的晚期糖基化

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江南大学王立团队新综述:食品中的晚期糖基化终末产物(AGEs)及其对肠道健康的影响

CRITICALREVIEWSINFOODSCIENCEANDNUTRITION

日常饮食中的有害物质已经日益影响到人们的健康。在食品加工过程中会产生美拉德反应产物。晚期糖基化终末产物(AdvancedGlycationEndproducts,后简称AGEs)是一种美拉德反应产物,研究发现AGEs与许多慢性疾病有关,比如肾病,动脉粥样硬化,阿尔茨海默氏病,甚至肿瘤。而目前,学术界对于这个AGEs的讨论还存在着许多争议,主要集中在dAGEs(DietADGEs)的产生机理、代谢途径、以及其与慢性病之间的关系,特别是与肠道、肠道菌群以及肠道疾病有关的问题。

江南大学王立团队从AGEs的产生、AGEs对健康的影响、以及减少其健康危害的方法、dAGEs的代谢和吸收、AGEs对肠道微生物和肠道疾病的影响等方面进行综述,相关文章以Advancedglycationendproductsinfoodandtheireffectsonintestinaltract为题发表在CriticalReviewsinFoodScienceandNutrition上。

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成果介绍

AGEs不仅在热加工食品中形成,也可因为高糖饮食摄入而内源性形成。内源性AGEs的产生条件相对温和,形成期较长。内源性AGEs可促进细胞死亡并因此对器官造成损害。外源性AGEs通常通过饮食进入人体,因此被称为饮食晚期糖基化终末产物(dAGEs)。dAGE的摄入会增加血液中AGEs的量。健康人血液中AGEs的水平与dAGEs的摄入量显着相关,dAGEs具有重要的研究价值。本综述总结了关于dAGEs的研究,并探讨其产生,抑制,胃肠道吸收,在肠道菌群重塑中的作用以及与肠道疾病的关系。

热加工食品中的dAGEs

图1.食品中产生dAGE的诸多因素

在加工处理中,美拉德反应是dAGEs的重要来源。而影响美拉德反应的条件则是温度、湿度、反应时间、pH以及时间等。有文献报道长期、高温的处理方式,比如烤、煎和炸。同时也有文献报道相比于湿加热,干加热会产生更少的AGEs。

在食品组成方面,作者列举了多种食物,在不同条件处理后产生AGEs的例子,比如婴儿奶粉和松饼。总得来说是水活度高,则AGEs相对较少。

在长期的储存中,AGEs会受储存时间、温度等因素而不断产生AGEs。在此作者举了牛奶和婴幼儿食品为例子,里面的CML(NE-(carboxymethyl)-lysine)这种AGE在储存期内含量不断升高给,在另外的关于小麦种子的报道中,正在发芽的种子,则比不发芽的种子里的CML含量更低。

富含AGE的食物

在诸多食物中,牛奶和乳清蛋白粉中则有着较高的AGEs,如表1所见。而乳清蛋白作为原材料,在加工中可能产生更多的AGEs。在一篇报道中,羊奶和牛奶,这两种乳清蛋白含量差异较大的奶在CML的含量上进行了比较。而牛奶里的CML含量是羊奶中的4-7倍。

Table1.TheamountofAGEindifferentkindsoffood.

AGEs对健康的潜在危害

至于AGEs的危害,目前已经有许多文献报道了其与肾病,动脉粥样硬化,阿尔茨海默氏病以及肿瘤的关联。AGE可以在生物体内连接并修饰体内的蛋白质。胶原蛋白和低密度脂蛋白(LDL)就更容易与AGE链接,从而加速动脉硬化并以调节LDL的信号接受途径的方式降低LDL的转化。在肝组织内部,有文献发现其蛋白与AGE连接后,会提升肾小球基底膜的厚度。此外,也有人发现AGE可能与阿兹海默症中的蛋白质累积有关。目前也有人群实验发现血清中AGEs的浓度和一型/二型糖尿病的严重程度相关。然而,目前关于AGEs和食品的联系的研究还不够多。

减少AGEs对健康危害的方法

关于如何降低AGEs带来的风险,作者将目前有效的活性分子分为两类,一类是作用于降低AGEs的形成,作者在此提到了Aminoguanidine与Pyridoxine。另一类则是调节AGE的吸收。

dAGEs的吸收和代谢

食物中的AGEs可以很显著地影响到体内的AGEs含量。近些年来,学界对于AGEs的摄入方式的了解不断加深。目前,AGEs进入人体的方式可以通过多途径摄入的学说已经成为共识。如图2所示。大概10%的AGEs可以从食品中通过小肠进入人体血液循环。其中三分之一会通过尿液排出,而其他三分之二则会留在体内。目前研究的热点则是pyrrole,pentosidine和CML这三种物质的消化、吸收等研究。与此相对的,该领域还存在着较多争议。比如有报道发现吡咯(Pyrrole)在人体摄入、吸收、经过人体循环后绝大部分会通过尿液排出。然而同一个团队,用另外一种实验设计却发现有只有50%的吡咯可以通过尿液排出。此外还有研究发现咖啡中的AGE(溶解状/游离态),比面包中的AGE(结合态)吸收得快等等。

图2,AGEs在人体内的多种摄入途径

AGEs对肠道微生物的影响

微生物群在体内稳态和疾病期间对宿主产生显着影响,影响基本上所有器官系统的发育和功能,并有助于适应和进化,同时防止病原微生物和毒素的侵害。但是,肠道菌群的组成可能会受到饮食,自然环境,抗生素等的影响。尤其是饮食,在微生物群参与炎症性疾病中起着重要作用。研究表明dAGEs具有扰动肠道微生物组和微生物代谢物的能力,可以增加蛋白质的发酵,但会减弱碳水化合物的发酵,此外,饮食AGEs破坏了结肠上皮屏障,使更多的内毒素进入体循环。目前,关于肠道和微生物AGEs的研究才刚刚开始,其中有争议甚至完全不同的实验结果。一些健康食品含有较高的AGEs,而某些传统垃圾食品则具有较低的AGE水平。但是,食物中的AGEs含量较低,会增加血清和尿液中AGE的含量。研究认为,血清和尿液中的AGEs是由肠道产生的。

AGEs对肠道疾病的影响

一些研究表明dAGEs和AGE受体可以直接作用于肠道并参与肠道疾病。但是,这一结论仍存在争议。此外,CML可以限制用硫酸葡聚糖钠盐治疗的肠炎小鼠的体重减轻和肠道菌群失调的严重程度。

创新性/应用前景

本篇综述将尝试简要地讨论dAGEs在影响条件、代谢以及吸收途径,以及其对肠道健康和肠道菌群的问题。在此基础上,该篇论文可以为低dAGEs食品的开发生产提供思路,可以为未来的相关研究提供理论支持。

参考文献

ChenzhipengNie,YanLi,HaifengQian,HaoYingLiWang():Advancedglycationendproductsinfoodandtheireffectsonintestinaltract,CriticalReviewsinFoodScienceandNutrition,DOI:10./..

专家简介

王立,江南大学食品学院教授、博士生导师,现任食品学院副院长。

主要从事谷物功能成分及健康食品的相关研究开发工作,主持国家自然科学基金、科技支撑计划子课题项目、项目等国家和省部级课题10项,以第一或通讯作者发表相关学术论文近篇(其中SCI30多篇),以第一发明人获国家发明专利授权8项,获省部级科技奖励6项,获国家、省部级教学成果奖励2项。

教育背景

.9-.9江南大学食品学院硕博学习

.9-.7无锡轻工大学食品学院本科学习

研究方向

谷物营养与代谢调控

谷物健康食品开发

谷物食品加工过程控制与优化

新型谷物食品添加剂开发

天然植物资源功能成分研究开发

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