Prodotti di glicazione, ossa e muscoli

I prodotti finali di glicazione avanzata (AGE), un gruppo di composti formati da reazioni non enzimatiche tra gruppi carbonilici di zuccheri riduttori e gruppi amminici liberi di proteine, lipidi o acidi nucleici, possono essere assunti con la dieta o formati endogenamente all’interno del corpo. Gli AGE si accumulano intracellularmente ed extracellularmente in tutti i tessuti e fluidi corporei e possono cross-linkarsi con altre proteine ​​e quindi influenzare le loro normali funzioni. Inoltre, gli AGE possono interagire con specifici recettori della superficie cellulare e quindi alterare il segnale cellulare intracellulare, l’espressione genica, la produzione di specie reattive dell’ossigeno e l’attivazione di diversi percorsi infiammatori.

Alti livelli di AGE nella dieta, nei tessuti e nella circolazione sono patogeni per moltissime malattie (diabete e le cardiovascolari, quelle più indagate).

In generale, i livelli di AGE circolanti sono positivamente correlati con l’età, lo stress ossidativo e la resistenza all’insulina.

Vi sono contributi patologici diretti degli AGE a causa della loro reticolazione e accumulo di proteine. Ad esempio, nelle malattie renali, questo potrebbe ridurre la clearance renale degli AGE e potrebbe anche aumentare la formazione di AGE endogena.

È stato dimostrato che gli AGE dietetici sono correlati ai livelli sierici di AGE, a marcatori di infiammazione, disfunzione metabolica e aspettativa di vita suggerendo che gli AGE dietetici siano patogeni e che predispongano il corpo allo sviluppo di CVD, diabete e altre malattie croniche, probabilmente attraverso l’induzione dello stress ossidativo sistemico.

La mobilità è alla base della capacità di svolgere le attività di base della vita quotidiana necessarie per l’indipendenza ed è un indicatore chiave della salute e della funzione nell’invecchiamento. Negli ultimi anni, v’è stata una crescente evidenza che una ridotta mobilità sia correlata ad alti livelli in vivo di AGEs.

AGEs e salute delle ossa

La perdita di minerale osseo e / o di massa ossea è considerata la principale causa di fratture ossee legate all’età. Infatti, ogni anno, oltre 8,9 milioni di fratture nel mondo sono causate dall’osteoporosi. Poiché i sintomi iniziali dell’osteoporosi non sono evidenti, molti casi vengono diagnosticati solo dopo la prima frattura clinica.

L’osteoporosi può verificarsi a qualsiasi età, ma è presente prevalentemente in alcune popolazioni come gli anziani e con malattie come il diabete.

Gli AGE accumulati nella matrice ossea possono causare una soppressione della formazione ossea sia sugli osteoclasti che sugli osteoblasti.

Il collagene di tipo I, che contribuisce all’85% della matrice ossea, è la proteina più abbondante dell’osso e ha una durata eccezionalmente lunga, è quindi suscettibile a modifiche da parte degli AGE: è stato trovato un livello significativamente più alto di pentosidina nel collagene sia nell’osso corticale che trabecolare per gli individui di età superiore a 65 anni. Quando il collagene è reticolato con AGE, ha una ridotta solubilità e diventa altamente resistente alla degradazione proteolitica, che di conseguenza porta a collagene rigido con perdita della sua funzione e aumento del rilascio intracellulare di ROS, che interferiscono con l’adesione delle cellule osteoblastiche alla matrice e inibiscono la differenziazione e la proliferazione osteoblastica.

AGEs e salute delle articolazioni

L’osteoartrite (OA) è una delle più frequenti malattie croniche degli anziani. È caratterizzata dall’indebolimento, ulcerazione e disintegrazione della cartilagine articolare, nonché dalla formazione di escrescenze ossee e cartilagine ai margini articolari. È una delle principali fonti di dolore, disabilità e costo socioeconomico in tutto il mondo. L’età è stata riconosciuta come uno dei principali fattori di rischio per lo sviluppo di OA. Infatti, la maggioranza delle persone di età superiore a 60 anni ha OA in almeno una articolazione!

Uno dei principali cambiamenti legati all’età nella cartilagine articolare è l’aumento dei livelli di AGE reticolati. A partire dai 20 anni, gli AGE si accumulano nel collagene e nei proteoglicani nella cartilagine articolare. La prevalenza di OA aumenta con l’età e coincide con l’accumulo di AGE nella cartilagine articolare. Recenti studi hanno scoperto che i livelli aumentati di AGE possono modificare negativamente la cartilagine articolare aumentando la sua rigidità, elevando la degradazione del proteoglicano mediata dai condrociti, diminuendo la sintesi di proteoglicani e inducendo la degradazione della matrice extracellulare (ECM) della cartilagine. L’ECM della cartilagine è degradata dalle metalloproteinasi della matrice (MMP), che possono essere indotte dalle citochine.  L’accumulo di AGE nella cartilagine articolare può aumentare lo stress ossidativo e stimolare l’espressione delle citochine, che possono influenzare il turnover dell’ECM.

AGEs e muscoli scheletrici

La sarcopenia, come perdita di massa muscolare, forza e resistenza, è un fattore importante che causa difficoltà motorie quali bassa resistenza, ridotta performance degli arti inferiori, bassa velocità di deambulazione e disabilità fisica. Si stima che ci possa essere una media del 5% di perdita di massa muscolare ogni 10 anni dopo i 40 anni di età, con una diminuzione dell’area della sezione trasversale del muscolo, perdita di fibra muscolare e atrofia delle fibre, e che questo potrebbe peggiorare dopo 65 anni. In effetti, la sarcopenia si manifesta in una certa misura come conseguenza dell’invecchiamento in tutti gli individui, ma può essere accelerata da una varietà di fattori tra cui inattività, cattiva alimentazione, aumento dello stress ossidativo e condizioni di malattia cronica.

Recentemente, è stato ipotizzato che gli AGE potrebbero svolgere un ruolo nella patogenesi della sarcopenia attraverso la reticolazione nel muscolo scheletrico, l’infiammazione mediata da AGE-RAGE e la disfunzione endoteliale nella microcircolazione del muscolo scheletrico. Sia gli studi sugli animali che gli studi sull’uomo hanno riportato un aumento dei livelli di AGE nel muscolo scheletrico con l’invecchiamento. Gli AGE accumulati possono contribuire ad aumentare la rigidità del tessuto muscolare, simile a quello della cartilagine articolare, e possono anche ridurre le proprietà viscoelastiche del muscolo e quindi compromettere la funzione muscolare.
Per riassumere, gli AGEs si accumulano nelle ossa, nelle articolazioni e nei muscoli scheletrici. Possono svolgere ruoli importanti nello sviluppo dell’osteoporosi, dell’osteoartrosi e della sarcopenia con l’invecchiamento.

Come ridurre gli AGEs o prevenirne la formazione?

È stato segnalato un gran numero di composti con un ruolo potenziale nei confronti degli AGE, ad esempio aminoguanidina, vitamine (ad esempio tiamina, piridossamina, acido citrico), farmaci antinfiammatori con proprietà anti-glicazione (es. Aspirina, tenilsetam), un farmaco antidiabetico (tiazolidinedioni), farmaci anti-ipertensivi con attività di inibizione degli AGE (ad es. Inibitori dell’enzima di conversione dell’angiotensina), inibitori della HMA-CoA reduttasi (statine), agenti antiossidanti (carnosina, flavonoidi, curcumina) e chelanti con proprietà di inibizione dell’AGE (carnosina, piridossamina)]. I risultati ottenuti da studi di valutazione preclinica hanno dimostrato l’attività anti-età di questi composti, ma il meccanismo d’azione non è stato chiarito.

Una alimentazione povera di AGE potrebbe ridurne i livelli: i metodi di cottura ad alta temperatura come la frittura, la grigliatura, la torrefazione e la cottura alla griglia aumentano la produzione di AGE dietetici rispetto ai metodi di cottura a bassa temperatura come bollitura, cottura a vapore e stufatura. Ad esempio, gli AGE rilevati nel pollo a vapore o cotto alla griglia aumentano di circa quattro volte!. Un ambiente acidificato (carni marinate con il succo di limone e l’aceto) può inibire la nuova formazione di AGE dietetici. Ad esempio, la carne bovina non marinata contiene il 150% della quantità di AGE rispetto alla carne di manzo marinata.

Il database dietetico sugli AGE indica che abitudini alimentari con un consumo elevato di pesce, legumi, cereali integrali, prodotti a base di latte magro, frutta e verdura, come la cucina mediterranea e asiatica, sono più favorevoli nel ridurre gli AGE dietetici rispetto alle diete con grassi solidi, carni grasse, latticini grassi e alimenti altamente trasformati.

Gli interventi sugli AGE dietetici possono ridurre l’assorbimento degli AGE attraverso il tratto gastrointestinale e ridurre i livelli di AGE circolanti. Pertanto, l’intervento a lungo termine con una dieta a bassi AGEs può anche ridurre il pool di AGE in vivo.

I livelli di AGE dietetici sono correlati alle concentrazioni sieriche di AGE sia negli individui sani sia nelle persone con diverse patologie. Ridotti livelli di AGE serici sono stati associati a miglioramenti nei livelli di marcatori e mediatori infiammatori, come la molecola di adesione delle cellule vascolari 1 (VCAM-1), NF-κB e TNF-α.

Le diete a basso tenore di AGE possono fornire un importante complemento agli interventi diretti verso l’inibizione degli AGE endogeni.

E’ quindi molto importante conoscere il livello di accumulo degli AGEs nei tessuti.

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