糖化によってできるAGEs

近年、カラダの糖化によって生成するAGEsが、老化や疾病に深く関わることが分かってきました。まずは糖化とは何か、AGEsとは何かについてご紹介します。

糖化反応(メイラード反応)とAGEsとは

試験管の中で、糖とタンパク質の水溶液を混合すると、糖(還元糖)のカルボニル基とタンパク質のアミノ基は非酵素的に反応し、アマドリ化合物になり、さらに酸化や脱水、縮合など多段階の反応の後、糖化最終生成物(AGEs：Advanced Glycation Endproducts)を生成します(図1)。この一連の反応が糖化反応(メイラード反応)です。AGEsが生成したタンパク質を糖化タンパク質ともいいます¹⁾。

現在、多くのAGEsが知られており、蛍光を発する性質をもつAGEsや、タンパク分子間を結び付ける(架橋性)をもつAGEsがあります(図2)。ペントシジンやクロスリンなどは代表的な架橋性AGEsです。CML(カルボキシメチルリジン)はアマドリ化合物の酸化反応で容易に生成し、最も研究されているAGEsの一つです。CMA(カルボキシメチルアルギニン）はコラーゲンに特異的に生成するAGEです。

カラダの糖化

食事からの糖質は大切なエネルギー源ですが、糖化の原因にもなります。糖から生じるグリセルアルデヒドやメチルグリオキサールなどの化合物は反応性が高く、細胞内のタンパク質と反応した結果、AGEsを生成します(図3)²⁾。また、糖だけでなく、脂質やアルコールのアルデヒド基もAGEsを生成する要因となります³⁾。

AGEsは加齢とともに蓄積する老化物質

体内のAGEs蓄積レベルは加齢とともに増加する傾向にあります。糖化によって生成したAGEsは、カラダのタンパク質の機能を低下させることから、糖化が進むことは、老化が進むことを示し、AGEsは老化物質と考えることができます。さらに、疾患とAGEsの蓄積との間に関連がある場合があり、例えば糖尿病患者は健常者よりも老化物質AGEsの蓄積は進む傾向にあります(図4)⁴⁾。