Advanced Glycation Endproducts (AGEs)

Advanced Glycation Endproducts (kurz: AGEs) sind komplexe Moleküle, die als Ergebnis einer chemischen Reaktion zwischen Proteinen oder Lipiden und Zuckern entstehen. Dieser Prozess, bekannt als Glykation, führt zur Bildung dieser stabilen Verbindungen, die im menschlichen Körper sowohl natürlicherweise vorkommen als auch durch bestimmte Nahrungsmittel aufgenommen werden können.

Die Präsenz von AGEs im Körper wird mit einer Reihe von negativen Gesundheitseffekten in Verbindung gebracht. Dazu zählen unter anderem die Beschleunigung des Alterungsprozesses und die Entwicklung von Krankheiten wie Diabetes, Herz-Kreislauf-Erkrankungen und neurodegenerativen Erkrankungen.

Wie entstehen Advanced Glycation Endproducts (AGEs) genau?

AGEs entstehen hauptsächlich durch die sogenannte Maillard-Reaktion.

Die Maillard-Reaktion beginnt, wenn Zucker, wie Glukose und Fruktose, mit den Aminosäuren der Proteine reagieren. Diese Reaktion führt durch verschiedene Zwischenstufen zur Bildung von AGEs. Die Geschwindigkeit und das Ausmaß der Maillard-Reaktion werden durch mehrere Faktoren beeinflusst, darunter Temperatur, pH-Wert, Feuchtigkeitsgehalt und die Art der beteiligten Zucker und Proteine. [1]

AGEs werden vom Körper hergestellt

Im menschlichen Körper entstehen (körpereigene) AGEs auf natürliche Weise als Teil des Stoffwechsels. Die Bildung von AGEs wird durch hohe Blutzuckerwerte beschleunigt, was insbesondere bei Personen mit Diabetes ein ernsthaftes Problem darstellt. Auch oxidative Stresszustände, Entzündungen und hormonelle Veränderungen können die Bildung von AGEs im Körper fördern. [2]

AGEs können auch zugeführt werden

Neben der körpereigenen Produktion werden AGEs auch durch die Nahrung (von außen) aufgenommen. Oft in viel größeren Mengen, als sie der eigene Körper je herstellen könnte.

Besonders reich an AGEs sind tierische Produkte, die reich an Fett und Protein sind, wie Fleisch und Käse, besonders wenn sie durch hohe Temperaturen gekocht werden (z.B. Braten, Grillen).

Auch verarbeitete Lebensmittel, in denen Proteine und Zucker bei hohen Temperaturen behandelt werden, können hohe Mengen an AGEs enthalten. Interessanterweise haben nicht alle Kochmethoden denselben Effekt auf die Bildung von AGEs. Kochmethoden, die weniger Hitze verwenden oder mehr Feuchtigkeit beinhalten, wie Dämpfen oder Kochen, produzieren in der Regel weniger AGEs als trockene Hitzemethoden. [3]

Gesunde Ernährung Fasten

Der Körper kann AGEs eliminieren

Der Abbau von Advanced Glycation Endproducts im Körper ist möglich. Jedoch nur bis zu einem gewissen Grad.

Der menschliche Körper verfügt über natürliche Abwehrmechanismen, um mit AGEs umzugehen. Enzyme wie Glyoxalase I und II spielen eine entscheidende Rolle bei der Entgiftung der Vorläufer von AGEs. Diese Enzyme helfen, die reaktiven Zwischenprodukte, die während der Glykation entstehen, in weniger schädliche Substanzen umzuwandeln. [4]

Spezielle Rezeptoren, bekannt als RAGE (Rezeptoren für Advanced Glycation Endproducts), sind an der Erkennung und Entfernung von AGEs beteiligt. Wenn diese Rezeptoren AGEs erkennen, können sie Signalwege aktivieren, die zur Entfernung dieser schädlichen Produkte führen. [5]

Außerdem spielen die Nieren eine wesentliche Rolle bei der Entfernung von AGEs aus dem Körper. Bei normaler Nierenfunktion werden AGEs relativ effektiv im Urin ausgeschieden. Für Menschen mit eingeschränkter Nierenfunktion könnte die beeinträchtigte Ausscheidung von AGEs zum Problem werden. Auch hier sind Diabetiker verstärkt betroffen, da häufig die Niere in Mitleidenschaft gezogen wird. [6]

Wie wirken sich Advanced Glycation Endproducts (AGE) auf die Gesundheit aus?

Während sie in gewissem Umfang ein natürlicher Teil des Alterungsprozesses sind, können erhöhte AGE-Spiegel zu verschiedenen gesundheitlichen Problemen führen.

Exogene AGEs verändern unter anderem die Zusammensetzung unseres Darmmikrobioms. Sie erhöhen die sogenannte Plasmaglykosylierung, einen Prozess, bei dem Zucker an Proteine im Blutplasma bindet. Dies führt zu einer systemischen, also im ganzen Körper auftretenden, entzündungsfördernden Wirkung. [7] Chronisch erhöhte Entzündungswerte können in der Folge jedes Organ des Körpers schädigen. [8] Das ist in Form von Inflammaging ein anerkanntes, molekulares Kennzeichen des Alterns.

Zudem verursachen AGEs eine endotheliale Dysfunktion, was bedeutet, dass die Funktion der inneren Schicht der Blutgefäße, des Endothels, beeinträchtigt wird. Eine solche Dysfunktion kann zu verschiedenen Herz-Kreislauf-Erkrankungen beitragen, da sie unter anderem die Regulierung des Blutdrucks und der Blutgerinnung beeinflusst. [7]

Erhöhte AGE-Spiegel wurden mit vielen chronischen Erkrankungen in Verbindung gebracht, wie zum Beispiel:

  • Diabetes [9]
  • Herz-Kreislauf-Erkrankung [10]
  • Krebs [11], [12]
  • Osteoarthritis [13]
  • Neurodegenerative Erkrankungen, wie Alzheimer [14]
  • PCOS (Polyzystisches Ovarialsyndrom) [15]
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AGEs im Alltag vermeiden

Eine gezielte Ernährung ist entscheidend, um die Aufnahme von AGEs zu minimieren. Lebensmittel, die reich an tierischen Proteinen und Fetten sind, wie Fleisch, Käse und Eigelb, enthalten besonders hohe Mengen an AGEs. [16]

Im Gegensatz dazu haben Lebensmittel mit hohem Kohlenhydratanteil eine geringere Menge an AGEs. [17]

Verarbeitete Lebensmittel enthalten oft höhere AGE-Werte. Frische und wenig verarbeitete Produkte sind in der Regel eine bessere Wahl.

Doch nicht nur die Wahl der Lebensmittel, sondern auch deren Zubereitung spielt eine wesentliche Rolle. Hierzu folgende Tipps:

  1. “Feucht” kochen: Wähle Kochmethoden wie Kochen, Dämpfen, Schmoren oder Pochieren anstelle von Grillen, Braten oder Backen. Feuchte Garverfahren erzeugen weniger AGEs im Vergleich zu Trockengarmethoden. [18]
  2. Nicht zu heiß: Vermeide das Kochen bei sehr hohen Temperaturen. Niedrigere Gar- und Backtemperaturen reduzieren die AGE-Bildung. Verzichte auch auf das starke Anbraten oder Karamellisieren von Fleisch oder Gemüse, da dies die AGE-Bildung fördert. Faustregel: Angebräunte oder verbrannte Lebensmittel enthalten meist mehr AGEs.
  3. Saure Marinaden: Mariniere Fleisch, Fisch und Geflügel in säurehaltigen Flüssigkeiten wie Zitronensaft oder Essig, bevor du sie garst. Die Säure kann helfen, die Bildung von AGEs während des Kochens zu reduzieren. [19]

Kann man auch körpereigene Advanced Glycation Endproducts in Schach halten?

Ja, es ist möglich, die Bildung endogener AGEs im Körper zu kontrollieren oder zu minimieren. Hier sind einige Strategien dazu:

  • Kontrolle des Blutzuckerspiegels: Ein hoher Blutzuckerspiegel fördert die Bildung von AGEs. Daher ist es besonders wichtig für Menschen mit Diabetes, ihren Blutzuckerspiegel gut zu kontrollieren. [20]
  • Regelmäßige körperliche Aktivität: Bewegung verbessert die Insulinsensitivität und hilft, den Blutzuckerspiegel zu regulieren, was wiederum die Bildung von AGEs reduzieren kann. [21]
  • Gesunde Ernährung: Eine ausgewogene Ernährung, die reich an frischem Obst und Gemüse ist, kann nicht nur helfen, die Aufnahme exogener AGEs zu minimieren, sondern auch die Bildung von AGEs zu reduzieren. Antioxidantien in diesen Lebensmitteln können die oxidativen Prozesse, die zur Bildung von AGEs beitragen, neutralisieren. [22]
  • Begrenzung des Alkohol- und Tabakkonsums: Alkohol und Tabak erhöhen den oxidativen Stress im Körper, was zur Bildung von AGEs beitragen kann.
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“Anti-AGE”-Therapien

Es gibt verschiedene Moleküle, die zur Hemmung von AGEs erforscht werden. Ein Beispiel ist Aminoguanidin, das nachweislich die Bildung von AGEs verhindert, indem sie mit frühen Glykationsprodukten reagiert, die nicht an Proteine gebunden sind. Außerdem ist L-Carnosin ein vielversprechender Stoff, der gleichzeitig viele weitere Effekte auf unsere Gesundheit hat.

Hier erfährst du mehr zum Molekül Carnosin.

Es gibt auch Hinweise darauf, Medikamente zur Behandlung von Bluthochdruck oder Herzinsuffizienz, wie Statine, ACE-Hemmer und Angiotensin-II-Rezeptorblocker, die Produktion von reaktiven Carbonyl-Vorstufen verringern können.

Pyridoxamin, eine Form von Vitamin B6, und Benfotiamin, ein Thiaminderivat, sind ebenfalls vielversprechend in der Hemmung der AGE-Bildung. Das Molekül wird häufig in Magnesium-Komplexen verwendet, da es dessen Bioverfügbarkeit verbessert.

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Literatur

  1. Dyer, D G et al. “The Maillard reaction in vivo.” Zeitschrift fur Ernahrungswissenschaft vol. 30,1 (1991): 29-45. Link
  2. Twarda-Clapa, Aleksandra et al. “Advanced Glycation End-Products (AGEs): Formation, Chemistry, Classification, Receptors, and Diseases Related to AGEs.” Cells vol. 11,8 1312. 12 Apr. 2022, Link
  3. = 2
  4. Trellu, Sabine et al. “Impairment of glyoxalase-1, an advanced glycation end-product detoxifying enzyme, induced by inflammation in age-related osteoarthritis.” Arthritis research & therapy vol. 21,1 18. 11 Jan. 2019, Link
  5. Chavakis, Triantafyllos et al. “RAGE (receptor for advanced glycation end products): a central player in the inflammatory response.” Microbes and infection vol. 6,13 (2004): 1219-25. Link
  6. Rabbani, Naila, and Paul J Thornalley. “Advanced glycation end products in the pathogenesis of chronic kidney disease.” Kidney international vol. 93,4 (2018): 803-813. Link
  7. Reddy, V Prakash et al. “Advanced Glycation End Products in Health and Disease.” Microorganisms vol. 10,9 1848. 15 Sep. 2022, Link
  8. Murakami, Masaaki, and Toshio Hirano. “The molecular mechanisms of chronic inflammation development.” Frontiers in immunology vol. 3 323. 15 Nov. 2012, Link
  9. Pertyńska-Marczewska, Magdalena et al. “Glycation endproducts, soluble receptor for advanced glycation endproducts and cytokines in diabetic and non-diabetic pregnancies.” American journal of reproductive immunology (New York, N.Y. : 1989) vol. 61,2 (2009): 175-82. Link
  10. Semba, Richard D et al. “Advanced glycation end products and their circulating receptors predict cardiovascular disease mortality in older community-dwelling women.” Aging clinical and experimental research vol. 21,2 (2009): 182-90. Link
  11. Senavirathna, Lakmini et al. “Protein Advanced Glycation End Products and Their Implications in Pancreatic Cancer.” Cancer prevention research (Philadelphia, Pa.) vol. 16,11 (2023): 601-610. Link
  12. Schröter, David, and Annika Höhn. “Role of Advanced Glycation End Products in Carcinogenesis and their Therapeutic Implications.” Current pharmaceutical design vol. 24,44 (2018): 5245-5251. Link
  13. Verzijl, Nicole et al. “AGEing and osteoarthritis: a different perspective.” Current opinion in rheumatology vol. 15,5 (2003): 616-22. Link
  14. Sasaki, N et al. “Advanced glycation end products in Alzheimer’s disease and other neurodegenerative diseases.” The American journal of pathology vol. 153,4 (1998): 1149-55. Link
  15. Diamanti-Kandarakis, Evanthia et al. “Increased levels of serum advanced glycation end-products in women with polycystic ovary syndrome.” Clinical endocrinology vol. 62,1 (2005): 37-43. Link
  16. Uribarri, Jaime et al. “Advanced glycation end products in foods and a practical guide to their reduction in the diet.” Journal of the American Dietetic Association vol. 110,6 (2010): 911-16.e12. Link
  17. = 16
  18. Vlassara, Helen, and Jaime Uribarri. “Advanced glycation end products (AGE) and diabetes: cause, effect, or both?.” Current diabetes reports vol. 14,1 (2014): 453. Link
  19. Whillier, Stephney. “Exercise and Insulin Resistance.” Advances in experimental medicine and biology vol. 1228 (2020): 137-150. Link
  20. Song, Qinghe et al. “Novel advances in inhibiting advanced glycation end product formation using natural compounds.” Biomedicine & pharmacotherapy = Biomedecine & pharmacotherapie vol. 140 (2021): 111750. Link
  21. Das, Subir Kumar, and D M Vasudevan. “Alcohol-induced oxidative stress.” Life sciences vol. 81,3 (2007): 177-87. Link
  22. Goldin, Alison et al. “Advanced glycation end products: sparking the development of diabetic vascular injury.” Circulation vol. 114,6 (2006): 597-605. Link