PRODUTOS AVANÇADOS DE GLICAÇÃO NO DIABETES MELLITUS

Apresentação em tema: "PRODUTOS AVANÇADOS DE GLICAÇÃO NO DIABETES MELLITUS"— Transcrição da apresentação:

1 PRODUTOS AVANÇADOS DE GLICAÇÃO NO DIABETES MELLITUS
Nutricionista Adriana Machado Saldiba de Lima Laboratório de Lípides - LIM 10 - FMUSP Bom dia a todos. Primeiramente eu gostaria de agradecer a Dr Ana Maria Pita Lottemberg pelo convite para estar participando desta mesa. Eu vou falar para vocês um pouco sobre os produtos avançados de glicação no diabetes mellitus.

2 Produtos Avançados de Glicação
AGE  Advanced Glycated Endproducts São formados pela reação de glicação (Reação de escurecimento não enzimático ou Reação de Maillard) Louis Camille Maillard  em 1912 demonstrou a razão pelo qual os alimentos ficavam escurecidos ou endurecidos quando eram armazenados por longo tempo ou eram aquecidos Os produtos Avançados de Glicação ou AGE Advanced Glycation Endproducts são formados pela reação de glicação, também chamada de reação de Maillard ou de escurecimento não enzimático. Louis Camille Maillard  em 1912 demonstrou a razão porque os alimentos ficavam escurecidos ou endurecidos quando eram armazenados por longo tempo ou eram aquecidos A reação de Maillar foi descrita em 1912 por Louis Camille Maillard, como a reação da glicina com a glicose, formando a caramelização

3 REAÇÃO DE MAILLARD (1912) banho maria por 10 min glicina + açúcar
caramelo Maillard misturou glicina – um aminoácido – com açúcar em um copo de água e deixou em banho maria por 10 min. Passado esse tempo ele viu que tinha feito uma mistura de tom ameralada, como um camarelo.

4 (Reação de Maillard ou de escurecimento)
REAÇÃO DE GLICAÇÃO (Reação de Maillard ou de escurecimento) LISINA, ARGININA, NH2 (PROTEÍNAS, FOSFOLÍPIDES E ÁCIDOS NUCLÉICOS) GLICOSE PRODUTO AMADORI BASE DE SCHIFF COMPOSTOS DICARBONILA Glioxal (GO) Metilglioxal (MGO) Glicolaldeído (GAD) PRODUTOS AVANÇADOS DE GLICAÇÃO (AGE)

5 Reação de Glicação na Indústria Alimentícia
Novas texturas, sabores e aromas aos alimentos Caramelos Balas Leite Condensado Grelhados Assados Biscoitos Alimentos torrados (café, cacau, amendoim) Para a indústria alimentícia, a reação de Maillard trouxe novas textura, sabores e aromas aos alimentos, como os caramelos, balas, leite condensado, grelhados, assados, biscoitos, alimentos torrados

6 grelhado > fritura > assado > cozido
Fatores que afetam a formação dos produtos avançados de glicação nos alimentos: 1) Composição nutricional: alimentos contendo alta quantidade de gordura e proteína, contém concentrações mais altas de AGE do que alimentos ricos em carboidratos 2) Tempo e temperatura de cocção: alimentos grelhados por pouco tempo em temperaturas mais altas (230oC) tem mais AGE do que alimentos cozidos em temperaturas médias (100oC) por mais tempo Existem alguns fatores que afetam a formação dos produtos avançados de glicação nos alimentos. Composição nutricional dos alimentos: alimentos contendo alta quantidade de gordura e proteína, contém concentrações mais altas de AGE do que alimentos ricos em carboidratos Temperatura: alimentos grelhados por pouco tempo em temperaturas mais altas (230oC) tem mais AGE do que alimentos cozidos em temperaturas médias (100oC) por mais tempo grelhado > fritura > assado > cozido (Uribarri et al., 2005)

7 Conteúdo de AGE em alguns alimentos
Bife cozido = U/g Bife grelhado = U/g Óleo ou azeite = U/mL Manteiga = U/g cozido grelhado assado grelhado Atum assado = 6000 U/g Atum grelhado = U/g Maçã = 130 U/g Banana = 10 U/g Cenoura = 100 U/g Em relação ao conteúdo de AGE em alguns alimentos, observerm que o bife cozido tem unidade de AGE por g de alimento. Já o bife grelhado tem unidades de AGE por g de alimento. O óleo ou azeite tem 120 mil U de AGE e a manteiga em 265 mim U de AGE O atum assado de 6 mil unidades e o atum grelahdo tem 51 mil unidades de AGE (Goldberg et al., 2004; Uribarri et al., 2005)

8 Conteúdo de AGE em alguns condimentos
1 colher de chá de molho de soja = 8700 U de AGE Em alguns condimentos a quantidade de AGE também é alta. Observem que 1 colher de chá de molho de soja tem 8700 unidade de AGE. (Koschinsky et al., 1997)

9 Conteúdo de AGE em algumas bebidas
1 copo de 250 mL de coca cola = 8500 U de AGE 1 copo de 250 mL de diet coke = 9500 U de AGE Em algumas bebidas, o conteúdo de AGE também é elevado. Por exemplo, 1 copo de 250 mL de coca cola tem 8500 U de AGE e surpreendentemente, 1 copo de diet coke, mesmo sem açúcar tem mais AGE que a coca normal. Já 1 copo de Sprite tem 475 unidades de AGE 1 copo de 250 mL de sprite = 475 U de AGE (Koschinsky et al., 1997)

10 quantidade de AGE da dieta x AGE sérico
CORRELAÇÃO POSITIVA quantidade de AGE da dieta x AGE sérico r = 0,44 p = 0,04 Existe uma correlação positiva entre a quantidade de AGE da dieta e a sua concentração sérica. (Koschinsky et al., 1997; Uribarri et al., 2005 )

11 Ingestão e Absorção dos AGE
total de AGE ingerido = apenas 10% é absorvido 2/3 = FORMA ATIVA 1/3 = INATIVO Na circulação, os AGE são transportados em associação a LDL e outras proteínas, como a albumina 10% dos AGES ingeridos são absorvidos, sendo que 2/3 do total absorvido fica forma ativa que é biorreativa e propaga a reação de glicação . Na circulação, os AGE são transportados na circulação em associação a LDL e outras proteínas como a albumina. (Koschinsky et al., 1997; Uribarri et al., 2005 )

12 Consumo de AGE A média de consumo de AGE entre os americanos é de KU/dia Ainda não existe uma recomendação para o consumo de AGE A média do consumo de AGE entre os americanos é de quilo unidades de AGE por dia. Ainda não existe uma recomendação para o consumo de AGE para as populações (Goldberg et al., 2004; Uribarri et al., 2005)

13 Efeitos biológicos do AGE da dieta
Animais db/db  a redução da ingestão de AGE levou a diminuição da concentração de AGE na circulação e melhorou a resistência à insulina Dieta  AGE (718, 5 U/mg) Dieta  AGE (209,7 U/mg) Em modelos animais, já foi demonstrado que a redução da ingestão de AGE levou a diminuição da concentração de AGE da circulação e melhorou a resistência à insulina. Animais que consumiram uma dieta rica em AGE apresentaram hiperinsulinemia, piorando o quadro de diabetes e obesidade desses animais. (Hofmann et al., 2002)

14 Efeitos biológicos do AGE da dieta
 lesões ateroscleróticas em camundongos ApoE-/- que se alimentaram com dieta rica em AGE Dieta  AGE 2700 U/mg Dieta  AGE 12500 U/mg ApoE-/- DM Em camundongos ApoE nockout foi observado aumento de lesões ateroscleróticas nos animais que se alimentaram com uma dieta rica em AGE. Observem aumento da área de lesão tanto em animais apoE nockout diabéticos e não diabéticos. ApoE-/- não DM (Lin et al., 2003)

15 Efeitos biológicos do AGE da dieta
Restrição de AGE na dieta em pacientes DM 1 e 2 foi assoaciado: 1)  marcadores inflamatórios - PCR e TNF- 2)  marcadores da disfunção endotelial - VCAM-1 Em pacientes com diabetes tipo 1 e tipo 2, o menor consumo de AGE foi associado a uma redução nos marcadores de inflamação - PCR e TNF- - e da disfunção endotelial – VCAM-1 Dieta baixa em AGE tinha em torno de 3700 KU/dia e a dia rica em AGE tinha em torno de KU/dia Dieta  AGE 3700 KU/dia Dieta  AGE 16300 KU/dia (Vlassara et al., 2002)

16 Efeitos biológicos do AGE da dieta
Perda de peso com restrição calórica, diminuiu a concentração sérica de AGE em indivíduos obesos Consumo por 2 meses de dieta de 1200 Kcal Um outro trabalho, demonstrou que a perda de peso com restrição calórica, diminui a concentração sérica de AGE em indivíduos obesos. Eles encontraram diminuição do IMC e melhora do perfil lipídico e ao mesmo tempo, diminuição dos AGE sérico. Os autores relataram que esses achados foram decorrentes do menor consumo de fontes de AGE. (Gugliucci et al., 2009)

17 ALE Produtos Avançados de Peroxidação Lipídica (ALE) Lipídios EROs
(ácidos graxos poliinsaturados) EROs Produtos de peroxidação lipídica proteínas Como eu já falei anteriormente para vocês, a reação de glicação tem sido mais descrita como uma reação de glicoxidação e portanto, outros produtos, além dos AGEs podem estar sendo formados, como os produtos de peroxidação Lipídica Avançada (ALE). ALE

18 ALE AGE AGE e ALE são compostos químicos muito semelhantes + proteínas
derivados dos lípidios derivados dos carboidratos + proteínas ALE AGE Os AGE e os ALE são compostos químicos muito semelhantes. Os ALE são derviados dos lipídios e os AGE são derivados dos carboidratos. Mas todos podem ser chamados, de forma genérica, de produtos avançados de glicoxidação. PRODUTOS AVANÇADOS DE GLICOXIDAÇÃO

19 Toxicidade dos Produtos Avançados de Glicoxidação da dieta
Depende de vários processos: digestão, absorção, detoxificação e reatividade Parte dos AGE não são digeridos  poucas enzimas do sistema digestório reconhecem os AGE Parte dos AGE não são absorvidos  células intestinais apresentam alto turnover e absorvem minimante essas moléculas tóxicas Existem enzimas que detoxificam os AGE Quando absorvidos, parte dos AGE são excretados rapidamente (Baynes , 2007)

20 Vias de detoxificação dos AGE
Sistema glioxalase e aldose redutase catalisam a degradação do metilglioxal (composto dicarbonila) a D-lactato 2) Amadoriases catalisam a a degradação do produto Amadori

21 Inibidores da Glicação
Aminoguadinina Metformina Pioglitazona Piridoxamina  benfotiamina, aspirina, inibidores da ECA, bloqueadores de AT1, ALT – 711 (Alagebrium)

22 (Reação de Maillard ou de escurecimento)
REAÇÃO DE GLICAÇÃO (Reação de Maillard ou de escurecimento) LISINA, ARGININA, NH2 (PROTEÍNAS, FOSFOLÍPIDES E ÁCIDOS NUCLÉICOS) GLICOSE PRODUTO AMADORI BASE DE SCHIFF AÇÚCARES DICARBONILA PRODUTOS AVANÇADOS DE GLICAÇÃO (AGE) ALT – 711 (Alagebrium)

23 pool no organismo dos Produtos Avançados de Glicoxidação
EXÓGENOS dieta cigarro pool no organismo dos Produtos Avançados de Glicoxidação ENDÓGENOS diminuição do clearance renal (uremia) catabolismo celular (estresse oxidativo) dislipidemia hiperglicemia diabete mellitus Os AGE exógenos, da dieta e do cigarro contribuem para a formação dos Produtos Avançados de Glicoxidação. Mas também, existem os AGE endógenos, formados pela diminuição do clearance renal, como na uremina, no catabolismo celular, com aumento do estresse oxidativo, na vigência da hiperglicemia, do diabetes mellitus e da dislipidemia.

24 HIPERGLICEMIA  concentração celular de glicose  estresse oxidativo
 proteínas modificadas por glicoxidação  formação de AGE Já foi descrito nos estudos populacionais, como o DCCT e u UKPDS que a hiperglicemia está relacionada com o aumento das complicações micro e macrovasculares no diabetes mellitus. E uma das vias pelo qual ocorre as complicações do diabetes, é pela formação dos AGE. De uma forma simplificada, a hiperglicemia leva ao aumento da concentração celular de glicose e consequentemente aumento do estresse oxidativo e isso facilita a modificação das proteínas por glicação complicações micro e macrovasculares no DM (DCCT, 1993; Brownlee, 2001)

25 A modificação por glicoxidação leva a alterações funcionais e estruturais das proteínas
Cristalino  deixa o cristalino opaco (catarata) Colágeno  altera a flexibilidade e a permeabilidade capilar DNA  aumenta as mutações gênicas Enzimas  diminui a funcionalidade Lipoproteínas  são mais captadas pelos macrófagos (ação aterogênica) Albumina  função alterada (representa 80% das proteínas que são glicadas na circulação) (Assaly, 1997; Cohen, 2003)

26 RAGE AGE FEEL-1/2 SR-BI SR-A galectina NAD(P)H oxidase CD-36 V C1 C2
EROs VCAM-1 ICAM-1 IL-1 IL-6 TNFa RAGE NF kB Ação biológica do AGE se da principalmente através do recepetor para AGE o RAGE. AGE interage com o RAGE, ocorrendo ativação da NADPH oxidase que aumenta a formação de espécies reativas de oxigênio e consequentemente ativação o nfkb. Que migra para o núcleo permitindo que célula sintetize moléculas de adesão, como VCAM-1 e ICAM-1, citocinas, como a interleucina 1, interleucina-6, TNF-alfa e o próprio RAGE, propagando ainda mais o estímulo dos AGE. Outros receptores também reconhecem os AGE, como CD-36, SR-A, SR-BI, FEEL ½ e galectina. núcleo

27 complicações micro e macrovasculares no DM
Ação dos AGE  liberação de citocinas e moléculas de adesão  expressão de receptores scavenger alteram o metabolismo de lípides e lipoproteínas  óxido nítrico  endotelina  sensibilidade à insulina complicações micro e macrovasculares no DM

28 Glicação avançada altera o fluxo celular
de colesterol, mediado pela HDL?

29 Transporte Reverso do Colesterol
Em nosso laboratório, nós estudamos muito o transporte reverso de colesterol, que se caracteriza pela transferência de colesterol dos tecidos periféricos para o fígado, a fim de ser excretado na bile. A primeira etapa do transporte reverso de colesterol se inicia com o efluxo de colesterol, no qual o colesterol livre das células periféricas é captado pelas partículas nascente de HDL. Após isso, o colesterol livre é esterificado pela ação da LCAT, e este pode ser transportado para o fígado diretamente, por meio da captação seletiva de colesterol via SR-BI; ou indiretamente, pela transferência de colesterol éster, mediado pela proteína de transferência de CE (CETP), das HDL para lipoproteínas contendo apoB, que são posteriormente captadas por receptores hepáticos do tipo B-E.

30 Fluxo celular de colesterol
LDL glicada AGE tem papel determinante na gênese e progressão da aterosclerose. macrófago arterial

31 Fluxo celular de colesterol
LDL glicada Por exemplo, LDL modificadas por glicação são avidamente captadas por macrófagos da parede arterial. macrófago arterial

32 Fluxo celular de colesterol
LDL glicada O que favore o enriquecimento de colesterol nestas celulas. macrófago arterial

33 Fluxo celular de colesterol
ACEPTORES ESPECÍFICOS HDL ApoA-I ABCG-1 ABCA-1 LDL glicada O excesso de colesterol pode ser então removido pela Apo AI e partículas maiores de HDL são consideradas aceptores específicos de colesterol. macrófago arterial

34 Fluxo celular de colesterol
fígado HDL Fluxo unidirecional bile HDL ApoA-I ABCG-1 ABCA-1 LDL glicada ApoA-1 interage com o receptor ABCA-1, favorecendo a saída do colesterol celular. ApoA-1 interconverte-se em HDL e estas partículas maiores também removem colesterol dos macrófagos via o receptor ABCG-1. Nas HDL, o Colesterol é esterificado e posteriormente removido pelo figado a fim de ser eliminado na bile. A este sistema antiaterogenico que promove o fluxo de colesterol de maneira unidirecional, da parede arterial ao fígado, dá-se o nome de Transporte Reverso de Colesterol. Desta forma, ocorre um enriquecimento do meio intracelular com colesterol. Em resposta ao acúmulo de colesterol intracelular, os macrófagos possuem mecanismos de compensação, como o efluxo de colesterol. macrófago arterial

35 Fluxo celular de colesterol
fígado HDL Fluxo unidirecional bile ACEPTORES INESPECÍFICOS HDL ApoA-I albumina ABCG-1 ABCA-1 Fluxo bidirecional LDL glicada Aceptores inespecíficos, também podem remover colesterol, como a albumina. A albumina remove o colesterol de domínios da membrana, num fluxo bidirecional, o colesterol pode voltar para o interior da célula. O colesterol é sofre pouca esterificação na albumina e portanto, ela não dá continuidade ao transporte reverso de colesterol. scavenger macrófago arterial

36 Albumina-AGE afeta o fluxo
Proteína mais abundante na circulação (Shaklai et al., 1984) Corresponde a 80 % do total de proteínas glicadas na circulação (Cohen, 2003) Elevada concentração na íntima-média arterial (Karner & Perktold, 2000) Albumina-AGE afeta o fluxo de lípides celulares?

37 ± aminoguanidina ou metformina
Albumina C GO MGO GAD ± aminoguanidina ou metformina macrófagos efluxo de colesterol receptores celulares EROs

38 Albumina modificada por glicação in vitro
remove maior quantidade de colesterol celular reduz o efluxo de colesterol celular mediado por HDL3 2 4 6 8 10 12 14 16 5 20 50 % Efluxo de C-colesterol * Glioxal (mM) HDL3 alb Albumina modificada por glicação in vitro remove maior quantidade de colesterol celular e reduz o efluxo de colesterol celular mediado pela HDL3 Machado et al., Int J Bioch Cell Biol. 38:392, 2006

39 Aminoguanidina e metformina inibem a reação de escurecimento
MGO 50 + AG 25 AG 50 AG 100 MGO 50 + MF 25 + MF 50 + MF 100 Aminoguanidina Metformina (Machado AP, Passarelli M., 2006)

40 Aminoguanidina e metformina inibem a formação de CML na albumina
GO 10 mM AG 25 mM AG 50 mM AG 100 mM GAD 10 mM MF 25 mM MF 50 mM MF 100 mM MF 100 mM (Machado AP, Passarelli M., 2006)

41 Aminoguanidina e metformina previnem alterações no efluxo de colesterol celular, induzidas por albumina-AGE % efluxo de 14C-colesterol 4 8 12 16 20 24 28 alb C GO 10 GO 10 + AMG 25 GO 10 + AMG 50 GO AMG 100 * 4 8 12 16 20 alb C MGO 50 MGO 50 + MF 25 MGO 50 + MF 50 MGO 50 + MF 100 * % efluxo de 14C-colesterol * p < 0,05 (Machado AP, Passarelli M., 2006)

42 Albumina-AGE é mais degradada e captada por macrófagos
1 2 3 4 5 6 7 8 * alb-C alb-GO alb-MGO alb-GAD Captação e degradação de 125I-albumina (ng/mg de proteína celular * p < 0,05 comparado a alb-C (Machado AP, Passarelli M., 2006)

43 Albumina-AGE induz a geração de EROs em macrófagos
Formação de ânion superóxido, determinada por citometria de fluxo 10 20 30 40 alb-GO alb-MGO alb-GAD % aumento em relação ao controle

44 Albumina-AGE aumenta a expressão de RAGE em macrófagos
Alb-C Alb-GO Alb-MGO Alb-GAD 45 KDa Pinto, RS, Passarelli M (Lab Lípides - LIM 10)

45 Albumina-AGE reduz a expressão de ABCA-1 em macrófagos
210 kDa ABCA - 1 expression (arbitrary units) 0.5 1 We ascribed this event to the reduction of expression of HDL receptors such as ABCA-1. This transporter was reduced in macrophages treated with glyoxal or glycolaldehyde modified albumin. Control Glyoxal Methylglyoxal Glycolaldehyde Albumin Pinto RS, Passarelli M. Diabetes, 56 (supp 1): 724-P, 2007

46 Albumina-AGE reduz a expressão de ABCG-1 em macrófagos
60 kDa 0.5 1 ABCG - 1 expression (arbitrary units) Also we observed a reduction in the ABCG-1 expression in macrophages treated with methylglyoxal or glycolaldehyde modified albumin. Control Glyoxal Methylglyoxal Glycolaldehyde Albumin Pinto RS, Passarelli M. Diabetes, 56 (supp 1): 724-P, 2007

47 Albumina glicada in vitro induz acúmulo de lípides em macrófagos
(% área total) (% área total) C AGE C AGE Em por prejudicar a ação da HDL3, a albumina induz o acúmulo de lípides em macrófagos, evidenciados por marcação com Oil Red O. Observem que na presença de albumina AGE a marcação com Oil Red O é semelhante na presença da HDL3 e na ausência desta lipropoteína. Albumina Albumina + HDL3 * p < 0,05 Comparado a C; teste t de Student (média ± EP; n = 4) Machado-Lima et al. Atherosclerosis Supplement, 10(2): P1133,2009

48 O balanço de colesterol celular é desfavorável devido à modificação da albumina por glicação
fígado HDL Fluxo unidirecional bile ACEPTORES INESPECÍFICOS HDL X ApoA-I X Alb-AGE ABCG-1 ABCA-1 Fluxo bidirecional LDL glicada Aceptores inespecíficos, também podem remover colesterol, como a albumina. A albumina remove o colesterol de domínios da membrana, num fluxo bidirecional, o colesterol pode voltar para o interior da célula. O colesterol é sofre pouca esterificação na albumina e portanto, ela não dá continuidade ao transporte reverso de colesterol. Geração de EROs scavenger macrófago arterial

49 A glicação avançada da albumina afeta adversamente o efluxo de colesterol celular, podendo contribuir para o desenvolvimento da aterosclerose

50 A manutenção do controle glicêmico é fundamental para diminuir a formação de proteínas modificadas por glicoxidação, e consequentemente, diminuir as complicações do diabetes mellitus A diminuição do consumo de alimentos e preparações gordurosas e o aumento do consumo de frutas e verduras, garante a diminuição do conteúdo de AGE na dieta O aumento do consumo de frutas e verduras e a diminuição do consumo de alimentos gordurosos, já garante a diminuição do consumo de AGE. Devemos ter cuidado com a nossa orientação nutricional para não gerar mais culpa ao nosso paciente que ja tem muitas dificuldades para comer.

51 Tostados e perigosos VEJA - 30 de maio de 2007 Devemos ter muito cuidado com a nossa orientação nutricional para não gerar mais culpa a um paciente que ja tem muitas dificuldades para se alimentar bem! “Sim, você está certo: a cada dia parece que fica mais difícil ter prazer à mesa.”

52 OBRIGADA! adrimachado@usp.br
O aumento do consumo de frutas e verduras e a diminuição do consumo de alimentos gordurosos, já garante a diminuição do consumo de AGE. Devemos ter cuidado com a nossa orientação nutricional para não gerar mais culpa ao nosso paciente que ja tem muitas dificuldades para comer.