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生活方式

胶原蛋白交联与衰老

交联是结缔组织中胶原纤维之间的化学键。其中一些是正常且必要的,用于维持组织强度,但特定类型,即晚期糖基化终末产物(AGEs)交联,会随年龄增长而积累,使组织硬化并损害其弹性。本文解释交联的真正本质、哪些类型有害,以及为何身体难以分解它们。

⏱️1 阅读分钟 ✍️Reverse Aging 👁️932 意见

交联是相邻蛋白质纤维之间形成的化学键,主要是全身结缔组织中胶原分子之间的键。
胶原蛋白是一种必需蛋白质,是这些组织的主要结构成分,为其提供结构、强度和支持。重要的是要理解并非所有交联都相同:有些是正常且必要的,而另一些则随年龄增长而积累并损害组织。

两种完全不同的交联类型

该领域的主要区别在于酶促交联(受控的,是组织成熟的正常部分)与非酶促交联(随机的糖基化产物,随年龄积累并有害)。

1. 基于醛的酶促交联(正常过程):

  • 这些键是通过酶促、受控过程形成的,而非由自由基或氧气引起。
  • 赖氨酰氧化酶对胶原蛋白中的赖氨酸残基进行氧化脱氨,形成醛类(醛赖氨酸)。这些醛类相互反应,在胶原纤维之间形成受控的键。
  • 此过程是组织成熟的正常部分,主要发生在年轻、发育中的组织中。
  • 它有助于组织的正常强度和稳定性。这是一个理想的过程,而非损伤。

2. 晚期糖基化终末产物(AGEs)交联,尤其是葡萄糖交联(有害积累):

  • 这些键是通过糖(如葡萄糖)与蛋白质之间的非酶促、随机反应形成的。这是胶原蛋白长期暴露于血糖的结果。
  • 葡萄糖交联是一种AGE交联,是源自葡萄糖的赖氨酸与精氨酸之间的键。与有时普遍认为的相反,它随年龄增长而大量积累,而非减少。它是衰老结缔组织中主要的AGE交联,在人体组织中的浓度比其他任何AGE交联高出10到1000倍。
  • 其积累随年龄增长而增加数倍。在皮肤中,90岁时的葡萄糖交联水平远高于年轻人。
  • 这种积累使组织硬化并损害其弹性和柔韧性。它被认为是衰老过程中组织硬化的主要贡献者,因此是衰老的原因之一。
  • 此过程在糖尿病患者和长期血糖水平高的人中加速,因此与慢性疾病的并发症有关。

其他类型的交联:

  • 二硫键交联:这些键在蛋白质中的两个硫醇基团之间形成,对许多蛋白质的正确折叠很重要。
  • 异肽键交联:这些键在蛋白质中特定氨基酸残基之间形成,通常由酶介导。

交联的影响:

  • 正常方面: 受控的酶促交联有助于组织的正确强度、稳定性和支持。
  • 有害方面: AGE交联的积累,尤其是随年龄增长,可能导致:
    • 组织如皮肤、关节和血管的硬化和弹性丧失。
    • 关节活动范围减少。
    • 动脉硬化、血压升高和心脏功能受损。
    • 与年龄相关的退行性疾病有关,如心血管疾病和肾脏疾病。

为什么AGE交联会积累?因为身体几乎无法分解它们

这是理解该现象的关键点。与普遍印象相反,AGE交联积累的原因并非某种分解酶活性下降。事实上,人体没有有效的酶能够分解葡萄糖交联型AGE交联。这些是在寿命极长的胶原蛋白上形成的不可逆共价键。

两个因素解释了这种积累:

  • 胶原蛋白的长寿命: 结构组织(动脉、皮肤、肌腱)中的胶原蛋白几乎多年不更新,因此有很长时间积累损伤。
  • 持续的非酶促糖基化: 只要胶原蛋白暴露于血糖,新的交联就会持续形成。由于没有有效的分解机制,它们只是逐年堆积。

换句话说,积累源于持续形成而无分解,而非“磨损”的清洁酶。

影响AGE交联形成的因素:

  • 年龄: 随着年龄增长,老化的胶原蛋白积累越来越多的交联,仅仅是因为它长时间暴露于糖。
  • 血糖水平: 高血糖水平,尤其是未控制的糖尿病,会大大加速AGEs的形成速率。
  • 饮食: 高糖摄入,以及经过高温干燥烹饪(油炸、烧烤)且含有现成AGEs的食物,可能增加体内的AGE负担。
  • 生活方式因素: 吸烟和慢性炎症与氧化应激增加和AGEs形成有关。

关于减缓和减少交联的真正已知信息

重要的是区分可能减缓新交联形成的措施与分解现有交联的愿望,后者目前尚无法得到证实。

  • 平衡血糖水平: 这是最可靠的杠杆。维持正常血糖水平可降低新AGEs的形成速率。
  • 低糖、低AGEs饮食: 减少糖摄入和采用更温和的烹饪方法(煮、蒸而非高温油炸和烧烤)可能减少形成或摄入的AGEs量。富含抗氧化剂的饮食(水果、蔬菜、绿茶)可能有助于减少促进糖基化的氧化应激,但没有证据表明它能分解现有交联。
  • 体育锻炼: 定期体育锻炼有助于代谢健康和血糖平衡,从而间接有助于减缓AGEs形成。

关于铜和抗氧化剂的重要说明: 有时声称铜或抗氧化剂“支持分解交联的酶”。这种说法没有依据。事实上,铜是赖氨酰氧化酶的辅因子,其作用是形成交联而非分解它们。目前人体中没有经证实的酶能分解AGE交联。

那么像NAC和α-硫辛酸这样的补充剂呢? 这些是通用抗氧化剂,具有其他健康作用,但没有证据表明它们能分解胶原蛋白中的交联或AGE交联。不应将它们视为“交联分解剂”。

关于分解交联药物的研究

分解现有交联是一个开放的科研挑战,仍处于研究阶段,尚无批准且可用的治疗方法。

  • Alagebrium (ALT-711): 曾被研究作为“打破”AGE交联的药物。尽管在早期动物研究中取得了有希望的结果,但它在人体中未显示出强大且一致的有效性,没有证据表明它对最常见的交联葡萄糖交联有效,且其开发已停止。
  • 用于分解葡萄糖交联的工程酶: 一个较新的研究方向(例如Revel Pharmaceuticals公司,基于耶鲁大学David Spiegel教授的工作)试图开发设计酶来分解葡萄糖交联。这是早期研究,部分结果尚未被重复,且尚无可用治疗。

重要说明:

  • 关于分解交联的研究正在进行中,距离临床应用仍很远。
  • 目前没有经证实的药物、治疗或补充剂能分解胶原蛋白中的现有交联。
  • 最受支持的实际步骤是减缓新交联的形成速率,主要通过平衡血糖水平和健康生活方式。
  • 本文仅提供一般信息,不构成医疗建议。个人健康决策应咨询医生。

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