就認知上退化性關節炎(Osteoarthritis,  簡稱 OA)好像是一種年紀到了就很難避免的一種疾病,通常預防的重點會在於好好保護關節、鍛鍊肌肉幫助支撐,而在營養補充或是藥品上,非變性二型膠原蛋白葡萄糖胺或是維骨力等就是很常出現的選擇。(本篇不討論這些補充品喔)

然而從流行病學的觀察,罹患糖尿病的人,有較高罹患 OA 的風險,但為什麼會有這樣的結果呢?可能的原因很多,在此讓我們從糖化終產物(advanced glycation end-products,  簡稱 AGEs)的角度來研究研究。

PS:本文的糖尿病都是指第二型糖尿病。

什麼是糖化終產物(AGEs)

如果你對 AGEs 主題有興趣,共筆有一系列相關的文章,你可以連過去看看!抗糖化主題

簡單的說就是還原糖(包含葡萄糖、果糖…等)和蛋白質或脂質經過一連串反應後產生的物質。出現載人體內的 AGEs 有兩種來源,一種來自食物;另一種則在體內生成。

食物與體內生成的 AGEs 過程並不相同,新鮮或未過度加工的食物 AGEs 含量較少,一旦經過高溫、高壓與低水份烹調…等處理,食物的 AGEs 就會有不同程度的增加。至於人體內的 AGEs,只要還原糖碰到蛋白質與脂質就有可能發生。

與糖反應變成 AGEs 的蛋白質或是脂質會失去原有的功能,並會促使自由基的生成,使氧化壓力增加… 持續發展下去就是許多你常聽到的慢性疾病。


烤雞含有大量的 AGEs,可以的話避免短時間內常常吃

 

糖尿病促使體內 AGEs 增加

罹患 DM 的人如果沒有好好控制飲食與養成運動習慣的話,血糖就很容易控制得不好,就容易有高血糖的情形。血糖濃度高的話,這些糖在循環期間就比較容易撞到蛋白質或是脂質而不小心反應成 AGEs,此外,大量的葡萄糖進入細胞,代謝過程期間的中間產物也可能會不小心發展成 AGEs。

血中的各種蛋白質或是血管的膠原蛋白就是循環中可能變成 AGEs 的受害者;而在細胞內,就可能影響細胞的正常功能。這樣看來,AGEs 好像有很大的危害呴!其實面對這些狀況,人體早就發展出好幾種防禦機制應對,不過這防禦並不是一直都能有效發揮,一旦超過負荷,身體就會出現一些異樣。

AGEs 與退化性關節炎

2016 年,在〈Osteoarthritis and cartilage〉期刊上有一篇動物試驗,試驗了AGEs 對關節炎發展的影響。研究有兩個試驗,其一是以關節內注射不同濃度的核糖(D-ribose)或磷酸鹽緩衝生理鹽水到兔子右膝蓋,注射糖能誘使 AGEs 生成,注射生理時鹽水的兔子是對照組。接著以大量的運動讓兔子罹患退化性關節炎,結果發現 AGEs 多的兔子關節損傷比較嚴重。

第二次試驗,所有的兔子右膝關節都被注射糖以誘發 AGEs 生成,並讓它們口服糖尿病藥物(pioglitazone)或安慰劑,結果發現口服糖尿病藥物能減輕退化性關節炎的嚴重度。

也就是說 AGEs 可能會加速關節軟骨的分解,讓 OA 變得更嚴重。接下來的研究則更一步去觀察人類的情形。

 

AGEs、OA & DM 的關係

這是一篇在 2017 年 9 月 12 日發表在〈PLOS | ONE〉期刊上的研究。總共有 84 位要進行關節置換手術的 OA 患者參與,其中有 46 位患有糖尿病,另外 38 位則無。研究會蒐集患者的隔夜至少空腹 8 小時的血液以及關節滑液的樣本。(關節滑液的樣本是在病患進行手術時取得。)

取得樣本後,以儀器去分析血液與關節滑液裡的 AGEs 和磷脂醯膽鹼(phosphatidylcholine,備註1)。分析的 AGEs 包含以下四種:

  1. MG = methyglyoxal
  2. MG-H1 = free methylglyoxal-derived hydroimidazolone
  3. CML = protein bound N-(Carboxymethyl)lysine
  4. CEL = N-(Carboxyethyl)lysine

由於要把上面四種說清楚得要一些篇幅,未來再找機會解說,現在只要大概知道體內血糖濃度高的話,這些 AGEs 就可能會比較多。(真的很想知道的人請參考文獻 3)

經過統計分析後,患者們不管有沒有罹患 DM,血液中四種 AGEs 並沒有出現顯著的差異。但在關節滑液的結果就有意思了,患有糖尿病的 OA 患者,MG 與 MG-H1 的濃度顯著較高(磷脂醯膽也是)。

研究者們認為此研究的結果或許能幫助解釋為什麼糖尿病(DM)患者有較高的風險罹患退化性關節炎(OA),同時這也能更強調血糖控制在糖尿病管理的重要性。

 

延伸閱讀:讓我們變老與罹患慢性病的糖化終產物 -(下)食物 AGES 含量與抗糖化的飲食原則

 

備註

  1. 最近發現 phophatidylcholine acyl-alkyl C 34:3(PC ae C34:3)與 C36:3(PC ae C36:3)與 OA、DM 的同時發生有關係,磷脂醯膽鹼代謝的改變可能促成了 OA 與 DM 之間關聯。(詳見文獻 2)

 


參考文獻

  1. Li, Y., Zhang, Y., Chen, C., Zhang, H., Ma, C., & Xia, Y. (2016). Establishment of a rabbit model to study the influence of advanced glycation end products accumulation on osteoarthritis and the protective effect of pioglitazone.
  2. Osteoarthritis and cartilage, 24(2), 307-314.Zhang W, Randell EW, Sun G, Likhodii S, Liu M, Furey A, et al. (2017) Hyperglycemia-related advanced glycation end-products is associated with the altered phosphatidylcholine metabolism in osteoarthritis patients with diabetes. PLoS ONE 12(9): e0184105.
  3. Takeuchi, M. (2016). Serum levels of toxic AGEs (TAGE) may be a promising novel biomarker for the onset/progression of lifestyle-related diseases. Diagnostics, 6(2), 23.

 

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