Reaktionen von Dicarbonylverbindungen während der simulierten Verdauung

Fragestellung Diabetische Komplikationen werden mit Glykierungsreaktionen (Maillard-Reaktionen), d. h. der Reaktion von reduzierenden Kohlenhydraten und Dicarbonylverbindungen (mit körpereigenen Proteinen, in Verbindung gebracht. Endogen können entsprechende Reaktionen vermehrt während einer Hyperglykämie ablaufen. Eine Bildung von Glykierungsprodukten findet ebenso in Lebensmitteln während der Prozessierung statt. Glykierungsprodukte können mit Gewebsschädigungen assoziiert sein und zur Verschlechterung eines Diabetes mellitus Typ 2 oder Urämie beitragen. Die Struktur-Wirkungsbeziehunge sind bisher nicht eindeutig geklärt. Ziel der vorgestellten Studie war es, mit Hilfe von simulierten Verdauungsexperimenten die Verhältnisse im Gastrointestinaltrakt zu repräsentieren und die Biotransformation der Dicarbonylverbindung Methylglyoxal (MGO) in Anwesenheit von Aminosäuren unter Bildung von Advanced Glycation Endpoducts (AGEs) zu untersuchen. Aufgrund der höheren quantitativen Bedeutung wurde 3-Desoxyglucoson (3-DG) in die Versuche eingebunden.

Methodik Nach vorangegangener simulierter Verdauung wurden MGO und 3-DG mittels HPLC-UV quantifiziert. Reaktionsprodukte wurden mittels LC-MS/MS quantifiziert. Spezifische Analyten und Isotopologe wurden synthetisiert und zur Kalibrierung bzw. als interne Standards verwendet.

Ergebnisse In Abhängigkeit der Verdauungsstufe kann eine Konzentrationsabnahme der Dicarbonylverbindungen MGO und 3-DG beobachtet werden. Gleichzeitig kommt es zur Bildung spezifischer AGEs. Die Reaktivität von Lysin ist im Vergleich zu Arginin als geringer einzustufen. Bei Einsatz von Kreatin wurde die Bildung des Kreatin-AGEs MG-HCr beobachtet, sodass Kreatin auch während simulierter Verdauung eine Scavengerfunktion besitzt.

Schlußfolgerungen Während (simulierter) Verdauung reagieren Dicarbonylverbindungen mit Aminosäuren mutmaßlich zu Glykierungsprodukten, wodurch Dicarbonylverbindungen abgefangen werden und Gewebsreaktionen verringert werden.

Publication History

Article published online:
06 May 2021