Baking, Ageing, Diabetes: A Short History of the Maillard Reaction

Abstract

The reaction of reducing carbohydrates with amino compounds described in 1912 by Louis-Camille Maillard is responsible for the aroma, taste, and appearance of thermally processed food. The discovery that non-enzymatic conversions also occur in organisms led to intensive investigation of the pathophysiological significance of the Maillard reaction in diabetes and ageing processes. Dietary Maillard products are discussed as "glycotoxins" and thus as a nutritional risk, but also increasingly with regard to positive effects in the human body. In this Review we give an overview of the most important discoveries in Maillard research since it was first described and show that the complex reaction, even after over one hundred years, has lost none of its interdisciplinary actuality.

In vitro investigation on the antiglycative and carbonyl trapping activities of hydroxytyrosol

“…3a). Dicarbonyls and particularly MGO and GO are key promoter in the glycation process [30], and they are important precursors in the formation of AGEs [1,11]. Dicarbonyls are formed from oxidative reaction to sugars, Schiff bases, Amadori products and lipid oxidation.…”

DETERMINATION OF ADVANCED GLYCATION (AGEs) AND LIPOXIDATION (ALEs) END PRODUCTS IN FOODS AND BIOLOGICAL SYSTEMS: ADVANCES, CHALLENGES AND PERSPECTIVES

“…Reações oxidativas não são necessariamente envolvidas na formação de AGEs e por isso o termo "glicação" é preferencial à "glicoxidação" ao se tratar da formação de AGEs. 2,16 Quanto aos ALEs, embora possuam em comum aos AGEs alguns dos seus mecanismos de formação e produtos finais, podem ser definidos como compostos gerados por meio da reação entre ECRs, produzidas a partir da peroxidação lipídica ou do metabolismo dos lipídeos, e os centros nucleofílicos de macromoléculas, como proteí-nas, DNA e aminofosfolipídeos, causando alterações irreversíveis em suas conformações nativas. As ECRs formadas durante as reações de peroxidação lipídica podem ser divididos em três principais classes: (1) aldeídos α,β-insaturados, exemplificados pelo 4-hidroxi-2--nonenal (HNE), 4-hidroxi-hexenal (HHE), nonenal e acroleína; (2) di-aldeídos, como o malondialdeído e o GO; e (3) cetoaldeídos, como o metilglioxal (MG), o 4 oxo-nonenal e os isocetais, também chamados isolevuglandinas (isoLGs) (Figura 4).…”

“…2 De uma maneira geral, são considerados os mais importantes fatores que afetam o acúmulo de AGEs/ALEs in vivo a taxa de renovação (turnover) das proteínas e a concentração de substratos carbonílicos promotores das reações. Representam ainda importantes parâmetros que afetam a glicação nos sistemas biológicos a natureza dos substratos carbonílicos, a disponibilidade e a reatividade dos amino grupos das biomoléculas, a degradação química ou enzimática dos compostos formados e a taxa de excreção renal dos produtos dessa degradação.…”

“…Acredita-se que o fato da glicose apresentar o menor percentual de sua forma aberta em solução (forma carbonílica) e, portanto, a menor reatividade entre as hexoses, fez dela o carreador de energia universal ao longo da evolução dos seres vivos. 2 Mas uma característica da glicação in vivo é a ocorrência de intermediários metabólicos altamente reativos, como o gliceraldeí-do-3-fosfato e a dihidroxiacetona fosfato, considerados os principais precursores dos AGEs formados endógenamente. 7,9 Diversos AGEs, como a CML e a pentosidina, são detectados e podem se acumular em tecidos de renovação lenta, como no cristalino das lentes oculares e no tecido conectivo, e por isso o total de AGEs/ALEs nas proteínas corporais aumenta com a idade.…”

“…34 Em indivíduos adultos saudáveis (normoglicêmicos), cerca de 2% das proteínas corporais possuem modificações por AGEs/ALEs, enquanto indivíduos diabéticos possuem cerca de 3 vezes essa média. 2 Vários efeitos observados no diabetes correspondem a alterações fisiológicas características do envelhecimento, como o escurecimento do cristalino dos olhos (catarata), o que gerou a teoria da glicação como processo diretamente responsável pelo envelhecimento humano. 35 Ao modificar a conformação do colágeno e da elastina, os AGEs/ ALEs afetam a elasticidade e o turnover da matriz extracelular, além da interação entre as células, enquanto a interação desses produtos com receptores celulares induz o estresse oxidativo e ativa cascatas inflamatórias implicadas na patogênese de patologias associadas aos AGEs/ALEs.…”