Relationship of advanced glycation end-products in hypertension in diabetic patients: a systematic review / Relação dos produtos finais de glicação avançada na hipertensão de pacientes com diabetes: uma revisão sistemática

Abstract Diabetes mellitus and arterial hypertension are among the five risk factors that increase mortality in the world. Both are chronic, non-communicable diseases (NCDs), that have a pathophysiological association. Advanced glycation end products (AGEs), produced by the lack of glycemic control in diabetic patients, interact with their AGE receptors (AGER) resulting in increased arterial stiffness, inflammation and endothelial changes - which increases the risk of developing hypertension and other complications. We ran a systematic review in Pubmed, SciELO, Cochrane Library and Web of Science databases using keywords and Boolean operators to optimize the search, with the objective of assessing the mechanism of non-enzymatic glycation of proteins present in patients with diabetes and its correlation with the onset of hypertension, exposing all the endothelial and cellular damage caused by AGEs. We found 719 papers, of which 99 were read in full, and 26 met the eligibility criteria and were included in the present review. AGEs should be considered one of the main cardiometabolic risk factors. Reducing the AGE-AGER interaction will result in cardiovascular protection and increased life expectancy.

Resumo Diabetes mellitus e hipertensão arterial estão entre os cinco fatores de risco que elevam a mortalidade no mundo. Ambas são doenças crônicas não transmissíveis (DCNT) que têm associação fisiopatológica. Os produtos finais de glicação avançada (AGEs), produzidos pela falta de controle glicêmico nos pacientes diabéticos, interagem com seus receptores para AGEs (RAGE) resultando no aumento da rigidez arterial e da inflamação e em alterações endoteliais, fatores que intensificam o risco do desenvolvimento da hipertensão e de demais complicações. Realizou-se uma revisão sistemática nas bases de dados Pubmed, SciELO, Cochrane Library e Web of Science utilizando descritores e operadores booleanos para otimizar a busca, com o objetivo de fornecer o mecanismo da glicação não enzimática de proteínas presente em pacientes com diabetes e sua correlação com o aparecimento da hipertensão, expondo todo o dano endotelial e celular ocasionado pelos AGEs. Foram encontrados 719 artigos, dos quais 99 foram lidos na íntegra, e 26 atenderam aos critérios de elegibilidade e foram incluídos na presente revisão. Os AGEs devem ser considerados um dos principais fatores de risco cardiometabólico. A redução da interação AGE-RAGE resultará na proteção cardiovascular e no aumento da expectativa de vida.

Desenvolvimento de pele humana reconstruída contendo equivalente dérmico glicado na avaliação da eficácia e toxicidade de compostos anti-glicação / Development of reconstructed human skin containing glycated dermal equivalent to toxicity and efficacy tests of anti-glycation compounds

A glicação não enzimática das proteínas é um fator comum para a fisiopatologia de uma série de transtornos relacionados ao envelhecimento e a doenças como o diabetes mellitus (DM). O geração dos produtos de glicação, os AGEs (do inglês: Advanced Glycation End Products) se dá através de reações de glicação da mariz extracelular (MEC) na derme e têm sido apontado como um dos fatores responsáveis pela perda de elasticidade e deficiência de cicatrização da pele. A permeação cutânea de compostos anti-AGE é uma limitação importante para eficiência terapêutica de compostos que devem atingir camadas mais profundas da pele. Modelos de pele reconstruída contendo equivalente dérmico glicado são estruturas tridimensionais geradas in vitro que mimetizam a pele humana e representam um eficiente modelo para o estudo de células e modificações provocadas na MEC no processo de envelhecimento e DM. O modelo 3D de pele reconstruída tem características metabólicas, de permeabilidade e atividade semelhantes à da pele original, potencializando seu papel nas investigações sobre permeabilidade de drogas, toxicidade, irritação, eficácia e segurança de compostos e diferenciação de queratinócitos. Uma série de compostos naturais ou sintéticos inibidores de AGEs têm sido descobertos e apresentados recentemente e podem representar inovação terapêutica no tratamento de modificações causadas pela a formação e acúmulo destes AGEs também na pele. Este estudo avaliou o desenvolvimento da pele reconstruída glicada e posteriormente, a avaliação da eficácia e toxicidade de compostos anti-glicação como aminoguanidina e carnosina em modelo de pele reconstruída glicada. Em perspectiva, este estudo contribuiu para o desenvolvimento de uma nova tecnologia in vitro, a pele reconstruída glicada, que auxiliará a compreensão da biologia da interação célula-MEC mimetizando processos fisiopatológicos importantes como o envelhecimento e o DM

The Advanced Glycation End Products (AGEs) of proteins is a common factor to the pathophysiology of a number of disorders related to aging and diseases such as diabetes mellitus (DM). The generation of the AGEs products on skin occurs mainly through non-enzymatic glycation reactions of the dermal extracellular matrix and has been touted as one of the factors responsible for loss of elasticity and disability of skin healing. The skin permeation of compounds is an important limitation for therapeutic/cosmetic efficacy of anti-AGE compounds, which must reach the deepest layers of the skin. Reconstructed skin model containing dermal equivalent modified by in vitro glycation is able to mimic the elderly human skin and represent an efficient model for the study of cells interactions and changes in extracellular matrix induced by aging and diabetes. The 3D reconstructed skin model has metabolic characteristics, permeability and activity similar to the original skin, reinforcing its role in drug permeability of investigations toxicity, irritation, safety and efficacy evaluation of compounds and differentiation of keratinocytes. A number of natural or synthetic AGEs inhibitor compounds have been recently discovered and displayed and can represent therapeutic innovation for the treatment of changes caused by the aging of the skin. In this study we performed the development of reconstructed glycated skin model and evaluated the efficacy and toxicity of anti-glycation compounds such as aminoguanidine and carnosine. In perspective, this study has contributed to the development of a new technology in vitro, and for the understanding cell-extracellular matrix interaction during the aging of skin

Glicação não enzimática de proteínas na gênese da nefropatia diabética / Glycation end products of proteins in the pathogenesis of diabetic nephropathy

Realizou-se uma pesquisa em base de dados para avaliar os produtos finais da glicação de proteínas na patogênese da nefropatia diabética. Diabetes melito é uma doença crônico-degenerativa, com uma incidência crescente em todo o mundo. Sua principal característica é a hiperglicemia, que está associada com complicações micro e macrovasculares aumentando o risco de morte cardiovascular, nefropatia,retinopatia e neuropatia. A nefropatia diabética afeta até 40% dos pacientes com diabetes melito tipo 1 e tipo 2 e é a principal causa de insuficiência renal crônica e necessidade de diálise. Os principais fatores de risco para o seu desenvolvimento são predisposição genética, falta de controle da glicemia e hipertensão. Nesta revisão, aponta-se os produtos de glicação avançada (AGEs) produzidos pela falta de controle glicêmico como sendo um fator de risco adicional atuando em conjunto com os tradicionais. Os AGEs podem causar esclerose glomerular, fibrose intersticial e atrofia tubular. Novos tratamentos que visam a prevenir a formação e deposição de AGEs pode ser uma nova alternativa para a prevenção ou tratamento da nefropatia diabética.

A search in medical data banks for glycation end products of proteins in the pathogenesis of diabetic nephropathy was done. Diabetes Mellitus is a chronic degenerative disorder with an increasing incidence throughout the world. Its main feature is hyperglycemia that is associated with micro and macrovascular complications increasing the risk of cardiovascular death,nephropaty, retinopathy and neuropathy. Diabetic nephropathy affects up to 40% of patients with Diabetes Mellitus Type 1 and type 2 and is the leading cause of chronic renal failure and need of dialysis. The main risk factors for its development are genetic predisposition, poor glycemic control and hypertension. In this review, the advanced glycation end products (AGEs) produced by poor glycemic control was found to be an additional risk factor acting together with the traditional ones. The AGEs can cause glomerular sclerosis, interstitial fibrosis and tubular atrophy. New treatments aiming prevent formation and deposition of AGEs could be an new alternative for prevention or treatment of diabetic nephropathy.

O papel dos produtos finais da glicação avançada (AGEs) no desencadeamento das complicações vasculares do diabetes: [revisão] / The role of advanced glycation end-products (AGEs) in the development of vascular diabetic complications: [review]

Os produtos finais da glicação avançada (AGEs [do inglês, Advanced Glycation End-products]) constituem uma classe de moléculas heterogêneas formadas a partir de reações aminocarbonilo de natureza não-enzimática, que ocorrem aceleradamente no estado hiperglicêmico do diabetes. Considerados importantes mediadores patogênicos das complicações diabéticas, os AGEs são capazes de modificar, irreversivelmente, as propriedades químicas e funcionais das mais diversas estruturas biológicas. Na presente revisão, são apresentados os dados recentes da literatura que descrevem as vias de formação de AGEs, seu metabolismo, os principais mecanismos de ação dessas substâncias no desencadeamento dos processos patológicos, bem como os métodos de determinação de AGEs em amostras biológicas. Este artigo aponta, ainda, novas perspectivas de terapias anti-AGEs, a exemplo de estudos envolvendo a ação de compostos naturais dos alimentos, que podem oferecer potencial terapêutico para os portadores de diabetes ou de outras patologias associadas ao acúmulo degenerativo de AGEs.

The advanced glycation end-products (AGEs) constitute a class of heterogeneous molecules formed by amino-carbonyl reactions of a non-enzymatic nature, which occur at an accelerated rate in the hyperglycemic state of diabetes. Considered important pathogenic mediators of diabetic complications, AGEs are capable of irreversibly modifying the chemical properties and functions of diverse biological structures. In this review, recent data from literature is presented describing the pathways of AGEs formation, their metabolism, the main mechanisms of action of these substances in the triggering of pathological processes associated with diabetes, as well as methods of AGEs determination in biological samples. This text also points to new perspectives in anti-AGE therapies, an example of which is the studies involved with the action of natural compounds of food, which can represent a potential coadjuvant therapy for people with diabetes or other pathologies associated with the degenerative accumulation of AGEs.