1Compu și de glicare avansat ă legați la proteine și impactul acestora [618478]

1Compu și de glicare avansat ă legați la proteine și impactul acestora
asupra sănătă ții umane și în alimentație
1.1. JUSTIFICAREA IMPORTAN ȚEI TEMEI ALESE
Procesul de glicare a proteinelor în prezen ța glucidelor reduc ătoare , care conduce în
final la forma rea unor pigmen ți bruni și la înrețelarea proteinelor, cunoscut și sub numele
de Reac ția Maillard a atras atenția cercetătoriilor încă de la începutul anilor 1900 , când
L.C. Maillard a studiat procesul de brunificare a produselor alimentare în timpul proce sului
de coacere și depozitare, speculând chiar că acest proces ar putea avea importanță în diabet
[1].
Elucidarea proceselor c himice implicate în reacția Maillard a atras din ce în ce mai
mulți cercetători din domeniul biologiei, farmacologiei și chimiei alimentare [2,3].
Cercetătorii din domeniul alimentar fiind primii care au în țeles importanța reacției Mailard
în explicarea brunificării și pierderea valorii nutriționale a proteinelor din alimentele
supuse unui tratament termic și depozitate un timp îndelungat [4].
Presupunerea lui L.C. Maillard privind rolul reacției de glicare în diabet a prins
contur în 1968 când Bookchin și Gaallop au detectat în sângele pacienților diabetici
cantități însemnate de hemoglobină care avea atașată o molecule de glucoză la gruparea α-
amino terminală a restului de Val din lanțul β. Hemoglobina respectiv ă a fost denumită
hemoglobina A 1c (HbA 1c)[5]. Koenig a demonstrat că HbA 1c reflectă glicemia pe o
perioadă anterioară prelevării probei de sînge și anume de 6 -8 săptămâni [6]. În acest mod,
HbA 1c a devenit un parametru larg utilizat în aprecierea nivelului glicemiei la diabetici. La
ora actuală este recunoscut rolul compu șilor de glicare avansat ă în apari ția și dezvoltarea
complicațiilor diabetului și în procesul de îmb ătrânire [7].
Complicata cascadă a Reac ției Maillard și compușii care se formeaz ă pe parcursul
ei nu este pe deplin cunoscută, cu toate eforturile care se fac în numeroase laboratoare de
cercetare. Glicozilarea neenzimatică a proteinelor debutea ză cu legarea covalentă a
glucidelor reducătoare la grupările α-amino -terminale sau la gruparile ε-amino ale
resturilor de lizină de la nivelul proteinelor . Ca urmare, se formează baze Schiff și aducți
Amadori care poartă numele de produși timpurii de glic are. Cel mai cunoscut produs
Amadori care se formează pe calea Hodge este fructozlizina [8].Aceștia, în timp, prin
ciclizări, deshidratări, frag mentări, rearanjări moleculare precum enolizările , ruperi

2oxidative și reacții cu alte resturi de aminoacizi pot conduce la formarea produșilor de
glicare avansată AGE ( Advanced Glycation End product s) cu structuri foarte eterogene .
Comp ușii de glicare avansat ă pot fi fluorescen ți sau nefluorescenți, iar unii pot conduce la
înrețelarea proteinelor sau la modificarea sarcinii globale, cum ar fi: N-carboximetil -lizina
(CML) [9], pentozidina [10], glucosepanul [11], croslina [12]și melanoidine [13].
Numero ase studii au demonstrat că produ șii AGEs nu se formeaz ă doar pe calea
Hodge ci și din autoo xidarea glucidelor reducătoare, cale Wolff [14]și din fragmentarea
bazelor Schiff, numită calea Namiki [15] când iau na ștere compuși d icarbonilici mult mai
reactivi precum glioxal, m etilglioxal și 3-deoxiglucozone care la rândul lor atacă proteinele
[16]
CML un compus incolor, nefluorescent și care nu induce crosslink -area proteinelor,
se formează fie prin reacția glioxalului cu un rest de lizină de la nivelul un ei proteine, via
rearanjament Canizzaro [17], fie prin clivarea oxidativă a compusului Amadori la nivelul
atomilor de carbon C -2 și C -3[18].Datorită sarcinii sale negative, CML este localizat la
suprafața proteinelor modificate prin reacția de glicare, fiind antigenul predominant
recunoscut de anticorpii anti -AGEs [19].În plus, nive lul CML se pare că este corelat cu
severitatea complica țiilor diabetului complications [20,21].
În anii care au precedat aceste descoperiri au fost aduse numeroase dovezi că produșii
AGE sunt mediatori ai numeroaselor complicații survenite în diabet și în procesul de
îmbătrânire, fiind propuși o serie de agenți farmacologici cu posibil potențial în
combaterea efectelor compușiilor AGE. Un exemplu în a cest sens este aminoguanidina,
AG[22] care a fost testată pe subiecț i umani, pri n programe ca ”ACTION I trial” care a
inclus 1 700 de pacienți cu diabet tip 1 [23] și “ACTION II trial” în care au fost înrolați 599
de pacienț i cu diabet tip 2 cu nefropatie [24], dar încă nu i se cunoaște pe deplin
mecanismul de acțiune și efectele pe care le are la nivelul organismului uman.
Reacția Maillard, nu este importantă doar în medicină, ci ea intervine și în procesul
de îmbunătățire a aspectului și g ustului alimentelor [25]. Astfel, această reacție reprezintă o
continuă provocare pentru industria alimentară, efec tele ei manifstându -se în urma
procesării prin căldură a alimentelor, în particular încoacerea produselor de panificație,
patiserie și cofetărie, în prăjirea și uscarea cerealelor și în prepararea termică a cărnii și
pasteurizării laptelui [26-29]. Pe parcursul tratamentului termic și al depozitării, proteinele
alimentare devin mai puțin solubile, mai rezistente la digestia enzimatică cu pepsină și
tripsină, ma i inre țelate, acumulând produși care manifestă fluorescență și o culoare brună,
cu o valoare nutriționala scăzuta [30-32].

3CML fiind un compus stabil, a fost propus ca un indicator al calită ții nutriționale a
alimentelor tratate termic [33]. Astfel se impune găsirea unui marker -AGEs care să se
coreleze cu scăderea valorii nutri ționale a proteinelor, cu toxicitatea compușiilor AGEs
formați în timpul proces ării termice a alimentelor care să fie utilizat cu succes în controlul
și siguranța alime ntelor.
Dieta reprezintă o sursă majora de compuși AGE cu un posibil efect pro –
inflamator, impactul acestora asupra sănătății rămânând încă neelucidat [34,35]. Se pare
că doua treimi din cantitatea de compuși AGE pătrunși în organism prin intermediul
alimentelor sunt reținute în țesuturi în formă activă, restul fiind excretat pe cale re nală [36,
37].
Studiile realizate ne conduc la ideea că produșii AGE proveniți din dietă cât și cei
endogeni pot induce apariția și progresul stresului oxidativ la nivel celular, precum și
activarea receptorului compușilor AGE s, RAGE , crescând v ulnerabilitatea țesuturilor țintă
la modificări similare celor care apar în diabet [38]în inflama ție și în diferite forme de
cancer e cum ar fi cel de colon [39].
În contrast cu majoritatea recepto rilor al căror rol este de a detoxifia/elimina compușii
toxici din circulație și din țesuturi, RAGE este un receptor din superfamilia
imunoglobulinelor ce mediază diverse răspunsuri celulare adverse. În culturi celulare
endoteliale și de fagocite mononucle are, compușii AGE se leagă de acestea într -o manieră
dependentă de doză, prin intermediul receptorului RAGE, fapt pus în evidență prin
blocarea legării cu anticorpi anti -RAGE IgG [40].Pe lângă compușii AGE, RAGE leagă și
alți liganzi: peptida amiloidă beta, amfoterina și membrii ai familiei S 100/ calgranulinelor,
care au o localizare extracelulară și apar în reacții inflamatorii [41]. RAGE este prezent pe
suprafața unei mari varietăți de celule , însă o serie de tipuri celulare au rămas neexplorate
cum ar fi ale intestinului subțire, celule care intră primele în contact cu compușii AGE din
dieta [42,43].În cazul șoarecilor db/db acumularea AGEs la nivel renal conduce la
creșterea expresiei RAGE, VEGF și a TGF -β1 conducând în final la activarea mesangiului
și la glomeruloscleroz ă[44].În plus, compu șii AGEs pot induce apoptoz ă prin diferite căi
dependente sau independente de receptor, posibil ități care trebuie investigate informații
care ar putea fi utile în lupta împotriva celulelor maligne.
Astfel, biodisponibilitatea , cinetica interacție i cu celulele intestinale și eliminarea
pe cale renala a compușilor AGE din dietă trebuie reevaluate atât în cazul persoanelor
sănătoase cât și la diabetici, impunându -se un control strict al alimentelor pe care le
consumăm. Astfel, se impune ca pe etichet e, alături de compoziția alimentelor și valoarea

4energetică, să fie furnizate informații cu privire la concentrația compușilor AGE/100 g
produs.
Obiective principale
Obiectivul major al tezei de doctorat este studierea și caracterizarea produșilor de
glica re a proteinelor din lapte care se formează în timpul procesării UHT a produselor be
bază de lapte și depozit ării lor în compara ție cu albumina glicat ăși efectul lor asupra
celulelor umane în cultură (celule intestinale, renale și fibroblaste dermale ), corelat cu
sănătatea consumatorilor. De asemenea se dore ște indentificarea unui AGEs -marker
adecvat pentru evaluarea modificării proteinelor prin reac ția Maillard și care s ă se coreleze
cu reducerea nivelului nutri țional și cu toxicitatea alimentelor tratat e termic, util în
controlul și siguranța alimentelor.
La ora actuală, alimenta ția copiilor este bogat ă în produse lactate tratate UHT și din
acest motiv doresc să studiez nivelul modificării proteinelor prin reac ția Maillard din
produse lactate tratate UH T cu un termen de valabilitate extins.
Obiective specifice și activit ăți
1. Studii comparative de glicare in vitro ale proteinelor din lapte (cazeine,
lactoglobuline) versus albumină serică bovină în prezen ța glucidelor reduc ătoare
(glucoză, fructoză, lac toză) prin tehnici de fluorescen ță, spectrofotometrice,
cromatografice (HPLC/FPLC), electroforetice și imunochimice .
Aceste studii de glicare in vitro sunt extrem de utile deoarece pot fi controla ți parametrii
reacției de glicare (temperatur ă, pH, concentr ația proteinelor și glucidelor reduc ătoare).
2. Studii de glicare in situ în vederea evaluării nivelului modificărilor Maillard a
proteinelor din laptele UHT cu și fără arome prin tehnici de fluorescen ță,
spectrofotometrice, cromatografice (HPLC/FPLC), ele ctroforetice și imunochimice.
Calitatea laptelui ca materie primă (raportul dintre cantitatea de lactoză și cea de
proteine), tratamentele termice aplicate pentru a asigura siguran ța produsului și pentru a -i
prelungi termenul de valabilitate, glucidele red ucătoare adăugate (sirop glucoză -fructoză),
diferitele arome (ciocolată, vanilie), condi țiile de depozitare favorizeaz ă reacția Maillard și
afectează calitatea laptelui și a produselor pe baz ă de lapte UHT. Astfel, introducerea unor
metode analitice adecva te în vederea monitorizării efectelor tratamentelor termice asupra
calității proteinelor din lapte datorate form ării compu șilor de glicare ar fi extrem de
necesare.

53. Studii in vitro ale efectelor compu șiilor de glicare la nivelul culturilor de celule
umane (intestinale, renale și dermale) .Citotoxicitatea produ șilor AGEs se va determina
prin teste de citotoxicitate , stressului oxidativ indus de tratamentul cu AGEs va fi evaluat
prin determinarea markerilor de stress oxidativ (ROS, MDA. AOPP, GSH ), a acti vității
enzimelor SOD, CAT, GPX, Gred și G6PDH șiexpresiei proteinelor de șoc termic HSPs.
Identificarea posibilelor căi de semnalizare dependente și independente de receptorul
compu șiilor AGEs (RAGE) și posibila implicare în apoptoz ă a compu șiilor AGEs vor fi
evaluate prin determinarea expresiei la nivel transla țional și transcripțional a receptorului
AGEs, factorului TGF -β1, metaloproteinazelor, p53, caspază 3, bax și bcl -2prin tehnici de
imunochimie (ELISA și Western blot) și biologie molecular ă (Real -Time PCR).

6CAPITOLUL 1
REACȚIA DE GLICARE
Reacția poartă numele chimistului francez L.C. Maillard care a studiat procesul de
brunificare al produselor de brutărie în timpul coacerii, publicând în 1912 lucrarea cu titlul:
„Action des acides amines sur le sucres: formation des melanoidines par voie metodique”,
speculând la acea vreme că acest proces ar putea avea importanță în apariția complicațiilor
survenite în diabet [1]. Această reacție mai poartă numele de glicozilare neenzimatică sau
glicare și până la această oră nu se cunosc cu exactitate toate căile, mecanismele de reacție
și structura unor compuși care se formează în această complicată cascadă de reacții.
Aces t tip de glicozilare diferă de glicozilarea proteinelor catalizată enzimatic,
implicată în biosinteza glicoproteinelor. Spre deosebire de aceasta, glicarea presupune
adiția unei singure mol ecule de glucid, nu a unui oligoglucid la gruparea ε-amino a lizinei
sau la gruparea α-amino terminală. Glucidul care intră în reacție este un gluci reducător
care prezintă gruparea carbonil sau ceto liberă. Reacția are loc spontan la proteinele expuse
unor c oncentrații mari de glucide reducătoare, atât in vivo cât și in vitro și nefiind
controlată enzmatic scapă sistemelor de control obișnuite [45].
În urma reac ției de condensare ia naștere o bază Schiff labilă care poate sufer i un
rearanjament Amadori formându -se un produs mult mai stabil cu structura 1 -amino –
1deoxi -2-cetoză, numit produs Amadori (AP) (cetoamină sau fructozilamină) (Figura 1).
Figura 1. Form area produșilor de glicare timpurii. Forma deschisă a glucidului
reducător reacționează cu o grupare α-amino terminală sau cu gruparea ε-amino a unui rest
de lizină din molecula unei proteine formând o bază Schiff reversibilă. Baza Schiff poate

7cicliza l a glucozilamina sau poate suferi rearanjări moleculare trecând prin enaminol la
produsul Amadori, mult mai stabil datorită formelor sale ciclice [46].
Trecerea bazei Schiff către produsul Amadori se pr esupune c ă are loc printr -un
intermediar enaminol în formă deschisă. Baza Schiff și produsul Amadori au fost denumi ți
colectiv “prod uși de glicare timpurie” [47].
Figura 2 Căile de formare a produșilor AGEs [48] .Calea Wolff, glucoza se poate
autooxida în prezența metalelor tranziționale formând precursori carbonil, mult mai
reactivi a i produșilor AGE s. Calea Namiki, baza Schiff poate suferi o reacție de retroaldol –
condensare sau se poate cliva autooxidativ formând precursori ai compușilor AGE s.Calea
Hodge, precursorii produșilor AGE s provin din rearanjarea sau clivarea oxidativă a
produsului Amadori.
În timp , cetoamina poate suferi deshidratări, fragmentări, rearanjamente moleculare
(enolizări) și reacții de oxidare în urma cărora se formează o serie de intermediari mult mai
reactivi de tipul deoxiglucozonelor (DG), glioxalului (GO), metilglioxalului (MGO) ,
gliceraldehidei care propagă reacția de glicare ducând la formarea “produșilor de glicare
avansată” sau prescurtat AGEs (Advanced Glycation End product s)[49]. Calea de formare

8a AGEs care trece prin produsul Amadori a fost denumită calea Hodge, după numele celu ia
care a propus -o în 1955 [8] (Figura 2). Însă numeroase experimente au argumentat
existența altor căi alternative care duc la formare AGEs (Figura 2) [14,48].
Inițial, compu șii AGE au fost defini ți în general ca fiind compuși galbeni -bruni,
activi în UV și fluorescen ți,[50] ce determinând formare unor legături încrucișate
(crosslinks) cu resturile de aminoacizi ale lanțurilor proteice ducând la scăderea
solubilității [51] și digestibilității proteinelor [52] precum și la apariția c omplicațiilor
diabetului și a altor maladii asociate cu procesul de îmb ătrânire [53]. La ora actuală
termenul AGEs este folosit pentru o clasă largă și heterogenă de compuși formați în urma
reacției de glicare, incluzând produși care nu sunt nici colorați, nici fluorescenți iar unii
dintre ei nu determină crosslink -area proteinelor, ca de exemplu N ε-carboximetil -lizina
(CML), piralina, etc [54].

9
Figura..Schema de formare a unor compu și proveniți din glucoz ă pe calea Hodge, având ca
intermediar comun Produsul Amadori ce întrețeleaz ă proteinele

10CAPITOLUL 2
REACȚIA MAILLARD ȘI BRUNIFICAREA
ALIMENTELOR
Aceast complicat șir de reacții car e debutează prin legarea covalentă a unui glucid
reducător la o grupare amino este cunoscut ca Reac ția Maillard. În anii 1920, Amadori a
arătat că baza Schiff rezultată în urma condensării glucozei cu anilina se poate converti la
un alt izomer precum compu sul 1 -anilino -1-deoxifructoză nu numai la anomerul său
glucozilamina [55]. În jurul anilor ‘ 50 s -a demonstrat că produsul Amadori poate d eriva și
din amine alifatice, precum aminoacizii și resturile amino ale proteinelor iar rearanjarea
Amadori a devenit un pas cheie în reacția Maillard [8].
În următorii 5 0de ani, de la descoperirea sa, r eacția Maillard a fost studiat ă
exclusiv în cazul alimentelor și sistemelor model de alimente tratate termic sau îndelung
depozitate . În scurt timp, această reac ție a fost recunoscută ca un membru important a l
grupului de reacții de brunificare care au loc în alimente și în b ăuturi [56].
Reacțiile de brunificare sunt unele din cele mai importante procese care au loc pe
parcursul prelucrării și depozitării alimentelor. Aceste procese reprezintă domenii
interesante de cercetare la ora actuală, fiind importante în tehnologia aliment ară, în
stabilitatea alimentelor, în nutriție și sănătate. Brunificarea alimentelor poate avea loc
enzimatic prin oxidarea fenolilor și neenzimatic, urmând reacția Maillard, caramelizarea,
degradarea acidului ascorbic și brunificarea lipidelor prin oxidare [57]
Din ti mpuri îndepărtate, de când mâncarea a început șă fie pregătită termic, reacția
Maillard a jucat un rol central în îmbunătățirea aspectului și gustului alimentelor. Această
reacție a reprezentat o provocare continuă pentru industria alimentară, fiind direct
răspunzătoare de aroma, gustul și culoarea alimentelor obținute în urma unor procese ca:
prăjirea boabelor de cafea și cacao, prin coacerea pâinii și a produselor de brutărie și
patiserie, uscarea și prelucrarea cerealelor, pregătirea cărnii prin frigere, prăjire etc. [58].
Mai mult, pe parcursul reacției Maillard se formează o multitudine de produși care pot
degrada aminoacizii esențiali, pot reduce di gestibilitatea proteinelor și pot avea un
potențial toxic și mutagen, scăzând valoarea nutrițională a alimentelor [59].

112.1 Chimia reac ției Mail lard
Deși Reac ția Maillard a fost eviden țiată încă de la începutul anilor 1900, abia în
1953, Hodge a conceput o schemă c oerentă a reacției Maillard [60](Figura X ). În timp ,
această sch emă a fost completată, dar încă la ora actuală nu se cunosc multe dintre reacțiile
care conduc la compușii prezenți în schema de reacție și din acest motiv această rețea de
reacții paralele și consecutive este greu de controlat în procesele tehnologice. Reacția are
loc la procesarea alimentelor prin: fierbere, pasteurizare, prăjire, frigere, coacere, la obținerea
produselor deshidratate (lapte praf , praf de ouă, formule pe ntru bebelu și, etc. ) și în timpul
depozitării lor. Când alimentele conțin o cantitate mare de glucide, căile reacției Maillard se
întrepătrund cu cele ale caramelizării, având compuși intermediari și finali comuni.
Figura x .Schema reacției Maillard (ada ptare după Hodge, 1953)
Reacția Maill arddebutează când un glucid reducător, precum glucoza condensează
neenzimatic cu un compus ce are disponibilă o grupare amino liberă (aminoacizi, gruparea ε-
amino a restului de lizină de la nivelul proteinelor sau grup area amino terminală a
proteinelor), dând naștere unei baze Schiff care în urma unui rearanjament conduce la
formarea compusului Amadori (1 -amino -1-deoxi -2-cetoză) .Când reacția debutează cu o
cetoză, precum fructoza, compusul format se numește Heyns, fii nd un analog al compusului
Amadori . Baza Schiff și compusul Amadori sau compusul Heyns sunt compuși de glicare

12timpuri i și pot fi detectați în alimente sub forma derivatului său furosina, care se formează în
urma hidrolizei acide a proteinelor.
De la detectarea sa acum 40 de ani , furoz ina a fost utilizată ca indicator fiabil al
deteriorării termice a resturilor de lizină dinalimente [61]. Figura X arată două din primele
cromatograme ob ținute prin cromatografie de schimb ionic cu derivatizarea post coloan ă
cu ninhidrină a hidrolizatului acid preparat din lapte degresat tratatat și netratat termic [62].
Astfel, cromatograma inferioară corespunzătoare tratării termice a laptelui a pus în
evidență un p ic care a indicat prezen ța furoz inei, care a fost pur și simplu n umită
"compusul X "deoarece la acel mome nt, structura sa chimică nu era cunoscută.
Descoper irea "compusului X " a fost accidentală, acesta fiind eluat după arginină, ultimul
aminoacid eluat cu structură cunoscută. Este important de precizat că la ora aceea au
utilizat o solu ție puternic concentrat ă de acid clorhidric 7,75 M pentru hidroliza prote inelor
din lapte, fapt care îmbunătă țește în mod semnificativ formarea furosinei.
Figura X. Primul profil cromatografic care a pus în eviden ță formarea furozinei , numită la
acea vreme „compusul X” și care dateaz ă din 24 Martie 1966 [62].
Curând după aceea, elucidarea structurii a dezvăluit că ace st„compus X ” este un
derivat al ε -fructozelizinei .Experimente cu amestecuri încălzite de lizină și glucoz ă, în

13care primul și apoi cel ălalt era marcat cu14C, a arătat că ambii compu și sunt impli cați în
formarea compusului X [63].Două colective de cercetători, unul condus de Heyns și altul
de Finot au identificat structura compusulu i X aproape simultan ca fiind ε-N-(2-
furoilmetil)L -lizina și au numit -o furoz ină[64,65].La un an după elucidarea structurii
furozinei, grupul lui Finot a identificat și un alt produs de reacție Maillard numit piridozin ă
[66]. Totu și, acest compus nu a atins aceea și importanț ă ca indicator al valorii nutri ționale
a unei proteine tratate termic ca furozina. În anii ce au urmat descoperirii, furozina a
stimulat cercetarea în domeniul efectelor tratamentului termic la nivelul proteinelor în
prezența glucidelor reduc ătoare, demonstrând importan ța produsului Amadori în mod
special [61].
Degradarea ulteri oară a produsului Amadori este dependentă de valoarea pH a
sistemului [67]. Astfel, spre deosebire de degradarea glucidelor prin procesul de
caramelizare c are este favorizat de valori de pH extreme (pH < 3 sau pH > 8), compusul
Amadori se poate degrada cu formarea unor compuși dicarbonilici de tipul 1 -,3- și 4 –
deoxiozonelor, într -un interval de pH cuprins între 4 și 7, compuși care se formează și în
cadrul c aramelizării și care conduc la compuși intermediari sau finali comuni, precum:
HMF, furfural, maltol, izomaltol, acetilformoin și al altor reductone care pot reacționa cu
alte grupări amino libere, formând diverși heterociclii. În aceste condi ții, produsul Amadori
poate enoliza formând 1,2 -enaminolul care prin eliminarea unei molecule de apă, hidroliză
și eliminarea restului amino, conduce la 3 -DG care ciclizează la semiacetalii
corespunzători [68] (Figura 5). De asemenea, compusul Amadori poate suferi o 2,3 –
enolizare formând un 2,3 -enaminol care are două opțiuni diferite de β-eliminare. Astfel,
dacă 2,3 -enaminolul elimină restul amino prin reacția retro -Michael, se formează 1 -deoxi –
2,3-diuloza (1 -DG), care poate cicliza sub forma unor semiacetali aflați în echilibru (Figura
6). În schimb, dacă în cazul 2,3 -enaminolului are loc eliminarea apei la C -4 se formează 4 –
deoxi -2,3-diuloza legată la proteină (4 -deoxiozona) care, dacă pr ovine de la glucoză se
numește 4 -deoxiglucozona (4 -DG), ce poate cicliza sub diferite forme semiacetalice
(Figura 7) [68].

14
Figura 5. Formarea 3 -DG din compusul Amadori și a semiacetalilor corespunz ători
Figura 6. Formarea 1 -DG din compusul Amadori și a semiacetalilor corespunz ători

15
Figura 7. Formarea 4 -DG legate de un rest de aminoacid
În funcție de concentrația compușilor cu g rupări amino din mediu ,
deoxiglucozonele pot forma heterociclii, în care heteroatomul poate fi oxigenul sau azotul.
Astfel, în cazul 3 -deoxiozonelor, un intermediar cheie în sinteza compușilor heterociclici
este 3,4 -dideoxiozona, care ia naștere prin elimi narea apei la C -4 și care poate conduce fie
la obținerea HMF, fie a furfuralului , iar când concentrația compușilor cu grupări amino
este mare, conduce la obținer ea unor derivați ai pirolului (Figura 8) sau ai piridinei (Figura
9).
Figura 8. Formarea deri vaților pirol

16
Figura 9. Formarea derivaților piridinici
Heterociclii astfel obținuți dau naștere unor polimeri sau copolimeri bruni, cu mase
moleculare mari, numiți generic melanoidine, răspunzătoare de culoarea și textura
alimentelor procesate termic ș i reprezintă o parte semnificativă a dietei noastre [45]. Un
om, în funcție de alimentele pe care le consumă, ingeră câteva grame de melanoidine pe zi.
Proprietățile acestor compuși par a fi multiple și contradictorii, astfel pe de -o parte pot
avea rol de agenți antioxidanți și de chelatori ai metalelor tranziț ionale, iar pe de altă parte
pot avea efecte negative, fiind citotoxice, mutagenice și carcinogenice [69].
2.1.1 Factori care influențează Reacția Maillard
Cinetica reacției Maillard șinatura produșilor formați depinde de activitatea apei,
depHmediului de reacție, de compoziția chimică, de temperatură și timpul de expunere la
aceasta. Dintre acești factori se pare că temperatura și timpul de expunere sunt cei mai
importanți factori, rata reacției Maillard crescând cu creșterea temperaturii [70]. Datorită
faptului că a limentele sunt sisteme extrem de complexe, studiile de cinetică au loc de cele
mai multe ori în sisteme mult mai simple în care proteinele sau aminoacizii reacționează cu
glucidele reducătoare în condiții bine controlate [67] .
Rata reacției este semnificativ influențată de pH sistemului și în general crește cu
creșterea acestuia [71,72]. Însă, s -a observat că în obținerea biscuiților prin extruzie,
scăderea pH, crește rata de hidroliză a amidonului sau a zaharozei , crescând viteza reacției
Maillard [73]. De asemenea, se pare că și modul de control al pH, influențează natura
produșilor intermediari și finali ai reacției [74].
N.L. Bell a studiat efectul tipului de tampon și concentrația sa în degradarea
aminoacizilor și formarea pigmențil or bruni într -un sistem model format din glic ină și
glucoză incubate la 25 ˚C, pentru o perioadă lungă de timp. Pierderea glicinei a fost cea

17mai rapidă la concentrații crescute ale tamponului fosfat, demonstrând efectul catalitic al
tamponului fosfat în c azul reacției Maillard [75].
Tipul glucidului reducător, are de asemenea o mare influență asupra reacției
Maillard și după cum am mai discutat în capitolele anterioare, pentozele sunt mult mai
reactive decât hexozele iar acestea sunt mai reactive decât diglucidele.
Tipul aminoac idului influențează de asemeni reacția. Astfel într -un model
experimental, în care au fost testați aminoacizii: lizină, treonină și metionină, în reacția lor
cu glucoza în tampon fosfat la diferite valori de pH [76] și la diferite temperaturi, lizina a
fost cel mai reactiv dintre aminoacizi. [71].
Concentrația și raportul glucid/aminoacid au impact asupra reacției Maillard.
Astfel, într -un suc de portocale deshidratat la 65 ˚C, brunificarea se accentuează cu
creșterea raportului de la 0,1/1 la 5/1 [77]. În schimb, la o activitate a apei de 0,52, rata
brunificării crește invers de la 0,5/1 la 3/1 [78].
Activitatea apei, este un alt factor important care influențează reacția Maillard.
Astfel, în cazul alimentelor, la valori apropiate de 1, reacția este încetinită, deoarece
reactanții sunt diluați; în schimb la valori subunitare, mobilitatea reactanților este scăzută
[79]. Studiile au demonstrat că în cazul alimentelor, rata brunificării este crescută la valori
ale activității apei cuprinse între 0,5 și 0,8 [80].
2.2.Reacții ce complică șiintersectează Reac ția Maillard
Procesul de caramelizare are loc în detrimentul reac ției Maillard sau concomitent
cu acesta întimpul procesării alimentelor cu un conținut foarte ridicat de zahăr precum
dulcețurile, gemurile sau a suc urile precum și în cazul coacerii produselor de brutărie .
Desfă șurarea celor dou ă procese conduce la compuși intermediari sau finali comuni,
precum: HMF, furfural, maltol, izomaltol, acetilformoin și al altor reductone care pot
reacționa cu alte grupări am ino libere, formând diverși heterociclii [81]. În plus, reac ția
Maillard poate fi complicată de reac ția Strecker cu formarea de aldehide foarte reactive ce
pot ataca la rândul lor grupări amino libere, compușii dicarbinilici formați în reacția
Maillard alimentând reac ția Strecker [82].
2.2.1. Reacția de Caramelizare
Procesul de caramelizare este complex și este inițiat prin topirea glucidelor ,în
special a monoglucidelor și diglucidelor la temperaturi înalte și are loc fără participarea
compușilor care conțin grupări amino , de tipu l aminoac izilor și proteinelor.

18În absența compușilor cu grupări amino, monoglucidele sun relativ stabile în
domeniul de pH 3 -7. Carameli zarea este catalizată de acizi, pH< 3 sau de baze, pH ≥ 9și
de unele săruri. În mediul acid predomină reacțiile de enolizar e și eliminare a apei, iar
mediul bazic favorizează în special reacțiile de enoliza re, urmate de fragmentarea lanțului
atomilor de carbon [68]. În final , în urma reacț iilor de enolizare, deshidratare, ciclizare,
oxidare și condensare, se formează compuși cu duble legături, cu inele de tip furan și piran ,
precum și polimeri ai acestora care dau culoare și savoare de tip caramel alimentelor, fiind
folosiți c aaditivi în industria alimentară. Î n funcție de condiții, reacția poate fi deplasată
spre formarea de arome sau spr e obținerea unor pigmenți bruni. Astfel, prin încălzirea la
temperaturi crescute a siropului de zahăr într -un mediu alcalin, sunt favorizate reacțiile de
fragmentare și formarea unor compuși de aromă, pe când mediul acid favorizează formare
a unor polimeri intens colorați. Totuși, caramelizarea nu este întotdeauna o reacție dorită,
fiindcă în urma sa se pot produce compuși cu potențial mutagen , iar excesul produșilor de
caramelizare modifică calitatea diferitelor alimente [83].
2.2.1.1. Caramelizarea în mediu acid
În mediu acid, reacțiile de enolizare ale glucozei și fructozei au loc lent ,dar sunt
favorizate reacț iile de β-eliminare ale apei cu formare de 1-, 3- sau 4 – DG care ciclize ază,
formându -sederivați ai furanului. D in hexoze se f ormează 5 -hidroximetil -furfural, HMF
(Figura 10) iar din pentoze furfuralul .Prin condensarea HMF și a furfuralului se formează
pigmenți roșii -bruni , care sunt poli meri cu masă moleculară mare și cu structur ă complexă
[84].
Figura 10 . Formarea HMF din glucoză
În timpul obținer ii produselor de brutărie și a p âinii, din hidroliza acidă a zaharozei
se formează glucoză și fructoză , iar din cea a amidonului glucoză. A cestea , print r-o serie de
enolizări și deshidratări duc la formarea a doi compuși, maltol și i zomaltol , care sunt

19răspunzători de aroma și culoarea p âinii (figura 11) . Astfel, glucoza prin 1,2 -enolizare
poate trece la fructoză, care printr -o reacți e de 2,3 -enolizare și deshidratare la C -1 formează
1-DG (f igura 11 ), iar printr -o deshidratar e la C -4 conduce la 4 -DG (figura 12). 1-DG, în
mediu acid , print r-o serie de ciclizări și deshidratări , formează o serie de derivați ai
piranului și furanului , în funcție de poziția hi droxilului care atacă nucleofil gruparea ceto a
C-2 sau aC-3[68].
Figura 11 . Formarea maltolului, izomaltolului și acetilformoinei
Compusul 2,4 -dihidroxi -2,5-dimetil -furan -3-onă sau acetilformoina are o aromă
puternică de tip caramel și propr ietăți reducătoare , asemănătoar e acidu lui ascorbic , fiind
inclus în clas a reductonelor .Un derivat al izomaltolului, 2 -hidroxiacetil -furanul se poate
forma prin caramelizarea acidă a fructozei, având ca intermediar 4 -DG[81].
La temperaturi înalte, în prezență de acid sulfuric și ioni de amoniu, din sirop de
glucoză sau zaharoză se formează polimeri intens colorați în brun , utilizați la fabricarea
băuturilor de tip cola, a dul ciurilor și bomboanelor. În mod asemănător, dar în lipsa ionilor
amoniu , se obțin polimeri roșii -bruni utilizați la obținerea berii brune și a altor băuturi
alcoolice [85].
2.2.1.2. Caramelizarea în mediu bazic
În medi u bazic, în cazul extracției zahărului din sfecla de zahăr sau în cazul
obținerii unor produse de brutărie, sunt favorizate în special reacțiile de enolizare, când

20glucoza, fructoza și manoza se află în echilibru prin intermediarul lor comun, 1,2 -endiolul,
precum și cele de fragmentare, pe când cele de eliminare ale apei sunt lente (figura 13). În
cadrul acestui proces se formează compuși cu catenă mai scurtă de tipul aldehidelor și
cetonelor mult mai reactive, precum și săruri ale unor acizi .Acești compuși intermedi ari
reactivi pot suferi reacții de condensare aldolică și rearanjamente intermoleculare , formând
compuși de tipul ciclopentenolonelor, care au aromă de caramel. [57].
Figura 13. Caramelizarea în mediu bazic
2.2.2 Reacția Strecker

21La temperaturi de peste 10 0°C, amino acizii pot reacționa cu compușii dicarbinilici
formați în reacția Maillard sau prin peroxidarea lipidelor, ducând la formarea aldehide lor
Strecker și aaminocetone lor corespunzătoare (figura 14). A ldehidele Strecker sunt
implicate în dezvoltarea gustului ș i aromei alimentelor . Etanalul induce un g ust dulce și o
aromă de fructe, iar 2-metilpropanalul și 2 -feniletanalul in duc o aromă florală de miere .
Prin reacția între două molecule de aminocetonă se formează derivați ai pirazinei (figura
15).
Figura 14 . Degradarea Strecker
OO
NN
NNCH
CR
RNH2
+R
R NH2CHC R
R
RRR
R
R
RH2O2
aer
Aminocetonã Aminocetonã
Derivat al pirazinei
Figura 15 . Formarea derivaților pirazinei

22Prin degradarea Strecker nu se formează doar compuși implicați în aroma
alimentelor, ci și compuși toxici și volatili, precum acrilamida .Acrilamida a fost detectată
în cantități mari în chipsuri din cartofi, cartofi prăjiți, biscuiți și pâine, deci în produse ce
conțin cantități mari de glucide și de aminoacizi , ca aspa ragină, metionină și cisteină,
supuse unui tratament termic [82].Studiile pe modele experimentale au dovedit că cea mai
mare cantitate de acrilamidă se formează din asparagină 0,1 -1 mol%. Se pare că 3 –
aminopropionamida, amina biogenă a asparaginei este un intermediar cheie al formării
acrilamidei și a fost detectat în diferite alimente. În anul 2002 au fost publi cate primele
articole cu privire la formarea acrilamidei, un compus toxic și cancerigen, pe parcursul
procesării termice a alimentelor. Astfel, în cazul alimentelor bogate în proteine tratate
termic s -a găsit o cantitate moderată de acrilamidă de 5 -50 μg/k g în schimb, în cazul
produsele alimentare bogate în glucide precum cele obținute din cartofi și cereale s -a
determinat o cantitate mare de acrilamidă cuprinsă între 150 -4000 μg/kg [86]. De
asemen ea s-a constatat că acrilamida este absentă în materia primă și în produsele obținute
prin fierbere, dar este prezentă în cantități mari în alimentele obținute prin prăjire, coacere
și frigere [87]. Tot în acel an a apărut și ipoteza formăr ii acrilamidei prin reacția dintre
asparagină, un aminoacid major al proteinelor din cereale și cartofi, cu un glucid reducător
precum glucoza și fructoza, via reacția Maillard [88,89].
2.3. Impactul Reac ției Maillard asupra proteinelor din produsele lactate
procesate termic
În cazul oamenilor și mamiferelor în general, laptele reprezint ă prima sursă de
hrană și poate fi v ăzut ca un testament lăsat genera țiilor reliefând importanța acestuia în
creștere și dezvoltare, acest aliment conținând toți nutrienții necesari. Laptele a fost denmit
„alimentul ideal” fiind considerat un component cheie al unei diete sănătoase fiind o
importantă sursă de proteine, minerale, vitamine și energie.
2.3.1 Prote inele din lapte
Laptele are în compozi ție:63-87% apă,4-6%, glucide, principalul glucid din lapte
fiind lac toza, 3,8% ,globule de grăsime, 2,8% micele de cazeină ,0,6%, proteine globulare
ale zerului în special α-lactalbumina și β-lactoglo -bulina ,0,01% ,lipop roteine minerale,
vitamine și celule somatice sub 3% .Din totalul proteinelor, 80% sunt reprezentate de
cazeine și 20% de proteinele din zer (tabelul 3.1 ). Proteinele din zer sunt globulare, având
o proporție mare de structur ă secundară de tip α-helixîn care aminoacizii acizi/bazici
precumși cei hidrofobi/hidrofili sunt distribuiți într -un mod echilibrat de -a lungul lan țului

23polipeptidic. Proteinele din zer majoritare sunt β -lactoglobulina (β -Lg)șiα-lactalbumina
(α-La). Proteinele minoritare din z er sunt: albumină serică bovină (BSA), imunoglobuline,
lactoferină și lactoperoxidaz ă.β-Lg este proteina majoritară din zer, are mai multe variante
genetice dar variantele A și B sunt cele mai r ăspândite la majoritatea raselor de bovine
(tabelul 3.1 ). Varianta de referin ță pentru β-Lg este varianta B, care este formată din 162
de resturi de aminoacizi , cu o masă moleculară de 18,27 kDa. Ca structură prezintă motive
β-sheet, iar structura cuaternară este dependentă de pH mediului. La pH 7 -5,2 β -LG se
prezintă sub forma unui dimer stabil, cu o masă moleculară de 36,7 kDa. La un pH sub 3 și
pH peste 8, β -Lg se află sub formă de monomer iar l a un pH între 5,2 -3,5 se prezint ă sub
formă de octamer i cu o masă moleculară de circa 140 kDa [90].α-LA din punct de vedere
cantitativ este a doua proteină din zer și este sintetizat ă la nivelul glandei mamare. La
nivelul aparatului Golgi din cadrul celulelor epiteliale ale glandei mamare, α-LA
interacționeaz ă cu enzima β-1,4-galactoziltransferaza, part icipând la formarea lactozei din
glucoză și UDP -galactoză [90].
Tabelul 3.1 Fracțiile proteice din lapte
Fracții pr oteiceVariante
geneticeProcent
%pIMasă
moleculară
kDaConținut
în fosfor
%
Cazeine 80 – – 0,9
αs1-cazeină A, B, C, D, E 34 4,92-5,35 23,6 1,1
αs2-cazeină A, B, C, D 8 25,2 1,4
κ-cazeină A, B, C, E 9 5,77-6,07 19 0,2
β-cazeină A1,2,3, B, C, D,E 25 5,20-5,85 24 0,6
γ-cazeină 4 5,8-6,0 12-21 0,1
γ 1-cazeină A1,2,3, B 20,5
γ 2-cazeină A1,2,3, B 11,8
γ 3-cazeină A1,2,3, B 11,6
Proteine din zer 20
β-lactoglobulina A, B, C, D, E,F,G 9 5,35-5,41 18,3
α-lactalbumina A, B, C 4 4,2-4,5 14,2
Albumina serică A 1 5,13 66,3
Imunoglobuline 2
IgG 1 5,5-6,8 162
IgG 2 7,5-8,3 152
IgA 400
IgM 950
Peptone 4 3,3-3,7 4-41
Principala caracteristică a cazeinelor este caracterul lor amfipatic, având atât
proprietăți hidrofile cât și hidrofobe și astfel, aceste proteine în lapte formeaz ă micele

24poroase formate dintr -un număr foarte mare de monomeri. De și micele de cazein ă sunt
mari și a o structur ă fixă, ele prezintă o vastă variabilitate ca dimensiune. Micelele de
dimensiuni mici 25 nm sunt compuse din 450 de subunită ți monomerice iar cele mari de
150 nm con țin peste 10000 de subunit ăți monomerice .Cazeinele au fost definite ca
fosfoproteine ce precipită dinlaptele crud la pH 4,6 la 20 șC [91]. În funcție de mobilitatea
cazeinelor în gel de poliacrilamidă în prezen ță de uree și mercaptoetanol precum și în
funcție de secvența în aminoacizi, acestea au fost împ ărțite în αs1, αs2, βșiκ-cazeine [92].
αs-cazeinele . Varianta B a α s1-cazeinei are o catenă polipeptidică formată din 199
de resturi de aminoacizi, cu o masă moleculară de 23 kDa. Secvența conține 8 resturi de
fosfoserină, 7 fiind localizate în pozițiile de la 43 -80, segment peptidic care mai c onține 12
grupări carboxil provenite de la acidul aspartic și cel glutamic, conferindu -i o polaritate și
o aciditate crescută lanțului peptidic. Doar 30% din lanțul polipeptidic adoptă o structură
regulată datorită prezenței resturilor de prolină care sunt uniform distribuite de -a lungul
lanțului polipeptidic. Resturile de aminoacizi cuprinse între 100 și 199 sunt nepolare, fiind
responsabile de tendința de asociere intercatenare care este limitată de repulsiile induse de
grupările fosfat din prima parte a lanțului polipeptidic. În prezența ionilor de Ca2+, într -o
concentrație similară cu cea din lapte, αs1-cazeina formează o sare insolubilă de calciu. În
cazul variantei A, lipsește segmentul peptidic 14 -26, iar varianta C diferă de B prin
substituția Glu192 cu Gly, iar varianta D are în poziția 53 restul de fosfotreonină substituit
cu un rest de Ala [93].
αs2-cazeina este con stituit ă din 207 resturi de aminoacizi având 25 kDa . Datorită
dispoziției resturilor de aminoacizi are o structură dipolară, în care resturile anionice sunt
distribuite spre capătul N -terminal, iar grupările cationice către regiunea C -terminală. De
asemene a, conține 11 resturi de fosfoserină și două de cisteină implica te în dimerizarea
monomerilor iar î n prezența ionilor de Ca2+, precipită mai ușor decât αs1-cazeina [93].
β-cazeinele . Varianta A2 este formată dintr -un lanț polipeptidic de 209 aminoacizi
cu o masă moleculară de 24 kDa . Cele cinci resturi de fosfoserină, ca și restul grupărilor
ionizabile, se află localizate în pozițiile 1 -40. Resturile de aminoacizi din poz ițiile 136 -209
sunt nepolare. Această dispoziție a resturilor de aminoacizi în catena polipeptidică imprimă
macromoleculei o structură amfipatică cu un cap polar și o coadă hidrofobă, ceea ce
explică calitățile acestei proteine de emulgator. Studiile de di croism circular au arătat că β-
cazeinele prezintă 9% α-helix și 25% β-structură pliată, restul moleculei fiind constituită
din elemente de structură nerepetitivă. La creșterea temperaturii, procentul de β-structură
pliată crește. Asocierea β-cazeinelor înt re ele este un proces endotermic. Ca și αs1-cazeina,

25nu conține resturi de cisteină și precipită în prezența ionilor de Ca2+, într -o concentrație
similară cu cea din lapte, însă la temperaturi sub 1 ˚C, sarea de calciu a β-cazeinelor este
solubilă [68].
κ-cazeinele . Varianta B este formată din 169 resturi de aminoacizi cu o masă
moleculară de 18 kDa. Monomerul conține un rest de fosfoserină și două resturi de
cisteină. În mod no rmal, κ -cazeina se află sub formă de trimer sau de oligomer, stabilizați
de punți disulfurice. Proteina conține cantități variabile de glucide: 1% galactoză, 1,2%
galactozamină și 2,4 % acid N -acetil neuraminic care sunt legate de lanțul polipeptidic prin
resturile de treonină 131, 133 și 135. κ-cazeinele sunt principalele cazeine care rămân
solubile în prezența ionilor de Ca2+. Agregarea cazeinelor α s1 șiβ cu κ -cazeinele previne
coagularea acestora în prezența ionilor de Ca2+. Această proprietate este imp licată în
menținerea stabilității complexelor și micelelor cazeinice din lapte. Chimozina sau renina
taie selectiv lanțul polipeptidic al κ-cazeinelor între Phe 105 și Met 106, în două
fragmente: para -κ-cazeina și o glicopeptidă. Această glicopeptidă este solubilă, în timp ce
para-κ-cazeina în prezența ionilor de Ca2+ devine insolubilă. Astfel, în prezența reninei
para-κ-cazeinele își pierd proprietățile protectoare, iar complexele și micelele cazeinice
coagulează și se formează laptele acru. Partea glucidi că a κ-cazeinelor se pare că nu
influențează activitatea reninei, nici stabilitatea proteinei, însă se pare că este implicată în
stabilizarea agregatelor și micelelor cazeinice în prezența ionilor de Ca2+ din lapte și
depinde de compoziția acesteia în gluc ide[68].
γ-cazeinele . Fracția γ-cazeinelor este formată, în principal, de fragmente de αs1-
cazeine.
Raportul molar al principalelor cazeine din lapte α s1/β+γ/κ/α s2este: 8/8/ 3/2.
Resturile de acid fosforic din cadrul cazeinelor apar în două tipuri de secvențe: PSer -X-Glu
sau PSer -X-PSer, în care X poate fi oricare dintre aminoacizi, incluzând fosfoserină și acid
glutamic. Aceste secvențe probabil sunt situsuri de recunoaștere pentru kinazele
responsabile de fosforilarea acestor proteine [93].
Din totalul fracției cazeinice din lapte, doar 10% se află sub formă de monomeri,
majoritatea cazeinelor aflându -se sub formă agregată de complexe și micele. Agregarea
cazeinelor este influențată de u n număr de parametri (figura 3. 1.) și este avantajată de
faptul că acestea au un procent mic de structură terțiară [68].
Micele Complexe Monomeri
T fosfat citratT fosfat citrat
T fosfat citratT fosfat citrat


    


    


  
  
, , , Ca,H, , , Ca,H
, , , Ca,H, , , Ca,H
22
22

26Figura 3.1. Echilibrul dintre monomeri, comple xe cazeinice și micele
Prin dializa complexelor cazeinice față de o soluție ce conține un agent chelatant,
echilibrul se deplasează spre formarea monomerilor, însă dacă dializa se face față de o
soluție concentrată de ioni de Ca2+, echilibrul se deplasează spre formarea micelelor.
Diametrul micelelor din lapte variază de la 50 la 300 nm având o masă moleculară de 104-
106 kDa, ceea ce corespunde la medie de ~25.000 de monomeri/micelă. Cazeinele au un
diametru ma i mic decât globulele lipidice de 0,1 -10 μm . Mi celele au următoarea
compoziție: 93,2% cazeine, 2,9% Ca+2, 0,1% Mg2+, 0,1% Na+, 0,3% K, 2,3% fosfat
organic, 2,9% fosfat anorganic și 0,4% citrat [94]. Micelele nu sunt foarte strâns
împachetate, au pori, sunt puternic solvatate având 1,9 g apă /g proteină) și din această
cauză au densități variabile. Monomerii sunt asociați prin interacții hidrofobe, care sunt
minime la temperaturi de sub 5 ˚C, prin interac ții electrostatice datorate punților pe care
ionii de calciu și fosfatul de calciu le realizează cu resturile de fosfoserină și cu cele de
acid glutamic, precum și prin le gături de hidrogen. Submicelele sunt formate din circa 30
de monomeri diferiți, care sunt agregate în micele prin punți ionice formate cu fosfatul de
calciu. Există două tipuri de submicele: unul care are în constituție κ-cazeină și altul în care
lipsește această cazeină. Moleculele de κ-cazeină sunt distribuite la suprafața submicelelor,
cu capătul hidrofilic C -terminal în afară îmbrăcând agregatele ca niște fire de păr,
prevenind alte agregări. Astfel, agregarea submicelelor are loc până când întreaga sup rafață
a micelelor formate este acoperită de cozile hidrofile ale κ-cazeinelor la distanțe de circa 5
nm[91].
Micelele sunt destabilizate de acțiunea reninei care atacă κ-cazeinele , eliberând
capătul C -terminal începând de la aminoacidul 106 la 169 sub forma unei glicopeptide
solubile, eliminând în același timp și repulsiile electrostatice dintre micele. Micelele para-
cazeinice rămase formează, în primă fază, agregate mai mici cu formă neregulată și
alungită, care ulterior se asamblează într -o structură tridimensională, transformâdu -se într –
un gel cu diametrul porilor de câțiva μm. Globulele lipidice se potrivesc în acești pori și
sunt incluse în gel. Are loc astfel stabilirea unui echilibru dinamic dintre monomeri și
submicele, între fosfatul de calciu legat și nelegat, precum și între submicele și micele.
Rata de formare a gelului crește cu temperatura, fiind mică la 25 ˚C. For țele care conduc la
formarea gelului sunt cele hidrofobe, datorită suprafeței hidrofobe a para -cazeinelor ce
îmbracă micelele. De asemenea, și alți factori intevin în formarea gelului care sunt

27dependenți de temperatură, ca legarea ionilor de calciu și a β-cazeinelor la suprafața
micelelor, precum și modificarea solubilității fosfatului de calciu coloidal [95].
Coagularea cazeinelor cauzată de intera cțiile hidrofobe are loc și în mediu acid,
fiind dependentă de temperatură și de pH -ul mediului. Astfel, la 25 ˚C, rata coagul ării
urmează o curbă gaussiană cu un maxim la pH 4,4, pI al cazeinatului de calciu. Cu
scăderea temperaturii, maximul se mută către valori de pH mai mici, sub 4, iar la creșterea
temperaturii, la valori mai mari. Datorită acidifierii mediului, structura micelelor se
modifică datorită migrării fosfatului de calciu și a unor monomeri cazeinici. Are loc
scăderea repulsiilor electrostatic e dintre micele, monomerii cazeinici solubili se asociază
cu micelele și ia naștere un gel stabil, rigid care nu suferă procesul de sinereză, ca în cazul
obținerii iaurtului. La obținerea iaurtulu i contribuie și β-Lg, care este denaturată prin
tratament te rmic la un pH apropiat de pI și care formează punți disulfurice cu κ-cazeinele
[96].
Proprietățiile micelelor de cazein ăși a proteinelor din zer determin ă
comportamentul laptelui din timpul procesării lui termice precum pasteurizarea,
sterilizarea, condensarea, etc. Comportamentul laptelui la procesarea termică se datorează
structurii ace stor proteine și modific ărilor structurale care apar în urma procesării. Astfel,
înțelegerea structurii proteinelor din lapte cât și a modific ărilor care apar în condi țiile
procesării este importantă pentru industria procesării laptelui și pentru controlul și
siguranța alimentelor.
2.3.2 Modificarea proteinelor din lapte în urma procesării termice
Durata scurtă de depozitare a laptelui pasteurizat a dus la dezvoltarea tehnicii de
tratare la temperatură ultra -înaltă (UHT) a laptelui. Acest mod de a trata t ermic laptele a
fost acceptat pe scară largă în multe țări. Cu toate acestea, în unele zone, consumatorii nu
au acceptat laptele tratat UHT, din cauza gustului produsului. În consecin ță, necesitatea de
a se extinde durata de depozitare a laptelui pasteuriz at, fără modificarea aromei, asociată în
mod normal cu UHT, a dus la dezvoltarea unor tehinci de tratare termică a produselor
lactate care să aibă cu un gust similar laptelui pasteurizat, dar cu o perioadă de valabilitate
extinsă. Metodele utilizate în pre zent pentru a cre ște durata de depozitare a laptelui sunt
microfiltrarea , tratament ul termic direct (127 ° C, timp de 2 -3 s), cum ar fi injec țiaîn care
aburul aflat la o presiune înaltă este injectat în lichid sau infuzarea în care laptele este
pompat pri ntr-o duză într -o cameră cu abur de înaltă presiune la o concentra ție relativ
scăzută, asigurând o suprafa ță de contact mare sau tratamentul termic indirect pe bază de
schimbători de căldură (125 ° C, timp de 2 s) [97]. Cu toate acestea, tratamentele termice

28cauzează o pierdere semnificativă a calită țiiorganoleptice și nutriționale a laptelui cum ar
fidistrugerea vitaminelor, precipitarea fosfatului de calciu, denaturarea proteinel or din zer,
și reacția Maillard [98]. Mai mult, este posibilă o precipitare nedorită a proteinelor
denaturate și a mineralelor pe pereții schimb ători de căldură din cadrul instala țiilor de
tratare termică a laptelui .
Pentru a cuantifica impactul proceselor termice asupra laptelui, integrato rii de tipul
timp și de temperatur ă (TTIs) pot fi utiliza ți pentru evaluarea modific ărilor componentelor
laptelui datorate temperaturii. Mai mul ți compuși din lapte au fost propuși ca potențiali
markeri TTIs pentru evaluarea tratamentului termic al laptelu i cum ar fi fosfataza alcalină
și lactoperoxidaza, p roteina din zer β -Lg,HMF, lact uloza și furozina . Astfel, tipul I de
reacții ce includ denaturarea, degradarea și inactivarea co mponentelor labile la căldură în
principal proteinele din zer, enzimele șivitaminele sunt indicatori mai adecva ți pentru
evaluarea tratamentelor la temperaturi mai mici, în timp ce reac țile de tipul II ce includ
formarea unor compu și care nu sunt prezenți în laptele neprelucrat termic de exem plu,
lactuloza, HMF și furozina sunt markeri sunt mai eficienti pentru evaluarea proceselor care
implică temperaturi ridicate [99].Determinarea cantitativă a β-Lg, fracția sol ubilă a fost
propusă pentru a face distincția între diferitele categorii de lapte tratat termic. Astfel,
Federația Internațional ă a lactatelor a permis un con ținut minim de 2600 mg/ L pentru lapte
pasteurizat, de 2000 mg/L pentru laptele înalt pasteurizat, și de 50 mg/L pe ntru laptele
UHT. În plus, furoz ina a fost propusă la rândul său ca un indicator util pentru schimbările
induse de tratamentele termice în produsele lactate. Un con ținut de furosin ă de 8 mg/100 g
proteină a fost sugerat ca limită superioară pentru pasteurizare, de 20 mg/100 g proteine
pentru pasteurizarea ridicată, și de 250 mg/100 g proteine pentru procesarea UHT . În
prezent, în Europa, în lipsa limitelor obligatorii în ceea ce prive ște modific ările induse de
tratamentul termic al laptelui se recomandă să nu fie depă șite urm ătoarele limite ale
biomarkerilor tratamentului termic astfel: β-Lg> 1800 mg/L; furosina <12 mg /100 g
proteină și lactuloz ă < 30 mg/L, reglementări care sunt luate în conside rare de unele firme
producătoare, dar ignorate de autorită țile de control [98].
Proteinele globulare din lapte, cele prezente în zer sunt cele mai suscep tibile la
denaturarea termică. Rezisten ța la denaturarea termic ă a proteinelo r din zer scade în
ordinea: α -La>β-Lg>BSA>Ig .Astfel, tratamentul laptelui la 70șC pentru 30 minute
conduce la denaturarea a 90% Ig , 50% BSA, 30% β-Lgși 5% α-La. În cazul tratam entului
UHT indirect (145șC, 3s) 62 -68% din proteinele globulare sunt denaturate, în cazul
tratamentului UHT direct (142șC, 3s), 51 -54% din proteinele globulare sunt denaturate, în

29cazul metodei HTST ( high-temperature –short -time, 90șC, 30 s), 30 -36% din pr oteinele
globulare sunt denaturate iar în cazul pasteurizării (63șC, 30 min), 20 -30% din proteinele
globulare sunt denaturate [100].
Denaturarea proteinelor din zer este influen țată de pH, concentra ția ionilor de calciu
șide a glucidelor. În zer, la pH neutru sau slab acalin, între proteinele denaturate termic
punțile disulfurice se reorganizeaz ă, formându -se punți disulfurice între α-La, β -Lgși BSA
ceea ce conduce la formarea de agregate proteice cu mase moleculare mari. Între aceste
agregate au loc interac ții necovalente puternice ce conduc în final la precipitarea
proteinelor. La pH acid, sub 3,7 proteinele din zer nu agregă datori tă repulsiilor
electrostatice ce nu permit formarea de pun ți disulfurice. Ad ăugarea zaharozei, lactozei sau
a unor monoglucide în zer stabilizează proteinele reducând precipitarea lor în cazul
tratamentului termic [101].
Se consideră că frac ția cazeinelor este extrem de termostabil ă, însă stabilitatea
termică a cazeinelor se referă la rezisten ța acestora la precipitare termic ă. De fapt, structura
micelară este destul de sensibilă la schimbările de mediu, precum t emperatura, schimbări
care conduc la modificări structurale ireversibile. Tratamentul termic al laptelui conduce la
interacții dintre proteinele globulare denaturate și structura micelelor de cazein ă.
Interacțiile au loc în special între β-Lg denaturată și κ-cazeină de tipul pun ților disul furice
la care participă șiα-La, fiind localizate la suprafa ță micelelor conducând la cre șterea
dimensiunilor micelelor [90].
Cele mai importante modificări ale structurii proteinelor induse de tratamentul
termicși/sau de un pH alcalin sunt: racemizarea resturilor de aminoacizi, înrețelarea
(cross -link-area) lanțurulor polipeptice, și modificarea în special a resturilor de lizi năși
arginină datorate reac ției Maillard [100].Resturile de aminoacizi ai cazeinelor sunt mult
mai sus ceptibile la racemizare. Ordinea resturilor de aminoacizi susceptibili la reac ția de
racemizare este următoarea: Cys, Ser, Asp > Thr, Met, Phe>Glu, Tyr, Lys, Ala>Val, Leu,
Ile, Pro [90].Racemizarea resturilor de aminoacizi favorizează reac ția de β-eliminare a
grupărilor -SH ale Cys, grupărilor fosfat și-OH ale Ser, fiind o sursă de resturi de
dehidroalanină în cazeine. Aceste resturi vinil sunt reactive atacând grupările ε-amino ale
Lys și-SH ale Cys conducând la înre țelarea lanțurilor peptidice de tipul lizinoalanil și
lantionil [102].
În timpul procesării termice a laptelui, lactoza izomerizează în lactuloză iar gradul
de transformare este un indicator al procesării termice al laptelui. Astfel, con ținutul de

30lactuloză în laptele tratat UHT este de 10 -51 mg/100 ml iar în cel HTST este de 87 -137
mg/ml [103].
Tratamentul laptelui la temperaturi înalte necesar decontaminării microbiologice a
acestuiași pentru obținerea laptelui praf, condensat și a formulelor pentru bebeluși
conduce la scăderea valorii nutritive și la formarea unor compuși cu efecte nedorite a supra
sănătății. Majoritatea acestor modific ări sunt datorate reac ției Maillard care este favorizat ă
de pHși compoziția laptelui și anume de concentrațiile mai de lactoz ăși lactuloz ă pe e o
parte și a resturilor de aminoacizi precum Lys și Arg de la nive lul proteinelor din lapte. În
general, în cazul laptelui tratat termic, reac ția Maillard este r ăspunzătoare de formarea unor
compu și volatili ce modific ă gustul și aroma laptelui, de modificarea culorii c ătre brun, de
scăderea pH -ului, de apari ția unor om puși cu efect posibil mutag, alergen și inflamator și
de scăderea biodisponibilită ții resturilor de Lys, precum și a digestibilit ății proteinelor din
lapte [102].
DACA MAI E NEVOIE TRADUS INTRODUCERE ARTICOL

31CAPITOLUL 3
COMPU ȘII AGEs EXOGENI ȘI ACTIVREA
RECEPTORULUI RAGE -FACTORI DE RISC ÎN
INDUCEREA INFLAMA ȚIEI ȘI A MALADIILOR
ASOCIATE
Cu mult timp înainte de a li se atribui un rol biologic compușilor AGE s, se cunoștea
că aceștia pot lua naștere prin prelucrarea termică a materiei prime în vederea obținerii
alimentelor, urmând reacția Maillard [1,104]. În urmă cu 4 5 de ani, V.C. Sgarbieri și
colaboratorii au determinat că 10 % din totalul compușiilor AGE ingerați sub formă de
alimente se absorb la nivelul intestinului subțire, proces denumit biodisponibilitate orală a
compușiilor AGE s[105]. Din păcate, la acea vreme, influxul compușilor AGE s exogeni
din alimente, nu a fost considerat a fi o potențială sursă de compuș i toxici pentru
organismul uman. Mai târziu, s -a demonstrat că acești produși scad valoarea nutrițională a
proteinelor alimentare [106,107].
Beneficiind de noi metodologii de investigare a compușiilor AGEs și a
intermediarilor lor reactivi, biodisponibilitatea, cinetica, eliminarea pe cale renală și rolul
jucat în organism de către compușii AGEs pr oveniți din dietă au fost reconsiderate și
reevaluate în cazul persoanelor sănătoase, a paciențiilor cu diabet, a paciențiilor cu
complicații renale și a modelelor animale [34,36,108-111].
Astfel, toxinele numite generic compuș i AGE s, se adsorb în corp prin consumarea
cărnii preparată prin frigere, prăj ire, la gretar, la cuptor, a brânzeturilor, a produselor
animale grase, a produselor de tip fast -food, a cipsurilor, a cerealelor sau a produselor
supuse pasteurizării și sterilizării. Într -un studiu relativ recent se propune ca o dată cu
valoarea energeti căa produsului alimentar, pe pachete să fie specificată și cantitatea de
compuși AGEs conținută/100g, deoarece aceste toxine sunt corelate cu inflamații, cu

32rezistența la insulină, cu bol i vasculare și renale, cu boala Alzheimer precum șicucancere
iar consumatorii trebuie să fie corect informați [112].
3.1 Compu șii AGEs exogeni proveniți din diet ă
Produșii AGEs proveniți din diet ă precum și cei formați intra -și extracelular
contribuie la acumularea acestor compu și la nivelul țesuturilor contribuind și favorizând
apariția și progresia complicațiilor diabetului [113]darși a cancerelor în special a celor de
colon [114].Studiile pe subiec ți umani ș i cele pe animale au demonstrat că aproximativ
10% din AGEs din dietă de la o masă pot fi absorbite în circula ție, dintre care dou ă treimi
rămân în organism timp de 72 de ore, suficient de mult pentru a promova stress oxidativ,
formarea de noi compu și AGEsși lezarea țesuturilor [36,37]. În cazul subiec ții sănăto și,
aportul zilnic de AGE în timpul meselor obi șnuite este estimat a fi excesiv dincolo de un
nivel compatibil cu niveluri scăzute ale markerilor inflamatorii. Dietele bogate în AGEs
sau sărace în ace ști compuși au fost definite în funcție de aportul de AGEs al dietei pe zi.
Astfel, dacă este depă șită valoarea de 15.000 AGE kU / zi, care reprezintă valoarea medie
a aportului de AGEs al alimenta ției unui om s ănătos pentru o zi, se consid eră o dietă cu un
nivel ridicat de AGEs [45].Acest lucru este în m are parte atribuit faptului că cele mai
favorizate metode de preparare a alimentelor promovează formarea AGEs.
Consumul de alimente bogate în AGEs poate provoca o presiune asupra întregului
organism și, eventual, o epuizare a ap ărării antioxidante native, stabilind condițiile propice
de apariție a bolilor de nutiție și metabolism precum și a cancerelor . Un compromis
prematur sau altfel spus o incapacitate de apărare antioxidantă înnăscută poate explica
faptul că nivelurile serice ridicate de AGEs la mamă s unt strâns corelate cu cele ale nou –
născuților. Mai mult decât atât, nivelurile AGEs serice ridicate la mam ă prezic niveluri mai
mari de insulină plasmatică dar niveluri scăzute ale adiponectinei în primul an de via ță,
factori care pot pre -condiționa sugar ii, cu sau fără predispozi ție genetic ă la diabet și alte
maladii [115].
Până nu demult, prezența compușiilor AGE s în alimentele tratate termic a fost
neglijată, dar o dată cu creșterea sensibilității metodelor de analiză, din ce în ce mai multe
studii aduc dovezi în acest sens însă la ora actuală nu există o metodă unică și pe deplin
agreată de determinare a compu șiilor AGEs în alimente, cele mai utilizate metode fiind
ELISA și LC -MS[59]. Unele studii s -au axat pe de terminarea fluorescenței compușilor
AGEs în alimente pe bază de lapte sau cereale și introducerea fluorescenței ca marker în
evaluarea calității alimentelor [116-118]. Un alt compus AGEs propus ca marker al calității

33/toxicității alimentelor a fost CML. Acest compus a putut fi cuantificat în diferite produse
lactate cu ajutorul cromatografiei de fază inversă, RF -HPLC cuplată cu derivatizarea cu o –
ftalaldehidă a probelor înainte de injecție. Astfel cea mai mare cantitate de CML a fost
determinată la brânzeturi fiind de 1016 mg/ kg proteină, în laptele praf de 1691 mg/kg
proteină, în laptele condensat de 613 mg/kg proteină și în lapte cu cacao de 413 mg/kg
protei nă[119].Cantitatea de CML a unui anumit tip de produs poate cre ște pân ă la de 200
de ori prin creșterea temperaturii și condițiilor de preparare termic ă a produsului. Utilizând
UHPLC s -a observat că nivelul CML din diverse tipuri de alimente variază într -o gamă
largă de la 0,35 -0,37 mg/kg de lapte degresat pasteurizat la 11 mg/kg pentru carnea de vită
prăjită până la 37 mg/kg de coajă de pâine albă [120].Cu ajutorul tehnicii ELISA cu
anticorpi monoclonali anti -CML s -au testate peste 250 de alim ente pentru a li se determina
conținutul în CML și pentru a observa influența diferitele moduri de pregătire a mâncării
asupra cantității de compuși AGE s din alimente . Acest studiu a arătat că cea mai mare
cantitate de CM Lși anume de 100 kU/g o au aliment ele cu un conținut ridicat de lipide,
urmea ză alimentele pe bază de carne cu 43 kU/g , iar cea mai mică cantitate de CML a fost
determinată în alimentele bogate în glucide și cu un conț inut foarte scăzut de proteine cu
3,4 kU/g [108]. Prin pre gătirea cărnii la gratar la o temperatură de 225 ˚Cși prin frigere la
177˚C se formează cea mai mare cantitate de compuși AGE s, deci temperatura, timpul de
expunere și umiditatea sunt factori esențiali în formarea compușiilor AGE s.În plus, s -a
observat că o influen ță asupra cantită ții de AGEs formați în timpul proces ării termice a
materiilor pri me o are și tipul de carne, cea mai mare cantitate de AGEs fiind determinată
în carnea de vită și de pas ăre urmată de cea de porc și de pe ște[59].Prin cuantificarea
CML di n alimente prin gaz cromatografie cu plată cu spectrometria de masă, GC -MS s -a
constatat că această metodă și ELISA dau rezultate similare cu privire la nivelul CML din
alimentele lichide, în schimb în cazul alimentelor solide apar divergențe [33]. Îngrijorător
este faptul că formulele de cre ștere pentru bebeluși bazate pe lapte praf au un conținut de
70 de ori mai mare decât al laptelui matern, iar în plasma sugarilor hrăni ți cu formule de
creștere s -au depistat cantită ți mult mai mari ale CML faț ă de cei hrăni ți la sân [121].
Unul din primele studii care au eviden țiat c ă o parte din compu șii AGEs ingerați
proveniți din alimente r ămân adsorbi ți la nivelul organismului a fost coordonat de H.
Vlassara, H. Astfel, b iodisponibilitatea, reactivitatea și cinetica eliminării pe cale renală a
compușiilor AGEs proveniți din dieta zilnică au fost evaluate la nivelul unor grupuri de
pacienți cu diabet cu sau fără complicații renale precum și desubiecți sănătoși. Aceștia au
urmat două tipuri de dietă pe bază de albuș de ou cu sau fără adaus de fructoză preparat

34prin încălzire 3 ore la o temperatură de 90˚C. Cu ajutorul tehnici ELISA cu anticorpi anti –
AGE s s-a determinat că dieta pe bază de albuș de ou și fructoză avea un conținut de 200 de
ori mai mare în compuși AGE s, dietă denumită în continuare H – AGEs, fa ță de cea
prepara tă fără fructoză, dietă L – AGEs (Koschinsky, He et al. 1997) . Dieta H –AGE față
de cea L – AGEs a indus o creștere semnificativă a compușiilor AGE s în ser și în urină,
direct proporțională cu cantitatea ingerată, lăsând nemodificată glicemia. Nivelul
compușiilor AGEs din ser crește după 2 ore de la ingerarea alimentelor, atingând un nivel
maxim după 4 -6 ore. Nivelul de bază este atins după 18 -20 de ore la subiecții sănătoși,
după 36 -48 de ore la cei cu diabet cu ma croalbuminurie și peste 48 de ore la cei cu
complicații renale severe. Mai mult, s -a determinat că la persoanele sănătoase, timp de 48
de ore, doar 30 % din cantitatea de AGEs adsorbită din alimente este eliminată în urină și
doar 5 % la persoane cu compli cații renale (Koschinsky, He et al. 1997) .
Absorbția și excreția compușiilor AGEs la nivel renal depinde de tipul de diet ă, de
cantitățiile și de tipul compuși lor ingera ți precum și de prezența diverselor patologii l a
nivelul diferitelor organe. Într -un studiu întreprins pe șobolani, c ărora li s -aadministrat
prin gavaj cazeină -lizinoalanină, cazeină -Nε-fructozlizină și cazein ă-CML a eviden țiat c ă
rinichiul este principalul organ unde se acumulează AGEs iar procentul de excreție al
compușiilor mai sus menționați a fost de: 5,6, 5,2 și respectiv 29% [122].
Grupul de studiu coordonat de Vlassara și-a continuat cercetările demons trând rolul
compușilor AGEs proveniți din dietă în activarea mediatorilor implicați în procesul
inflamator (Vlassara, Cai et al. 2002) . Pacienții diabetici au fos împ ărțiți în dou ă grupuri,
un grup a urmat o dietă bogată în AG Es (H-AGE s) iar celălalt grup a urmat o dietă cu un
conținut de 5 ori mai mic în compuși AGEs (L -AGE s),având acela și conținut de proteine,
lipide și glucide la 100 de grame de produs. După 2 săptămâni, în cazul pacienților ce au
urmat dieta H -AGE s nivelul comp ușilor AGE s din plasmă a crescu cu 64,5% și a scăzut cu
30 % la cei ce au urmat dieta L -AGEs după două săptămâni de tratament. E xpresia TNF -α
la nivel de ARNm a fost cu 40 % mai mare în cazul grupului ce a urmat dieta H -AGE s,
față de grupul L -AGE s la car enivelul VCAM -1 a scăzul cu 50 %. Mai mult, după 6
săptămâni de dietă, față de nivelul de bază, proteina C -reactivă a crescut cu 35 % în cazul
paciențiilor ce au urmat dieta H -AGE și a scăzut cu 20 % în cazul dietei L -AGE; TNF -α de
la nivelul monocitelor din sângele periferic a crescut cu 86,3 % cu dieta H -AGE și s -a
redus cu 20 % în cazul dietei L -AGE (Vlassara, Cai et al. 2002) . Astfel, reducerea
nivelului de compuși AGE ingerați, poate inhiba expresia moleculelor inflamatorii,
reducând ris cul apariției complica țiilor asociate cu inflamația . Nivelul acestor mediatori a

35fost evaluat într -un alt studiu care a vizat pacien ți nediabetici dar cu nefropatii severe ce
necesitau dializă care au fost supu și unor diete de tipul H -AGE s și L-AGE s.Astfel, d upă o
lună de dietă, în cazul pacien ților ce au urmat dieta H -AGE nivelul plasmatic al CML și
MGO a crescut cu 25 % , VCAM -1 a crescut cu 15% iar TNF -αa scăzut cu 43 %
comparativ cu nivelele înregistrate în cazul pacin ților ce au urmat diet a L-AGEs. (Peppa,
Uribarri et al. 2004) .
Efectul compuș iilor AGEs din dietă a fost studiat și în cazul pacien ților cu diabet de
tip 2 având ca țintă funcția vasculară (Negrean, Stirban et al. 2007) câtși țesutul adipocitar
(Stirban, Negrean et al. 2008) . Pacienții au fost împ ărțiți în dou ă grupuri de studiu, unul
urmând o dietă cu un conținut ridicat în AGEs, H -AGE (15100 kU AGE/g) și cel de al
doile grup cu un conținut scăzut în AGEs, L -AGE (2750 kU /g), având la bază același tip
de alimente, dar modul de preparare în ceea ce privește temperatura și timpul de expunere
fiind diferite. Efectul nivelului compușiilor AGEs exogeni asupra macrovasculaturii a fost
investigat prin dilatare mediată de flux, F MD iar asupra microvasculaturii prin LDF
(Laser -Doppler Flowmetry) din două în două ore după fiecare masă. Față de nivelul de
bază, în cazul pacienților cu dietă H -AGE s,FMD a scăzut scade cu 36,2% iar LDF cu 67,2
%. În plus, s -a constatat o creștere a con centrației compușilor AGE s din ser, a mark erilor
disfuncției endoteliale E -selectină, VCAM -1 și ICAM -1 și a stresului oxidativ (Negrean,
Stirban et al. 2007) . În cel de al doilea studiu, în a 4 zi și în a 6 zi după două ore de la
ingerare alimentelor H -AGE s -a detectat o scădere cu 10 % a adiponectinei și cu 22 % a
leptinei precum și o creștere semnificativă a VCAM -1 față de nivelul de bază. În cazul
dietei L -AGE nu au fost semnalate aceste modificări. După 4 ore, de la o masă bogată în
AGEs, se observă o creștere de 20 % a MGO seric și cu 54 % a E – selectinei. Creșterea
AGEs în urină apare doar în cazul dietei H -AGE iar nivelul glicemiei, insulinei și
triacilglicerolilor nu se modifică în funcție de dietă (Stirban, Negrean et al. 2008) .
3.2. RAGE un receptor multiligand
3.3 Activarea receptorului RAGE și inflamația
Receptorul compu șiilor de glicare avansata (RAGE), descris pentru prima oară în
1992, este o proteină transmembrană capabilă să lege o multitudine de liganzi, membru al
familiei de proteine imunoglobulinice. Ativarea RAGE induce la rândul său declan șarea

36unor multiple căi de semnalizare intracelulară implicate în mecanismul apari ției și
perpetuării inflama ției asociate diabetului, cancerului, insuficienței renale și cardiace,
precum și bolilor neurodegenerative. Deși expresia RAGE a fost raportat ă pe larg în multe
tipuri de cancer, acum apar ca un element relevant care poate continuu alim enta mediul
inflamator la nivelul micromediul tumoral, modificând astfel percep ția noastr ă asupra
contribuției sale la biologia cancerului. În aceast subcapitol vom discuta rolul multiligand
al RAGE cât și axa RAGE, în special în cazul micromediul tumoral inflamator. O mai
bună înțelegere a contribuției sale poate oferi noi ținte pentru gestionarea tumorilor și
evaluarea riscurilor.
În secolul al XIX -lea, Rudolph Virchow a lansat prima idee despre o legătură
presupusă între inflama ție și cancer. In prezent , numeroase cercetări pe acest subiect au
adus un număr tot mai mare de dovezi ca re susțin contribuția inflamației cronice la
dezvoltarea afec țiunilor maligne, precum și asocierea pozitiv ă între utilizarea agen ților
antiinflamatori nesteroidieni și protecț ia împotriva formării di feritelor tipuri de tumori
[123,124].Se estim ează că aproape 25% din toate cazurile de cancer sunt cumva asociate
cu infecție cronic ăși inflamație [125]. În concordan ță cu anumite dovezi derivate atât din
studii epidemiologice, cât și din studii clinice s – a arătat că carcinogeneza specifică
organelor este legată de dezvoltarea unui mediu cronic local inflamator, după cum s -a
raportat în cazul inflama ției gastrice indus ă de Helicobacter pylori și apariția cancerului
gastric sau a limfomului mucoasei gastrice, a prostatitei și a cancerul de prostat ă, bo ala
inflamatorie intestinală și cancerul de colon, colecistit ă cronică și carcinom vezical biliar,
doar ca s ă menționăm câteva exemple [126].
La această oră, prezen ța elementelor inflamatorii la nivelul micromediului
țesuturilor neoplazice este unanim acceptat ă, incluzând infiltrarea leucocitelor și a unei
multitudini de molecule inflamator ii de semnalizare care pot favoriza dezvoltarea tumorală
și metastazarea [127].Totuși, baza molecular ă a asocierii dintre inflama ție și cancer
rămâne încă o problemă încă o problemă pu țin înțeleas ă, în ciuda progreselor considerabile
obținute în ultimii ani.
În ultimii ani, asocierea dintre expres ia receptorului RAGE și cancer a fost bine
documentată, după cum sa raportat în cazul cancerelor gastr ice, mamare, de prostată,
pulmonare, colorectal de pancreas și ficat [123,128-130]. Cu toate acestea, contribuția
RAGE la biologia cancerului pare să fie mai mult una func țional ă decât sa crezut ini țial,
deoarece s -a constatat că în căile de semnalizare asociate cu inflama ția RAGE reprezint ă

37un element capabil să alimenteze continuu un mediu inflamator la nivelul micro -mediului
tumoral [39].
Mulți liganzi RAGE sunt exprimați și secretați de celulele canceroase, p recum și
de multe tipuri de celule din micromediul tumoral, incluzând fibroblastele, leucocitele și
celulele vasculare. Ace ști liganzi interacționeaz ă atât în mod autocrine cât și paracrine,
promovând proliferarea celulelor, invazia celulară, angiogeneza și metastazarea. În plus,
tumorile prezintă în principal un metabolism anaerob și prezint ă o rată mai ridicată de
absorbție a glucozei și a glicolizei [131]. O consecin ță a exacerbării glicolizei este
formarea compu șilor de glicare intermediari reactivi precum MGO care atacă p roteinele
conducând în final la formarea AGEs.
Perpetuarea inflama ției la nivelul micromediul tumoral
O consecin ță importantă a legării ligandului la receptorul RAGE este activarea
multiple lor căi de semnalizare (Figura ), incluzând speciile de oxigen rea ctive (ROS),
protei n kinazele mitogen -activatate p21ras, erk1 / 2 (p44 / p42), p38 și SAPK / JNK,
rhoGTPazele, fosfoinozitol -3 kinaza (PI3K) și calea JAK / STAT, cu consecințe
inflamatorii importante în aval, cum ar fi activarea factorului nuclear -kappa B (NF-κB),
AP-1și Stat -3[132,133].În prezent, rolul activării NF -kB ca legătură moleculară între
inflamație și cancer este bine documentat, favorizând inducerea mai multor gene
proinflamatorii nu numai în celulele tumorale, ci și în celulele asociate tumorilor, precum
și în țesuturile gazd ă limitrofe [134]. În acest context, activarea NF -kB promovează
transactivarea genelor proinflamatoare țintă, cum ar fi COX -2, iNOS, TNF -a, IL -1și IL -6,
precum și semnale antiapoptotice (XIAP, BcL -2 BcL -X ) și factori proangiogeni ci
(VEGF), reducând reglarea genelor care promovează apoptoza (p53, Bax și Bad) [135,
136].NF-κB este controlat stri ct pe baza unui echilibru între ac tivatori precum liganzi i
receptorului RAGE, citokine proinflamatorii, recept ori asemănători cu Toll (TLRs) și
inhibitori cum ar fi Toll IL -1R8, un membr u al familiei receptorilor IL -1.Deoarece
angajarea RAGE declan șează o perioadă sus ținută de activare ce lulară și amplificare a
semnalelor inflamatorii, este tentant să se speculeze că RAGE poate func ționa prin
controlul unui echilibru diferen țial între activatori și inhibitori, în loc s ă declan șeze numai
semnale de activare [137].Hipoxia este o caracteristică comună a micromedi ul tumoral
fiind asociată cu progresia tumorii, agresivitate crescută, poten țial metastatic sporit și
prognostic slab (48). Există un număr tot mai mare de dovezi in vitro șiin vivo care susțin
interconectarea func țional ă dintre NF -κBși HIF -1α (factor -1indus de hipoxie), deoarece
NF-κB este un activator critic al transcrip ție HIF -1α iar activitatea bazal ă a NF -kB este

38necesară ăn vederea acumulării factorului HI F-1αîn condiții de hipoxie [138]. În plus,
creșterea expr esiei RAGE conferă rezisten ța celular ă la hipoxie prin exprimarea unui
fenotip rezistent la hipoxie ca în cazul celulelor din cadr ul carcinomului hepatocitar [114].
De asemenea, hipoxia induce reglarea pozitivă a receptorului chemokinei 4 (CXCR4),
promovând astfel recrutarea și acumularea de macrofage asociate tumorii (TAM) la nivelul
micromediul tumoral [139].
Studii ante rioare au sugerat că AGE s crește semnificativ num ărul de celule în faza
S a ciclului celular și scade procentul celulelor în faza G1 iar targhetarea RAGE cu siRNA
induce stoparea ci clului celular în faza G1. Prin urmare, este p robabil ca interac țiunea
AGE -RAGE să afecteze genele ciclului celular care controlează tranzi ția de faz ă G1 / S
[140].Calea retinoblastomului (Rb) / E2F joacă un rol -cheie în progresia și pro liferarea
ciclului ce lular, Rbfiind un regulator important al tranzi ției de la G1 la faza S a ciclul ui
celular . Prin interac țiunea cu familia E2F a factorilor de transcripție a ciclului celular, Rb
reprima transcrip ția genelor necesare pentru tranziția de la G1 la Sși supri mă proliferarea
celulelor. În plus, anumite substan țe cancerigene promoveaz ă trecerea de la faza G1 la S
prin activarea căii de semnalizare a fosfatidilinozitol 3' -kinazei / Akt (PI3K / Akt) care
controlează proliferarea celulelo rși induce fosforilarea Rb [141].În studiile care
raportează inactivarea func țional ă a Rb în cancerul de prostată, sa sugera t că mutațiile RB1
și expresia Rb redusă facilitează dezvoltarea cancerului de prostată. În plus, modificările
PTEN / PI3K / Akt au fost raportate frecv ent în cancerul de prostată, incluzând pierderea
PTEN [18 -20]și activarea aberant ă a căii d e semnalizare PI3K / Akt [142].

39
Figura . Căile de semnalizare depen dente de RAGE. Ligarea RAGE ini țiază o serie de
evenimente de semnalizare celulară, cum ar fi producerea de ROS și activarea mai multor
kinaze, care conduc la diferite consecin țe inflamatorii, cum ar fi activarea NF -kB, AP -1și
Stat-3.Convergen ța între ca scadelor de semnalizare RAGE și TLR (2/4), când sunt
activate de HMGB1 (High mobility group box 1 , amfoterină) .Având funcții comune, TLR
și RAGE pot cooperează pentru a întări răspunsul inflamator prin recrutarea și / sau
asamblarea homo -și hetero -oligom erilor; abrevieri utilizate: Akt, membru al familiei
serin -treonin kinazei; AP -1, proteina activator 1; Cdc 42, proteina de contro al diviziunii
celulare 42; Erk1 / 2, kinazele 1/2 reglate de semnal extracelular; IRAK, kinazele asociate
cu IL -1R; JAK, kina za Janus; JNK, Jun kinaza N -terminală; MKK, kinaza MAP kinazei
activată de factori mitogen i; MyD88, proteina de răspuns primar de di ferențiere mieloid ă
88; NADPH, nicotinamid -adenin -dinucleotid fosfat redus ; PI3K, fosfoinozitol 3-kinază;
p38, p38 MAP kinaz a; Rac1, substratul toxinei botulinice C3 legate de Ras; Ras, Ras
GTPaze; Stat -3, traductor de semnal și activator de transcripție; TRAF, factor asociat cu
factorul de necroză tumorală.

40S-a raportat că legarea liganzilor la RAGE stimulează cre șterea tumor alăși
supraviețuirea, rezistența la apoptoz ăși metastazarea. Astfel, un studiu recent confirm ă
faptul că activarea RAGE promovează proliferarea, migrarea și inhib ă apoptoza în cazul
cancerului de col uterin scuamos și ar putea funcționa ca un promotor al tumorii în
cancerul de col uter in având un poten țial rol în inflamație și malignizare indusa de
papilomavirus ul uman [143].De rem arcat faptul că inhibarea RAGE în celule le tumorale
pancreatice induce apoptoză crescută, autofagie diminuată și supraviețuire tumoral ă
redusă, în timp ce supraexpresia RAGE produce efecte opuse. Activarea RAGE limitează
apoptoza printr -o cale mito condrială dependentă de p -53 iar autofagia sus ținută de RAGE a
fost asociată cu o fosforilare mTOR scăzută [144].
Activarea căii Aktși oncogeneza. Proteina kinaza B (între protein kinaza Ași C),
sau Akt desemnată după retrovirusul de transformare acut viral, Akt8 este recunoscută ca
reglator al supravie țuirii cel ulare. Activarea aberantă a Akt este asociată cu multe boli,
inclusiv cu cancerul și diabetul [145]. Fosforilarea Akt la nivelul restului de treonină 308
(T308; în buclă de activare) și precum și la nivelu l restului de serină 473 (S473; în mo tivul
hidrofob) este importantă pentru activitatea acestei proteine. Akt poate fi activată prin
activarea cascadei receptorilor insulinei/ factorului de cre ștere insulin -like (IGF),
prescurtați IIS. Autofosforilarea do meniilor interne ale receptorilor IIS conduce la
recrutarea substratului receptorului insulinic (IRS) și la activarea fosfatidilinozitol 3 –
kinazelor (PI3K). PI3K fo sforilează fosfatidilinositolul -4,5 bisfosfat (PIP2) la
fosfatidilinositol -3,4,5 tri fosfat (PIP3 ).PIP3 activează proteina kinaza 1 dependentă de
fosfatidilinozitol (PDPK1) și recruteaz ă Akt la membrana plasmatică. Pe care o
fosforilează în pozi ția T308 în bucla de a ctivare . Mai multe kinaze, kinaza legată de
integrină (ILK), proteina kinaza C (PKCα), protein kinaza dependenta de ADN duplex și
ținta rapamicinei la mamifere (mTOR) au fos t propuse ca fiind implicate în fosfo rilarea
Akt la nivelul Ser -473. Kinaza mTORC2 este larg recunoscut ca fiind kinaza cheie care
fosforilează Akt la situsul S473 [146]. Totu și, o urm ă de ambiguitate rămâne asupra
fosforilării acestui situs. Astfel, în celule r ictor (- /-), kinază IkB ε atipic ăși kinaza 1
legată d e TANK (IKKε / TBK1) pot induce această fo sforilare [147].În plus u nele studii
consideră faptul că că fosforilarea Akt S473 ar putea fi specifică celulei sau ar putea să nu
fie necesară pentru activarea comp letă a Akt [148]. În schimb, f osforilarea T308 este
considerată un biomarker fiabil al activită ții Akt, în special pentru funcția mTORC1 [146].
Două fosfataze, fosfataza și omologul tensinei eliminat din cromozomul zece (PTEN) și
domeniul SH2 care con ține inositol -5-fosfatază 2 (SHIP2) reglează func ția Akt prin

41defosforilarea PIP3 în pozi țile 3 și 5. Fosforilarea PTEN la nivelul resturile Ser380 /
Thr382 / 383 conduce la pierderea activită ții fosfatazei și a funcției supresoare tumorale.
Fosforilarea PTEN la resturile Ser380 / Thr382 / 383 este crescută încarcinogeneză
gastrică și, mai im portant, Helicobacter pylori reprezintă un declan șator al acestei
modificări în gastrita cronică ne -atrofică. Astfel, fosforilarea PTEN la resturile Ser 380 /
Thr382 / 383 este un mecanism nou al inactivării PTEN în carcinogeneza gastrică, iar H.
pylori declanșează această modificare, rezultând activarea căii PI3K / Akt și prom ovarea
supraviețuirii celulelor [149].
La mamifere mTOR este prezent în două complexe multiproteice, mTORC1 și
mTORC2 care diferă ca sensibilitate fa ță de rapamicină. Miezurile catalitice ale celor două
complexe sunt reprezentate de domen iul mTOR kinazic. În timp ce proteina rapto r
(proteina reglatoare asociată cu mTOR) reglează func ția mTORC1, proteina rictor
(companion insensibil la rapamicină al mTOR) reglează activitatea complexului mTORC2
iar DEPTOR este un regulator negativ al celor do uă complexe [150].
Complexu l mTORC1 răspunde la substan țe nutritive și la condiții care favorizează
creșterea celular ă fiind activat de AktT308 în av al de IIS. Complexul mTORC1 este activat
atât de către calea PK3K -Akt câtși de c ăile Ras -Erk, care inhibă complexul de scleroză
tuberculoas ă (TSC1 și TSC2) prin fosforilarea TSC2 . Inhibarea complexului TSC
eliberează efectul inhibitor al TSC asupra Rheb l egat la GTP, care controlează activitatea
mTORC1. TSC este de asemenea inhibat de c alea Wnt . Activarea mTORC1 de către
aminoacizi este mediată de GTPazel e Rag, cale independentă de IIS. Kinaza activată de
AMP (AMPK) inhibă m TORC1 prin activarea TSC2 iar me dicamentele care activează
AMPK inversează activarea mTORC1 [146].mTORC1 este un regulator al căi i IIS printr –
un mecanism de feedback și de asemenea regleaz ă complexul mTORC2. Una din țintele
cheie din aval ale mTORC1 este kinaza S6 ribozomală p6 (S6K) care fosforilează IRS și
inhibă IIS. De asemenea, S6K fosforilează proteina rictor și inhib ă asambla rea mTORC2
[151].
S6K fosforilează kinaza glicogen sintaza (GSK3 β) inhib ând-o Recunoscută ca
fiind una dintre țintele cheie ale Akt, GSK3 βa fost, de asemenea, demonstrat că
fosforilează rictor inhibându -l. GSK3β are roluri multiple de la homeostazi a glucozei la
inflamațieși joac ă un rol -cheie în semnalizarea Wnt. GSK3 β fosforileaz ă canalul anionic
dependent de tensiune (VDAC) și regleaz ă schimbul metabolic mitocondrial și apoptoza.
GSK3β colaboreaz ă cu AMPK în activarea complexului TSC care duce la inactivarea
mTORC1 [152].Reglarea sintezei proteinelor este unul din rolurile conservate al

42mTORC1. Astfel, mTORC1 fosforilează și inhib ă factorul de initiere eucariotic 4E de
legare a proteinelor (4E -BP1 / 2), care inhibă transla ția. Cele dou ă funcții ale mTORC1,
fosfori larea S6kinazei și inhibarea 4E -BP au ajuns să fie acceptate ca markeri de rutină
pentru activitatea sa și activarea sintezei proteinelor în celule [150].
Studiile care utilizează rapamicina, inhibitorului mTORC1 au raportat că
activitatea mTORC1 reglează pozitiv produc ția de IL -10 în timp ce suprimă concomitent
nivelurile de IL -12și TNF produse d e celulele sti mulate cu LPS [152]. Inhibarea mTORC1
în celulele stimulate cu LPS a demonstrat că atenuează fosforilarea mai multor ținte ale
mTORC1, incluzând p70S6K și 4E -BP1, precum și sc ăderea nivelur ilor de STAT3
fosforilat . În contrast, inhibarea mTORC1 a crescut puternic activitatea NF -kB, conducând
la o produc ție crescut ă de IL -12 în celule stimulate cu LPS. I nhibarea mTORC1 utilizând
rapamicina a dus la pierderea fosforilării GSK3 -α / β (S21 / S9), un eveniment necesar
pentru a inactiva GSK3 iar producția crescut ă de IL -12 datorită inhibării mTORC1 ar putea
fi suprimată utilizând litiul, inhibitor al GSK3. Astfel, inhibarea mTORC1 atenuea ză
fosforilarea și inactivarea GSK3 -βcare este responsabilă de scăderea nivelului de IL -10și
STAT 3 fosforilat, dependent de legarea IL -10 la receptorul său [152].Activitatea
transcripțional ă optimă a NF -kB p65 (S276) apare atunci când este asociată cu CBP.
Nivelul nuclear al CBP (proteina de legare a CREB) este limitativ, iar CREB (S133) și NF –
κB p65 (S276) fosforilate concurea ză pentru legarea la CBP. Astfel, inactivarea prin
fosforilore a GSK3 , favorizează legarea CREB la CBP și creșterea nivelului de IL -10
[152].
Calea Wnt este o cale cheie în activarea ciclului celular. Semnalizarea prin Wnt în
general activează Ciclina D, c -Myc, metalloproteinazelor, COX -2, receptorii activatori ai
proliferării peroxizomilor (PPAR), factorii de cre ștere și receptor ii lor și regleaz ă negativ
E-Caderina, inhibitorul ciclului celular P16ink4A (ARF) și p53. Prin urmare, calea Wnt
reglează intrarea celulelor canceroase în ciclul celular prin producerea de ciclină D.
Complexele ciclină D cu kinaza dependentă de ciclină 4/ 6 (Cdk4 / 6), inactivează
retinoblastomul proteinei supresoare tumorale (Rb) și promoveaz ă intrarea celulei din G0
la faza G1 a ciclului celular. E2F decuplându -se de Rb fosforilat transcrie ciclină E, care se
leagă la Cdk2 și promoveaz ă prog resia ciclului celular iar creșterea nivelului ciclinei E /
CDK2 se corelează cu tranzi ția G1 / S. Astfel, activarea aberantă a căii Wnt conduce la
transformarea mal ignă a celulelor [153].

43
Figura…. Rolul căilor PI3K -Akt-mTOR și Wnt în reglarea progresiei ciclului celular în
celulele canceroase [146]: activarea receptorului insulină / IGF prin nutrien ți / factori de
creștere activeaz ă calea PI3K -Akt. Akt fosforilat T308 activează mTORC1. Unul dintre
țintele din aval ale mTORC1, p70S6Kinaza, fosforileaz ă reziduurile serice ale IRS și
inhibă semnalizarea insulinei / IGF prin fe edback negativ. mTORC1 activat induce sinteza
proteinelor, dar inhibă autofagia. Inhibarea autofagiei salvează Dvl și aceasta conduce la
activarea căii Wnt. Calea Wnt activată reglează ciclină D și C-Myc, care de clanșează
activarea ciclului celular și reprogramarea metabolic ă. Activarea metabolică în celulele
canceroase conduce la producerea de ROS, care activează FoxO. FoxO este factorul de
transcripție al rictorului, unul dintre componentele cheie ale mTORC2 rec unoscut ca
fosforilează Akt S473. Rictor inhibă, de asemenea , c-Myc necesar pentru ie șirea d in
punctul de restric ție G1 / S.

44
Figura. Schema simplificată a activatorilor și a efectorilor ambelor complexe
mTOR, împreună cu efectele inhibării mTOR utiliz ând diferi ți inhibitori ai mTOR .
mTOR este parte componentă a două complexe diferite, mTORC1 și mTORC2.
Fosforilarea mTOR la Ser2448 și Ser2481 sunt indicatori ai activ ării mTORC1 și respectiv
mTORC2. mTORC1 poate fi activat de nutrien ți (aminoacizi, gluco ză), factori de cre ștere
(insulină, factor de cre ștere similar insulinei -1), hormoni (leptină) și stress (inaniție,
hipoxie și ADN deteriorat). Prin mTORC1, aceste semnale accelereaz ă sinteza proteinelor
cheie, implicate în cre ștere, diviziune, metabolism și angiogeneză. mTORC1 -activat
induce activarea (fosforilarea) p70 S6K1 și Grb10 care mediaz ă degradarea IRS -1,
inhibând astfel activarea PI3K / Akt. Grb10 conduce, de asemenea, la inhibarea feedback –
ului negativ al căii MAPK / ERK. În final, p70 S6K1 acti vat inhibă semnalizarea mTORC2
prin fosforilarea Rictor la Thr1135. Inhibitorii mTOR allosterici exercită o inhibare
incompletă a mTORC1 și sunt inactivi împotriva mTORC2 pe termen scurt. Mai mult,
aceștia perturb ă feedback -ul negativ dependent de mTORC1 l a nivelul căii IRS -1 / PI3K,
MAPK / ERK și mTORC2. Ca o consecinț ă, tratamentul cu inhibitori allosterici mTOR
conduce adesea la o cre ștere a activit ății mTORC2. mTORC2 funcționeaz ă în amonte de
Akt fosforilând -o la nivelul Ser473, necesară pentru activare a completă a Akt. mTORC2
reglează de asemenea dinamica citoscheletului prin activarea PKC αși regleaz ă cre șterea

45prin fosforilarea SGK1. Reglarea în amonte a mTORC2 nu este bine definită, de și
asocierea ribozomilor pare să fie un mecanism major, dacă nu un ic, al activării mTORC2.
Inhibitorii activită ții catalitice ai mTOR sunt capabili s ă suprime activitatea ambelor
complexe mTORC1 și mTORC2, evitând activarea c ăii de semnalizare oncogenică.
Activarea căii Wnt se bazează, de obicei, pe destabilizarea „complexului de
distrugere ”care cuprinde APC, Axin a,cazein kinaza I (CKI) și GSK3 β.În cazul acestei
căi, p roteina Dvl este considerată ca fiind componenta cheie a semnalizării [154].
Autofagia promovează degradarea lui Dvl și regleaz ă negativ calea Wnt .Procesul
autofagiei implică fuziunea fagoforilor cu lizoz omii. Acest proces joacă un rol important în
tulburările imune șineurodegenerative și, de asemenea, în cazurile de cancer. În plus, s -a
demonstrat că mTORC1 inhibă autofagia prin fosforilarea ULK1 l a Ser 757 [155].
Autofagia este un regulator negativ al căii Wnt prin promovarea degradării lui Dvl, o
componentă a căii Wnt. Toate cele trei izoforme ale lui Dvl (Dvl1, Dvl2 și Dvl3) s -au
dovedit a fi degradate. Prin urmare, inhibarea autofagiei de către mTORC1 eliberează Dvl.
În plus, tratamentul cu rapamicină, inhibitorul mTORC1 care la rândul său inhibă
autofagia, a condus la regla rea regativă a genelor țintăale căii Wnt, axina2, c-Myc și
ciclina D1 [156]. În cazul cancerului pancreatic, s -a arătat că RAGE induce autofagia
asociată cu scăderea fosforilării mTOR și cu formarea autofagozomului Beclin -1 / VPS34
[144].
Unul dintre etapele critice ale progresiei ciclului celular este depă șirea punctului
de restric ție în G1, care este reglat de E2F -pRb. Rolul FoxO în reglarea pozitivă a
inhibitorilor ciclului celular p15 (INK4b) și p19 (INK4d) este privit ca pe o arestare a
celulei în G1. Rictor transcris de FoxO este o componentă cheie a mTORC2 care
promovează ubiquitinizarea și degradarea c -Myc și ciclinei E, sugerân d de asemenea
stoparea ciclului celular în faza G1. Pe e altă parte Rictor este implicat în reglarea Rho
GTPazelor și activarea RhoA etape cruciale pentru progresia G1 -S a ciclului celular.
Astfel, r eglarea pozitivă a inhibitorilor ciclului celular (p21WAF 1 / CIP1 și p27KIP1) și
transcripția rictorului de c ătre FoxOs și inhibarea c -Myc și a ciclinei E ar trebui, prin
urmare, să fie privită ca o reglementare a ie șirii din faza G1 / S a ciclului celular în locul
inhibării ciclului celular în faza G1 [157]. De asemenea, s -a raportat faptul că FoxO
transcrie gene cu rol antioxidant precum sestrinele care inhibă mTORC1 și inhibă
metabolismul mitocondrial [158].De asemenea, Young și colab. (2009) au demonstrat o
legătură de tip feedback între semnalul mTORC1 și C2 și timpul de inhi bare a mTORC1

46corelat cu activarea autofagiei și a ciclinei A. Aceste rezultate sugereaz ă rolul FoxO în
progresia ciclul ui celular și asamblarea mTORC2 [159]. Ipoteza că FoxOs sunt implicate
în progresia ciclului celular este în continuare întărită de faptul că FoxOs reglează de
asemenea expresia genelor mitotice cum ar fi ciclina B, kinaza pol -like (Plk) [160].În plus,
anumite rapoartele rec ente indică rolul FoxO 1 în dediferen țierea celulelor β-pancreatice și
în proliferarea osteo blastelor [161].
Receptorii TLR sunt receptorii de recunoa ștere a unui modelului arhetipal fiind mediatori –
cheie ai func țiilor imunitar e. Activarea receptorilor TLR este o primă linie de apărare a
sistemului imunitar, conducând la activarea și recrutarea diferitelor tipuri de celule imune
la situsurile infec ție și în cazul dezvoltării celulelor maligne (58).
3.4
Bibliografie
Maillard LC (1912) Action des acides aminés sur les sucres: formation des mélanoidines
par voie méthodique. C R Acad Sci Paris 154: 66 -68.
Brinkmann Frye E, Degenhardt TP, Thorpe SR and Baynes JB (1998) Role of the Maillard
Reaction in Aging of Tiss ue Proteins. Advanced glycation end product -dependent increase
imidazolium cross -links in human lens proteins. J Biol Chem 273: 18714 –18719.
Silvan MJ, Van de Lagemaat J, Olano A and Del Castillo MD (2006) Analysis and
biological properties of amino acid d erivates formed by Maillard reaction in foods. Journal
of Pharmaceutical and Biomedical Analysis 41: 1543 -1551.
Griffith T and Johnson JA (1957) Relation of the Browning Reaction to Storage of Sugar
Cookies. Cereal Chemistry 34: 159 -169.
Bookchin RM and Ga allop PM (1968) Structure of hemoglobin A1c: nature of the N –
terminal ß -chain blocking group. Biochem Biophys Res Comm 32: 86 -93.
Koenig RJ and Cerami A (1975) Synthesis of hemoglobin A1c in normal and diabetic
mice: potential model of basement membrane th ickening. Proc Natl Acad Sci USA 72:
3687 -3691.
Serban AI (2008) Reactia Maillard in sanatate si alimentatie. Bucuresti: Editura Ceres.
Hodge JE (1955) The Amadori rearrangement. Adv Carbohydr Chem 10: 169 -205.
Drusch S, Faist V and Erbersdobler HF (1999) Determination of N -carboxymethyllysine
in milk products by a modified reversed -phase HPLC method. Food Chemistry 65: 547 –
553.
Biemel MK, Reihl O, Conrad J and Lederer MO (2001) Formation pathways for lysine –
arginine cross -links derived from hexoses and p entoses by Maillard processes. J Biol
Chem 276: 23405 –23412.
Sell DR, Biemel KM, Reihl O, Lederer MO, Strauch CM, et al. (2005) Glucosepane is a
major protein cross -link of the senescent human extracellular matrix. Relationship with
diabetes. J Biol Chem 2 80: 12310 -12315.

47Biemel KM, Conrad J and Lederer MO (2002) Unexpected carbonyl mobility in
aminoketoses: the key to major Maillard crosslinks. Angew Chem Int Ed 41: 801 -804.
Rufián -Henares JA, Delgado -Andrade C and Morales FJ (2009) Assessing the Maillard
reaction development during the toasting process of common flours employed by the cereal
products industry. Food Chemistry 114: 93 -99.
Wolff SP, Bascal ZA and Hunt JV (1989) Autoxidative glycosilation: free radicals and
glycation theory. Prog Clin Biol Res : 259 -275.
Namiki M and Hayashi T (1983) A new mechanism of the Maillard reaction involving
sugar fragmentation and free radical formation. Am Chem Soc Symp Ser 215: 21 -46.
Serban AI (2011) Brunificarea neenzimatică. Compu și biochimici din alimente. Bucure ști:
Editura Ceres.
Ahmed MU, Thorpe SR and Baynes JW (1986) Identification of carboxymethyllysine as a
degradation product of fructoselysine in glycated protein. J Biol Chem 261: 8816 -8821.
Zyzak DV, Richardson JM, Thorpe SR and Baynes JW (1995) Formation of reactive
intermediates from Amadori compounds under physiological conditions. Arch Biochem
Byophys 316: 547 -554.
Takeuchi M and Makita Z (2001) Alternative Routes for the Formation of
Immunochemically Distinct Advanced Glycation End -products In Vivo . Curr Molec Med
1: 305 -315.
Stitt A, Gardiner TA, Alderson NL, Boyle C, Januszewski AS, et al. (2002) The AGE
inhibitor pyrodoxamine inhibits development of retinopathy in experimental diabetes.
Diabetes 51: 2826 –2832.
Agalou S, Ahmed N, Dawnay A and Thorn alley PJ (2003) Removal of advanced glycation
end products in clinical renal failure by peritoneal dialysis and haemodialysis. Biochemical
Society Transactions 31: 1394 -1396.
Brownlee M, Vlassara H, Kooney A, Ulrich P and Cerami A (1986) Aminoguanidine
prevents diabetes -induced arterial wall protein cross -linking. Science 232: 1629 -1632.
Group DTDCaCR (1993) The effect of intensive treatment of diabetes on the development
and progression of long –term complications in insulin –dependent diabetes mellitus. N Engl
J Med 318: 977 –986.
Freedman BI, Wuerth J -P and Cartwright K (1999) Design and baseline characteristics for
the aminoguanidine clinical trial in overt type 2 diabetic nephropathy. Control Clin Trials
20: 493 –510.
Mottram DS and Taylor AJ (2010) Control ling Maillard pathways to generate flavors.
Washington, DC: American Chemical Society.
Ames MJ (1998) Applications of the Maillard food industry. Food Chemistry 62: 431 -439.
Martins SIFS, Jongen WMF and Van Boekel MAJS (2001) A review of Maillard reaction
in food and implications to kinetic modelling. Trends in Food Science & Technology 11:
364-373.
Fernandez -Artigas P, Guerra -Hernandez E and Garcıa -Villanova B (1999) Browning
indicators in model systems and baby cereals. Journal of Agricultural and Food C hemistry
47: 2872 -2878.
Bourais I, Amine A, Moscone D and Palleschi G (2006) Investigation of glycated protein
assay for assessing heat treatment effect in food samples and protein –sugar models. Food
Chemistry 96: 485 -490.
Gerrard JA, Browna PK and Fayleb SE (2003) Maillard crosslinking of food proteins III:
the effects of glutaraldehyde, formaldehyde and glyceraldehyde upon bread and croissants.
Food Chemistry 80: 45 -50.

48Gerrard JA, Browna PK and Fayleb SE (2003) Maillard crosslinking of food proteins II:
the reactions of glutaraldehyde, formaldehyde and glyceraldehyde with wheat proteins in
vitro and in situ. Food Chemistry 80: 35 -43.
Friedman M (1996) Food browning and its prevention: an overview. J Agric Food Chem
44: 631 –653.
Charissou A, Ait -Ameur L an d Birlouez -Aragon I (2007) Evaluation of a gas
chromatography/mass spectrometry method for the quantification of carboxymethyllysine
in food samples. Journal of Chromatography A, 1140 (2007) 189 –194 1140: 189 -194.
Vlassara H, Cai W, Crandall J, Goldberg T, Oberstein R, et al. (2002) Inflammatory
mediators are induced by dietary glycotoxins, a major risk factor for diabetic angiopathy
PNAS
99: 15596 -15601.
Birlouez -Aragon I (2008) La réaction de Maillard dans les aliments : quels enjeux pour la
santé humain e ? Cahiers de Nutrition et de Diététique 43: 289 -295.
Koschinsky T, He C -J, Mitsuhashi T, Bucala R, Liu C, et al. (1997) Orally absorbed
reactive glycation products (glycotoxins): An environmental risk factor in diabetic
nephropathy PNAS 94: 6474 -6479.
He C, Sabol J, Mitsuhashi T and H. V (1999) Dietary glycotoxins:inhibition of reactive
products by aminoguanidine facilitates renal clearance and reduces tissue sequestration.
Diabetes 48: 1308 -1315.
Uribarri J, Cai W, Peppa M, Goodman S, Ferrucci L, et al. (2007) Circulating glycotoxins
and dietary advanced glycation end products: two links to inflammatory response,
oxidative stress, and aging. J Gerontol A Biol Sci Med Sci
62: 427 -433.
Rojas A, Figueroa H and Morales E (2010) Fueling inflammation at tumor
microenvironment: the role of multiligand/rage axis Carcinogenesis 31: 334 -341.
Hudson BI and Schmidt AM (2004) RAGE: a novel target for drug intervention in diabetic
vascular disease. Pharm Res 21: 1079 -1086.
Yan SF, Naka Y, Hudson BI, Herold K, Yan SD, e t al. (2006) The ligand/RAGE axis:
lighting the fuse and igniting vascular stress. Curr Atheroscler Rep 8: 232 -239.
Kim W, Hudson B, I. , Moser B, Guo J, Rong L, et al. (2005) Receptor for Advanced
Glycation End Products and Its Ligands: A Journey from the Complications of Diabetes to
Its Pathogenesis Ann NY Acad Sci 1043: 553 -561.
Okano Y, Masaki H and Sakurai H (2002) Dysfunction of dermal fibroblasts induced by
advanced glycation end -products (AGEs) and the contribution of a nonspecific interaction
with cell membrane and AGEs. J Dermatol Sci 29: 171 –180.
Wendt T, Tanji N, Guo J, Hudson B, Bierhaus A, et al. (2003) Glucose, Glycation, and
RAGE: Implications for Amplification of Cellular Dysfunction in Diabetic Nephropathy. J
Am Soc Nephrol 14: 1383 -1395.
Uribarri J, Woodruff S, Goodman S, Cai W, Chen X, et al. (2010) Advanced Glycation
End Products in Foods and a Practical Guide to Their Reduction in the Diet. J Am Diet
Assoc 110: 911 -916.e912.
Serban AI (2011) Compu și biochimici din alimente. București: Ce res.
Thornalley PJ (1999) The clinical significance of glycation. Clin Lab 5 -6: 263 -273.
Ott C, Jacobs K, Haucke E, Navarrete Santos A, Grune T, et al. (2014) Role of advanced
glycation end products in cellular signaling. Redox Biol 2: 411 -429.
Bucala R a nd Cerami A (1992) Advanced Glycosylation: Chemistry, Biology, and
Implications for Diabetes and Aging,. Advances in Pharmacology 23: 1 -34.

49Odetti P, Pronzato MA, Noberasco G, Cosso L and Traverso N (1994) Relationships
between glycation and oxidation rel ated fluorescences in rat collagen during ageing – and in
vivo and in vitro study. Lab Invest 70: 61 -67.
Schnider SL and Kohn R (1982) Effects of age and diabetes mellitus on the solubility of
collagen from human skin, tracheal cartilage and dura mater. Exp Gerontol 17: 185 -194.
Monnier VM, Glomb M, Elgawish A and Sell DR (1996) The mechanism of collagen
cross -linking in diabetes: a puzzle nearing resolution. Diabetes 45: S67 -72.
Singh VP, Bali A, Singh N and Jaggi AS (2014) Advanced Glycation End Products a nd
Diabetic Complications. Korean J Physiol Pharmacol 18: 1 -14.
Dunn JA, McCance DR, Thorpe SR, Lyons TJ and Baynes JW (1991) Age -dependent
accumulation of N -(carboxymethyl)lysine and N -(carboxymethyl)hydroxylysine in
human skin collagen. Biochemistry 30 : 1205 -1210.
Amadori M (1925) Products of condensation between glucose and p -phenetidine. Atti
Accad Naz Lincei 2: 337 -342.
Hellwig M and Henle T (2014) Baking, ageing, diabetes: a short history of the Maillard
reaction. Angew Chem Int Ed Engl 53: 10316 -10329.
Villamiel M, Del Castillo MD and Corzo N (2006) Browning Reaction. In: Y. H. Hui,
editor editors. Food Biochemistry and Food Processing. Iowa: Blackwell Publishing. pp.
71-100.
Jaeger H, Janositz A and Knorr D (2010) The Maillard reaction and its cont rol during food
processing. The potential of emerging technologies. Pathologie Biologie 58: 207 -213.
Sharma C, Kaur A, Thind SS, Singh B and Raina S ( 2015) Advanced glycation End –
products (AGEs): an emerging concern for processed food industries. J Food S ci Technol
52: 7561 -7576.
Hodge JE (1953) Chemistry of Browning Reactions in Model Systems. J Agric Food Chem
1: 928 -943.
Erbersdobler HF and Somoza V (2007) Forty years of furosine – Forty years of using
Maillard reaction products as indicators of the nut ritional quality of foods. Mol Nutr Food
Res 51: 423 -430.
Erbersdobler HF and Zucker H (1966) Untersuchungen zum Gehalt an Lysin und

verf gbarem Lysin in Trockenmagermilch. Milchwiss 21: 564 -568.
Bruggemann J and Erbersdobler HF (1968) Fructoselysin als wi chtigstes Reaktionsprodukt
von Lysin mit Glucose bei Hit -zeschadigung von Lebens und Futtermitteln. Z Lebensm
Unters Forsch 137: 137 -143.
Heyns K, Heukeshoven J and Brose K -H (1968) Der Abbau von Fructose -Aminosauren zu
N-(2-Furoylmethyl) -Aminosauren. Ang ewChem 80: 627.
Finot PA, Bricout J, Viani R and Mauron J (1968) Identification of a new lysine derivative
obtained upon acid hydrolysis of heated milk. Experientia 24: 1097 -1099.
Finot PA, Viani R, Bricout J and Mauron J (1969) Detection and identificatio n of
pyridosine, a second derivative obtained upon acid hydrolysis of heated milk. Experientia
25: 134 -135.
Jiang Z, Lizhe Wang L, Che H and Tian B (2014) Effects of temperature and pH on
angiotensin -I-converting enzyme inhibitory activity and physicochemi cal properties of
bovine casein peptide in aqueous Maillard reaction system. LWT – Food Science and
Technology 59 35 -42.
Berlitz HD, Grosch W and Schieberle P (2009) Food Chemistry. Berlin Heidelberg,
Germany: Springer -Verlag.
Cheriot S, Billaud C, Pöchtr ager S, Wagner K -H and Nicolas J (2009) A comparison study
between antioxidant and mutagenic properties of cysteine glucose -derived Maillard

50reaction products and neoformed products from heated cysteine and
hydroxymethylfurfural. Food Chemistry 114: 132 –138.
Ryu SY, Roh HJ, Noh BS, Kim SY, Lee WR, et al. (2003) Effects of temperature and pH
on the non -enzymatic browning reaction of tagatose -glycine model system. Food Science
and Biotehnology 12: 675 -679.
Ajandouz EH and Puigserver A (1999) Non -enzymatic bro wning reaction of essential
amino acids: Effect of pH on caramelization and Maillard reaction kinetics. J Agric Food
Chem 47: 1786 -1793.
Ajandouz EH, Tchiakpe LS, Dalle Ore F, Benajiba A and Puigserver A (2001) Effects of
pH on caramelization and Maillard reaction kinetics in fructose -lysine model systems. J
Agric Food Chem 66: 927 -931.
Noguchi A, Mosso K, Aymard C, Jeunink J and Cheftel JC (1982) Maillard reaction
during extrusion cooking of protein -enriched biscuits. Lebensmittel Wissenschaft und
Tehnolog ie 15: 105 -110.
Kwaka EJ, Leeb YS, Murataa M and Hommaa S (2005) Effect of pH control on the
intermediates and melanoidins of nonenzymatic browning reaction. Lebensmittel
Wissenschaft und Tehnologie 38: 1 -6.
Bell LN (1997) Maillard reaction as influenced b y buffer type and concentration. Food
Chemistry 59: 143 -147.
Serban AI, Stanca L, Geicu OI, Munteanu MC, Costache M, et al. (2015) Extracellular
matrix is modulated in advanced glycation end products milieu via a RAGE receptor
dependent pathway boosted by transforming growth factor -β1. J Diabetes 114 -124.
Wolfrom ML, Kashimura N and Horton D (1974) Factors affecting the Maillard browning
reaction between sugars and amino acids studies on the non enzymatic browning of
deshydrated orange juice. J Agric Food C hem 22: 796 -799.
Warmbier HC, Schnickel RA and Labuza TP (1976) Nonenzymatic browning kinetics in
an intermediate moisture model system. Effect of glucose to lysine ratio. Journal of Food
Science 41: 981 -983.
Ames JM (1990) Control of the Maillard reaction in food systems. Trends in Food Science
& Technology 1: 150 -154.
Buera MP and Karel M (1995) Effect of physical changes on the rates of non -enzymic
browning and related reactions. Food Chem 52: 167 -173.
Kocadağlı T and Gökmen V (2016) Multiresponse kineti c modelling of Maillard reaction
and caramelisation in a heated glucose/wheat flour system. Food Chemistry 211: 892 -902.
Nguyen HTN, Van der Fels -Klerx HJ, Peters RJB and Van Boekel MAJS (2016)
Acrylamide and 5 -hydroxymethylfurfural formation during baking of biscuits: Part I:
Effects of sugar type. Food Chemistry 192: 575 -585.
Taș NG and Gökmen V ( 2017) Maillard reaction and caramelization during hazelnut
roasting: A multiresponse kinetic study. Food Chemistry 221: 1911 -1922.
Chen S -L, Yang D -J, Chen H -Yand Liu S -C (2009) Effect of hot acidic fructose solution
on caramelisation intermediates including colour, hydroxymethylfurfural and antioxidative
activity changes. Food Chemistry 114: 582 -588.
Simpson KB (2012) Food Biochemistry and Food Processing. John Wiley & Sons, Inc.
Tareke A, Rydberg P, Karlsson P, Eriksson S and Tornqvist M (2002) Analysis of
acrylamide, a carcinogen formed in heated foodstuffs. Journal of Agricultural and Food
Chemistry 50: 4998 -5006.
Ahn JS, Castle L, Clarke DB, Lloyd AS, Philo MR, et al. (2002) Verification of the
findings of acrylamide in heated foods. Food Additives 19: 1116 -1124.
Mottram DS, Wedzicha BI and Dodson AT (2002) Acrylamide is formed in the Maillard
reaction. Nature 419: 448 -449.

51Weisshaar R and Gutsche B (2002) F ormation of acrylamide in heated potato products.
Model experiments pointing to asparagines as precursor. Deutsche Lebbensmittel Jahrgang
98 (11): 397 -400.
Dziuba J, Mimkiewicz P, Darewicz M and Dziuba B (2011) Milk Proteins. In: L. M. L.
Nollet and F. Tol drá, editors. Handbook of dairy foods analysis N.Y., US: CRC Press
Taylor & Francis Group.
Moeckel U, Duerasch A, Weiz A, Ruck M and Henle T ( 2016) Glycation reactions of
casein micelles. J Agric Food Chem 64: 2953 -2961.
Farrell HJ, Jimenez -Flores R, Blec k G, Brown E, Butler J, et al. (2004) Nomenclature of
the proteins of cows' milk –sixth revision. J Dairy Sci 87: 1641 -1674.
Fox PF, Uniacke -Lowe T, McSweeney PLH and O’Mahony JA (2015) Milk Proteins.
Dairy Chemistry and Biochemistry. Switzerland Springer International Publishing pp. 145 –
239.
Wang X, Zhao X, Huang D, Pan X, Qi Y, et al. (2017) Proteomic analysis and cross
species comparison of casein fractions from the milk of dairy animals. Scientific Reports 7:
43020.
Ossowski S, A. J, Obiols -Rabasa M, Ho lt C, Lenton S, et al. (2012) Aggregation behavior
of bovine κ – and β -casein studied with small angle neutron scattering, light scattering, and
cryogenic transmission electron microscopy. Langmuir 28: 13577 -13589.
Fox PF, Uniacke -Lowe T, McSweeney PLH and O’Mahony JA (2015) Chemistry and
Biochemistry of Fermented Milk Products Dairy Chemistry and Biochemistry. Switzerland
Springer International Publishing pp. 499 – 567.
Cattaneo S, Masotti F and Pellegrino L (2008) Effects of overprocessing on heat damage
of UHT -milk. Eur Food Res Technol 226: 1099 -1106.
Erbersdobler HF and Somoza V (2007) Forty years of furosine – forty years of using
Maillard reaction products as indicators of the nutritional quality of foods. Mol Nutr Food
Res 51: 423 -430.
Mayer HK, Raba B, Meier J and Schmid A (2010) RP -HPLC analysis of furosine and acid –
soluble β -lactoglobulin to assess the heat load of extended shelf life milk samples in
Austria. Dairy Sci Technol 90: 413 -428.
Fox PF, Uniacke -Lowe T, McSweeney PLH and O’Mahony JA (2015 ) Heat -Induced
Changes in Milk. Dairy Chemistry and Biochemistry. Switzerland Springer International
Publishing pp. 345 -375.
Liu F, Teodorowicz M, van Boekel M, Wichers H and Hettinga K (2016) The decrease in
the IgG -binding capacity of intensively dry hea ted whey proteins is associated with intense
Maillard reaction, structural changes of the proteins and formation of RAGE -ligands. Food
Funct 7: 239 -249.
Mehta BM and Deeth HC (2016) Blocked lysine in dairy products: formation, occurrence,
analysis, and nut ritional implications. Compr Rev Food Sci Food Saf 15: 206 -218.
Fox PF, Uniacke -Lowe T, McSweeney PLH and O’Mahony JA (2015) Lactose. Dairy
Chemistry and Biochemistry. Switzerland Springer International Publishing pp. 145 -239.
O’Brien DP (1989) The molecul ar biology and biochemistry of tissue factor. Baillieres
Clin Haematol 2: 801 –820.
Sgarbieri VC, Amaya J, Tanaka M and Chichester CO (1973) Amino acid availability from
fructose -leucine and fructose -tryptophan in the rat. J Nutr 103: 657 -663.
O’Brien JO an d Morrisey PA (1989) Nutritional and toxicological aspects of the Maillard
browning reaction in foods
Critical Review of Food Science and Nutrition 8: 211 -248.

52Kaanane A and Labuza TP (1989) The Maillard reaction in foods. In: J. W. Baynes and V.
M. Monnie r, editors. The Maillard Reaction in Aging, Diabetes and Nutrition. New York
Liss, A. R. pp. 301 -327.
Goldberg T, Cai W, Peppa M, Dardaine V, Baliga BS, et al. (2004) Advanced
glycoxidation end products in commonly consumed foods. Journal of the American
Dietetic Association 104: 1287 -1291.
Cai W, He CJ, Zhu L, Chen X, Wallenstein S, et al. (2007) Reduced oxidant stress and
extended lifespan in mice exposed to a low glycotoxin diet. AJP 170: 1893 -1902.
Uribarri J, Peppa M, Cai W, Goldberg T, Lu M, et al. (2 003) Dietary glycotoxins correlate
with circulating advanced glycation end product levels in renal failure patients. American
Journal of Kidney Diseases 42: 532 -538.
Vlassara H and Uribarri J (2014) Advanced Glycation End Products (AGE) and Diabetes:
Caus e, Effect, or Both? Curr Diab Rep 14: 453 -464.
Uribarri J, Cai W, Peppa M, Goodman S, Ferrucci L, et al. (2007) Circulating glycotoxin
and dietary AGEs; two links to inflamatory reponse, oxidative stress and aging. J
Gerontology 62A: 428 -434.
Barbosa JHP, Oliveira SL and Seara LT (2008) The role of Advanced Glycation End
products (AGEs) in the development of vascular diabetic complications. Brazilian
ArchEndMetab 52: 940 -950.
Sho-ichi Y, Takanori M and Kei F (2015) Role of Receptor for Advanced Glycation En d
Products (RAGE) and Its Ligands in Cancer Risk. Rejuvenation Research 18: 48 -56.
Mericq V, Piccardo C, Cai W, Chen X, Zhu L, et al. (2010) Maternally transmitted and
food-derived glycotoxins: a factor preconditioning the young to diabetes? Diabetes Care
33: 2232 -2237.
Matiacevich SB and Buera MP (2006) A critical evaluation of fluorescence as a potential
marker for the Maillard reaction. Food Chemistry 95: 423 -430.
Birlouez -Aragon I, Locquet N, Louvent ED, Bouveresse DJR and Stahl P (2005)
Evaluation of t he Maillard reaction in infant formulas by means of front -face fluorescence.
Annals of the New York Academy of Sciences 1043: 308 -318.
Bosch L, Alegria A, Farre R and Clemente G (2007) Fluorescence and color as markers for
the Maillard reaction in milk -cereal based infant foods during storage. Food Chem 105:
1135 -1143.
Drusch S, Faist V and Erbersdobler HF (1999) Determination of N -carboxymethyllysine
in milk products by a modied reversed -phase HPLC method. Food Chemistry 65: 547 -553.
Assar SH, Moloney C, Lima M, Magee R and Ames JM (2009) Determination of N -
(carboxymethyl)lysine in food systems by ultraperformance liquid chromatography -mass
spectrometry. Amino Acids 36: 317 -326.
Sebekova K, Saavedra G, Zumpe C, Somoza V, Klenovicsova K, et al. (2008) Plas ma
concentration and urinary excretion of N -(carboxymethyl)lysine in breast milk – and
formula -fed infants. Ann N Y Acad Sci 1126: 177 -180.
Somoza V, Wenzel E, Weiss C, Clawin -Rädecker I, Grübel N, et al. (2006) Dose –
dependent utilisation of casein -linked lysinoalanine, N(epsilon)fructoselysine and
N(epsilon) -carboxymethyllysine in rats. Molecular Nutrition and Food Research 50: 833 –
841.
Blakwill F and Mantovani A (2001) In flammation and cancer: back to Virchow? Lancet
237: 539 -545.
Mantovani A, Allavena P, Sica A and Balkwill F (2008) Cancer -related in flammation.
Nature 454: 436 -444.
Rakoff -Nahoum S and Medzhitov R (2009) Toll -like receptors and cancer. . Nat Rev
Cancer 9: 57 -63.

53Kim SS, Ruiz VE, Carroll JD and Moss SF (2011) Helicobacter pylori in the pathog enesis
of gastric cancer and gastric lymphoma. . Cancer lett 305: 228 -238.
Mantovani A, Allavena P, Sica A and Balkwill F (2008) Cancer -related inflammation.
Nature 454: 436 -444.
Sakellariou S, Fragkou P, Levidou G, Gargalionis AN, Piperi C, et al. (2016) Clinical
significance of AGE -RAGE axis in colorectal cancer: associations with glyoxalase -I,
adiponectin receptor expression and prognosis. BMC Cancer 16: 1 -14.
Oczypok EA, Perkins TN and Oury TD (2017) All the "RAGE" in lung disease: The
receptor for adva nced glycation endproducts (RAGE) is a major mediator of pulmonary
inflammatory responses. Paediatr Respir Rev 23: 40 -49.
Kwak T, Drews -Elger K, Ergonul A, Miller PC, Braley A, et al. (2017) Targeting of
RAGE -ligand signaling impairs breast cancer cell inv asion and metastasis. Oncogene 36:
1559 -1572.
Li C, Zhang G, Zhao L, Ma Z and Chen H ( 2016) Metabolic reprogramming in cancer
cells: glycolysis, glutaminolysis, and Bcl -2 proteins as novel therapeutic targets for cancer.
World J Surg Oncol 14: 1 -7.
He G a nd Karin M (2011) NF -κB and STAT3 – key players in liver inflammation and
cancer. Cell Res 21: 159 -168.
Somensi N, Brum PO, de Miranda Ramos V, Gasparotto J, Zanotto -Filho A, et al. (2017)
Extracellular HSP70 Activates ERK1/2, NF -kB and Pro -Inflammatory Ge ne Transcription
Through Binding with RAGE in A549 Human Lung Cancer Cells. Cell Physiol Biochem
42: 2507 -2522.
Xia Y, Shen S and Verma IM (2014) NF -κB, an active player in human cancers. Cancer
Immunol Res 2: 823 -830.
Wang X, Yu Z, Wang C, Cheng W, Tian X , et al. (2017) Alantolactone, a natural
sesquiterpene lactone, has potent antitumor activity against glioblastoma by targeting
IKKβ kinase activity and interrupting NF -κB/COX -2-mediated signaling cascades. J Exp
Clin Cancer Res 36.
Morotti A, Crivellaro S , Panuzzo C, Carrà G, Guerrasio A, et al. (2017) I κB-α: At the
crossroad between oncogenic and tumor -suppressive signals. Oncol Lett 13: 531 -534.
Horak P, Kucerova P and Cervinkova M (2017) Potential markers for early diagnostics of
Colorectal cancer and I nflammatory bowel disease in humans :intestinal microorganisms
and immune system (teammates or rivals). Can J Biotech 1: 59 -64.
Masoud GN and Li W ( 2015) HIF -1α pathway: role, regulation and intervention for
cancer therapy. Acta Pharm Sin B 5: 378 -389.
Romain B, Hachet -Haas M, Rohr S, Brigand C, Galzi J -L, et al. (2014) Hypoxia
differentially regulated CXCR4 and CXCR7 signaling in colon cancer. . Mol Cancer 13: 1 –
12.
Radia AM, Yaser AM, Ma X, Zhang J, Yang C, et al. ( 2013) Specific siRNA targeting
recepto r for advanced glycation end products (RAGE) decreases proliferation in human
breast cancer cell lines. Int J Mol Sci 14: 7959 -7978.
Bao JM, He MY, Liu YW, Lu YJ, Hong YQ, et al. (2015) AGE/RAGE/Akt pathway
contributes to prostate cancer cell proliferation by promoting Rb phosphorylation and
degradation. Am J Cancer Res 15: 1741 -1750.
Sarker D, Reid AH, Yap TA and de Bono JS (2009) Targeting the PI3K/AKT pathway for
the treatment of prostate cancer. Clin Cancer Res 15: 4799 -4805.
Zhu X, Zhou L, Ruyi Li R, S hen Q, Cheng H, et al. (2018) AGER promotes proliferation
and migration in cervical cancer. Biosci Rep 38: BSR20171329.

54Kang R, Tang D, Schapiro NE, Livesey KM, Farkas A, et al. (2010) The receptor for
advanced glycation end products (RAGE) sustains autoph agy and limits apoptosis,
promoting pancreatic tumor cell survival. Cell Death Differ 17: 666 -676.
Pearce LR, Komander D and Alessi DR (2010) The nuts and bolts of AGC protein kinases.
Nat Rev Mol Cell Biol 11: 9 -22.
Vadlakonda L, Pasupuleti M and Pallu R (2013) Role of PI3K -AKT -mTOR and Wnt
signaling pathways in transition of G1 -S phase of cell cycle in cancer cells. Front Oncol 3:
85.
Xie X, Zhang D, Zhao B, Lu MK, You M, et al. (2011) IkappaB kinase epsilon and
TANK -binding kinase 1 activate AKT by direc t phosphorylation. Proc Natl Acad Sci U S
A 108: 6474 -6479.
Riaz A, Zeller KS and Johansson S (2012) Receptor -specific mechanisms regulate
phosphorylation of AKT at Ser473: role of RICTOR in β1 integrin -mediated cell survival.
PLoS One 7: e32081.
Yang Z, X ie C, Xu W, Liu G, Cao X, et al. ( 2015) Phosphorylation and inactivation of
PTEN at residues Ser380/Thr382/383 induced by Helicobacter pylori promotes gastric
epithelial cell survival through PI3K/Akt pathway. Oncotarget 6: 31916 -31926.
Vadlakonda L, Dash A, Pasupuleti M, Anil Kumar K and Reddanna P (2013) The paradox
of Akt -mTOR interactions. Front Oncol 3: 165.
Julien LA, Carriere A, Moreau J and Roux PP (2010) mTORC1 -activated S6K1
phosphorylates Rictor on threonine 1135 and regulates mTORC2 signaling. Mol Cell Biol
30: 908 -921.
Wang H, Brown J, Gu Z, Garcia CA, Liang R, et al. (2011) Convergence of the
mammalian target of rapamycin complex 1 – and glycogen synthase kinase 3 -beta-signaling
pathways regulates the innate inflammatory response. J Immunol 186 : 5217 -5226.
Polakis P (2012) Wnt signaling in cancer. Cold Spring Harb Perspect Biol 4: pii: a008052.
Huang S, Chen J, Tian R, Wang J, Xie C, et al. (2018) Down -regulation of dishevelled -2
inhibits cell proliferation and invasion in hepatoblastoma. Pediat r Blood Cancer
10.1002/pbc.27032.
Rabanal -Ruiz Y and Korolchuk V (2018) mTORC1 and Nutrient Homeostasis: The
Central Role of the Lysosome. Int J Mol Sci 19: pii: E818.
Gao C, Cao W, Bao L, Zuo W, Xie G, et al. (2010) Autophagy negatively regulates Wnt
signalling by promoting Dishevelled degradation. Nat Cell Biol 12: 781 -790.
Lin A, Piao HL, Zhuang L, Sarbassov dD, Ma L, et al. (2014) FoxO transcription factors
promote AKT Ser473 phosphorylation and renal tumor growth in response to
pharmacologic inhibition of the PI3K -AKT pathway. Cancer Res 74: 1682 -1693.
Chen CC, Jeon SM, Bhaskar PT, Nogueira V, Sundararajan D, et al. (2010) FoxOs inhibit
mTORC1 and activate Akt by inducing the expression of Sestrin3 and Rictor. Dev Cell 18:
592-604.
Goncharova EA, Goncha rov DA, Li H, Pimtong W, Lu S, et al. ( 2011) mTORC2 is
required for proliferation and survival of TSC2 -null cells. Mol Cell Biol 31: 2484 -2498.
Wang L, Payton R, Dai W and Lu L (2011) Hyperosmotic Stress -induced ATF -2
Activation through Polo -like Kinase 3 in Human Corneal Epithelial Cells. J Biol Chem
286: 1951 -1958.
Kode A, Mosialou I, Silva BC, Rached MT, Zhou B, et al. ( 2012) FOXO1 orchestrates the
bone -suppressing function of gut -derived serotonin. J Clin Invest 122: 3490 -3503.