Dalla reazione di Maillard agli Advanced Glycation End-products (AGE)

Con il termine AGE ci riferiamo agli Advanced Glycation End-products, cioè prodotti della glicazione avanzata, che derivano dalla reazione di Maillard, scoperta nel 1912, in cui gli zuccheri riducenti, come il glucosio, reagiscono non enzimaticamente con gli aminogruppi di proteine reagiscono con i gruppi carbonilici degli zuccheri riducenti, formando le basi di Schiff e i composti di Amadori per produrre gli AGEs e le Melanoidine. La reazione di glicazione avviene anche nel nostro organismo, in particolare in presenza di concentrazioni elevate di zuccheri, come il glucosio, nel sangue. Possiamo affermare che gli AGEs presenti nel sangue non sono solamente quelli di origine endogena ma possono derivare anche dalla dieta se privilegiamo cibi cotti o preparati in particolari condizioni che ne favoriscono la formazione. I prodotti che si formano da questa reazione di imbrunimento non enzimatico sono molteplici e sembrano influire negativamente sullo sviluppo di diverse patologie come l'aterosclerosi, il diabete e l'Alzheimer. Lo scopo di questa tesi è stato quello di sintetizzare, e in seguito analizzare, gli AGE e le Melanoidine, focalizzandomi sulla reazione tra lo zucchero GLICERALDEIDE, trioso molto reattivo in grado di formare legami crociati con le proteine, e due differenti amminoacidi: la LISINA, amminoacido molto reattivo a causa dei suoi 2 gruppi amminici, da cui deriva il GLAP, AGE studiato per la sua neurotossicità e la GLUTAMINA. Mi sono concentrato sulla sintesi del GLAP perchè ci sono pochi dati in letteratura su questo AGE, e perchè i composti derivati dalla gliceraldeide non sono ancora del tutto caratterizzati, al contrario dei composti che derivano dal glucosio (come la Pentosidina o il CML) che sono già ben conosciuti. Ci sono numerosi studi sugli AGEs di cui si sono già identificate molte delle strutture; invece per quanto riguarda l'ultimo grado di imbrunimento delle reazioni si sa che si formano molecole ad alto peso molecolare: le MELANOIDINE, la cui struttura però non è ancora stata caratterizzata. Per sintetizzare questi prodotti finali di glicazione ho utilizzato una tecnica al microonde attraverso un microonde monomodale; l'uso delle microonde (MO) per accelerare una reazione chimica costituisce una valida alternativa agli altri metodi conosciuti per fornire energia (riscaldare) ad una reazione chimica. Una volta sintetizzato il GLAP e le melanoidine, ho analizzato e caratterizzato questi composti attraverso diverse tecniche: TLC (cromatografia su strato sottile), spettrofotometro UV-vis, HPLC (cromatografia liquida ad alta prestazione) e spettro di massa. In conclusione si può dire che abbiamo messo a punto una sintesi al MW per ottenre il GLAP, successivamente caratterizzato via TLC, ottenendo una sola macchia fluorescente, e all' HPLC-HMRS, ottenendo 2 spettri di massa diversi in base al MW utilizzato per la sintesi del GLAP. Utilizzando invece come amminoacido la GLUTAMINA dall'analisi degli spettri HPLC-HMRS non sembrano formarsi dei composti con struttura simile agli AGE ma al GC-MS sembrano essere presenti nella miscela di reazione diversi eterocicli, come i pirroli, pirrolidine, pirrazoli e triazoli. Sempre per quanto riguarda la sintesi tra glutamina e gliceraldeide, il trend dell'imbrunimento dei composti ottenuti, e quindi dell'assorbanza, è direttamente proporzionale alla concentrazione e aumenta all'aumentare del tempo di reazione nel MW.