筋骨格系と障害における高度糖化最終産物

Advanced glycation end products in musculoskeletal system and disorders.

抄録

人類は世界的に高齢化が進んでおり、高齢者の数は年々増加していると言われています。また、高齢者には糖尿病が多く、糖尿病患者の数も増加しています。高齢者や糖尿病患者は、筋骨格系の障害を抱えていることが多く、それらはAGEs（Advanced Glycation End Products）と関連していると言われています。AGEsは、グルコースやその他の糖誘導体がタンパク質や脂質と非酵素的に反応して生成された異質な分子であり、多くの種類が確認されています。AGEsは、老化のバイオマーカーや病状の評価に用いられています。AGEsの測定には、蛍光法、分光法、質量分析法、クロマトグラフィー法、免疫学的手法などが一般的に用いられていますが、AGEsは不均一であるため、標準的な評価方法はありません。AGEsの生成は不可逆的であり、組織内に蓄積され、最終的には損傷を引き起こす。骨、軟骨、筋肉、腱、靭帯、神経などの神経筋骨格系組織では、AGEsの蓄積が確認されており、電荷の変化や架橋の形成により生体力学的特性に悪影響を及ぼしている。また、AGEsは、RAGE（Receptor for AGEs）などの受容体と結合し、細胞内のシグナル伝達によって炎症を誘発する。これらのメカニズムは、骨粗鬆症、変形性関節症、サルコペニア、腱鞘炎、神経障害など、老化や糖尿病に関連する様々な病態を引き起こす。このようなAGEsの病態を理解することは、患者のQOLに影響を与えるこれらの疾患の新たな予防法や治療法の開発につながると考えられる。ここでは、AGEsを検出するために使用されている現在の方法論を批判的にレビューし、AGEsが筋骨格系疾患を引き起こしたり悪化させたりする潜在的なメカニズムを紹介します。

The human population is ageing globally, and the number of old people is increasing yearly. Diabetes is common in the elderly, and the number of diabetic patients is also increasing. Elderly and diabetic patients often have musculoskeletal disorder, which are associated with advanced glycation end products (AGEs). AGEs are heterogeneous molecules derived from non-enzymatic products of the reaction of glucose or other sugar derivatives with proteins or lipids, and many different types of AGEs have been identified. AGEs are a biomarker for ageing and for evaluating disease conditions. Fluorescence, spectroscopy, mass spectrometry, chromatography, and immunological methods are commonly used to measure AGEs, but there is no standardized evaluation method because of the heterogeneity of AGEs. The formation of AGEs is irreversible, and they accumulate in tissue, eventually causing damage. AGE accumulation has been confirmed in neuromusculoskeletal tissues, including bones, cartilage, muscles, tendons, ligaments, and nerves, where they adversely affect biomechanical properties by causing charge changes and forming cross-linkages. AGEs also bind to receptors, such as the receptor for AGEs (RAGE), and induce inflammation by intracellular signal transduction. These mechanisms cause many varied aging and diabetes-related pathological conditions, such as osteoporosis, osteoarthritis, sarcopenia, tendinopathy, and neuropathy. Understanding of AGEs related pathomechanism may lead to develop novel methods for the prevention and therapy of such disorders which affect patients' quality of life. Herein, we critically review the current methodology used for detecting AGEs, and present potential mechanisms by which AGEs cause or exacerbate musculoskeletal disorders.