DOI: https://doi.org/10.3389/fmed.2025.1626570
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41551513
تاريخ النشر: 2026-01-02
المؤلف: Xinru Wu وآخرون
الموضوع الرئيسي: أبحاث المنتجات النهائية المتقدمة للجليكاسيون
نظرة عامة
تقدم هذه القسم نظرة عامة على العلاقة بين منتجات الجليكشن المتقدمة (AGEs) وضمور العضلات الهيكلية، مع التأكيد على الآثار الضارة لـ AGEs على صحة العضلات. ترتبط AGEs بمستقبلها، RAGE، مما يؤدي إلى تقليل تخليق بروتين العضلات، وزيادة تدهور البروتين، وضعف تجديد ألياف العضلات، وزيادة موت الخلايا العضلية، وكلها تساهم في ضمور العضلات الهيكلية. تستعرض الدراسة الأدبيات الحديثة لتوضيح هذه الآليات والآثار المحتملة للتخفيف من خلال التمارين.
الهدف من البحث هو تجميع النتائج من 138 دراسة مختارة تستكشف كيف يمكن أن تتصدى التمارين للآثار السلبية لـ AGEs على كتلة العضلات. أظهرت التمارين أنها تقلل من تكوين AGEs من خلال تحسين حساسية الأنسولين وعمليات التمثيل الغذائي للجلوكوز، بالإضافة إلى تقليل الالتهاب المزمن والإجهاد التأكسدي. علاوة على ذلك، تعزز من عملية التمثيل الغذائي للـ AGEs في الكلى. تشير هذه الرؤى إلى أن استهداف محور AGEs-RAGE من خلال أساليب دوائية، جنبًا إلى جنب مع تدخلات التمارين، قد يكون حاسمًا في الوقاية من وعلاج الساركوبينيا المرتبطة بالشيخوخة والاضطرابات الأيضية. يُشجع البحث المستقبلي على توضيح دور AGEs في ضمور العضلات والآليات التي من خلالها تمارس التمارين آثارها الوقائية.
مقدمة
تسلط المقدمة الضوء على الدور الحاسم للعضلات الهيكلية في الحركة البشرية وتنظيم الأيض، حيث تشكل حوالي 40% من كتلة الجسم البالغة. يمثل ضمور العضلات، الذي يعيق الوظيفة الانقباضية والحركة، مخاطر صحية كبيرة، خاصة في السكان المتقدمين في السن الذين من المتوقع أن يتجاوز عدد حالات ضمور العضلات المرتبطة بالعمر 1.4 مليار حالة بحلول عام 2030. تشمل العوامل المساهمة في فقدان العضلات الهيكلية الشيخوخة، والاضطرابات الأيضية، والخمول، وسوء التغذية، والأمراض، وآثار الأدوية. ومن الجدير بالذكر أن منتجات الجليكشن المتقدمة (AGEs) قد ظهرت كوسيطات هامة في تطوير وتقدم ضمور العضلات، حيث يرتبط تراكمها بمختلف الأمراض التنكسية والمتلازمات الأيضية.
تتكون AGEs من خلال تفاعلات الجليكشن غير الإنزيمية وترتبط تراكمها المرضي بعوامل خطر الساركوبينيا، مثل العمر، والنظام الغذائي، والحالة الجلايسيمية، وتكرار التمارين. على وجه الخصوص، أظهرت ترسبات AGEs الجلدية أنها تتنبأ بالساركوبينيا لدى البالغين الأكبر سنًا. يؤدي التعرض المزمن لـ AGEs إلى تعطيل توازن بروتين العضلات، وتسريع الشيخوخة الخلوية، والمساهمة في فقدان كتلة العضلات، حيث تؤدي الأنظمة الغذائية الغنية بالسكر والدهون إلى تفاقم هذه الآثار. على الرغم من أن المستقبل لـ AGEs (RAGE) متورط في آليات ضمور العضلات الناتجة عن AGEs، إلا أن المسارات الدقيقة لا تزال غير واضحة. تهدف هذه المراجعة إلى توضيح التأثيرات التنظيمية لمحور إشارة AGEs-RAGE على ديناميات بروتين العضلات، وتجديد الخلايا، والموت الخلوي، فضلاً عن إمكانية التمارين في التخفيف من ضمور العضلات من خلال تقليل تكوين AGEs وتراكمها.
مناقشة
تتناول قسم المناقشة في ورقة البحث تشكيل، وعمليات التمثيل الغذائي، والآثار المرضية لمنتجات الجليكشن المتقدمة (AGEs) في ضمور العضلات الهيكلية. تتكون AGEs من خلال مسارات داخلية، بشكل رئيسي عبر تفاعل ميلارد، ومصادر خارجية، وخاصة من الأطعمة المعالجة. يتفاقم تراكمها بسبب عوامل مثل الشيخوخة، وارتفاع سكر الدم، والأنظمة الغذائية الغنية بـ AGEs، مما يؤدي إلى آثار ضارة على وظيفة الأنسجة. تبرز الورقة أن AGEs تتفاعل مع مستقبلات مثل RAGE، مما يؤدي إلى تنشيط مسارات الالتهاب والإجهاد التأكسدي التي تساهم في خلل الخلايا، ومقاومة الأنسولين، وفي النهاية، الأمراض المزمنة.
الآليات التي من خلالها تؤدي AGEs إلى ضمور العضلات الهيكلية متعددة الأوجه. إنها تعيق تخليق البروتين من خلال تعطيل مسار إشارة PI3K/Akt/mTOR، الذي يعد حاسمًا لنمو العضلات وإصلاحها. كما أن AGEs المرتفعة تنشط نظام اليوبكويتين-البروتيازوم، مما يعزز تدهور البروتين ويزيد من فقدان العضلات. علاوة على ذلك، تؤثر AGEs سلبًا على الالتهام الذاتي، وهو أمر ضروري لإزالة البروتينات والأعضاء التالفة، وتعيق تجديد خلايا الأقمار الصناعية العضلية، الضرورية لإصلاح العضلات. تؤكد الورقة على أهمية فهم دور AGEs في ضمور العضلات لتطوير استراتيجيات وقائية، خاصة في الشيخوخة والاضطرابات الأيضية، مشيرة إلى أن تقليل AGEs قد يعزز صحة العضلات ووظيفتها.
القيود
تسلط القيود في هذه الدراسة الضوء على عدة مجالات حاسمة للبحث المستقبلي. أولاً، إن نهج المراجعة السردية، على الرغم من كونه شاملاً، يفتقر إلى الموضوعية التي يمكن أن توفرها التحليلات التلوية، مما قد يؤثر على قوة النتائج المتعلقة بدور منتجات الجليكشن المتقدمة (AGEs) في ضمور العضلات الهيكلية وآثار التمارين. ثانيًا، يثير الاعتماد على الأبحاث الأساسية، التي أجريت بشكل أساسي من خلال نماذج الخلايا والحيوانات، مخاوف بشأن قابلية تطبيق هذه النتائج على البشر، نظرًا للاختلافات الكبيرة في أنواع ألياف العضلات والخصائص الأيضية بين الأنواع. قد لا تعكس الطرق المستخدمة لتحفيز AGEs في نماذج الحيوانات بدقة التراكم التدريجي الذي يُرى في البشر بسبب الشيخوخة أو الأمراض الأيضية، مما يبرز الحاجة إلى مزيد من التجارب السريرية العشوائية على البشر للتحقق من هذه الآليات.
بالإضافة إلى ذلك، تركز المراجعة بشكل أساسي على محور إشارة AGEs-مستقبل منتجات الجليكشن المتقدمة (RAGE)، متجاهلة مستقبلات وآليات أخرى محتملة متورطة في ضمور العضلات الناتج عن AGEs. تشير هذه القيود إلى الحاجة لمزيد من الاستكشاف لمسارات غير RAGE للحصول على فهم شامل للآليات المرضية لـ AGEs. أخيرًا، بينما تشير المقالة إلى أن بعض أنماط التمارين يمكن أن تخفف من تراكم AGEs وضمور العضلات، إلا أنها لا تتناول آثار معلمات التمرين المحددة، مثل الحمل، والتكرار، أو المدة. يجب أن تهدف الدراسات المستقبلية إلى توضيح هذه الجوانب من خلال تجارب بشرية صارمة وتحليلات تلوية لتعزيز فهمنا للتفاعل بين AGEs، وضمور العضلات، والتمارين.
DOI: https://doi.org/10.3389/fmed.2025.1626570
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41551513
Publication Date: 2026-01-02
Author(s): Xinru Wu et al.
Primary Topic: Advanced Glycation End Products research
Overview
The section provides an overview of the relationship between Advanced Glycation End Products (AGEs) and skeletal muscle atrophy, emphasizing the detrimental effects of AGEs on muscle health. AGEs bind to their receptor, RAGE, leading to reduced muscle protein synthesis, increased protein degradation, impaired muscle fiber regeneration, and enhanced myocyte apoptosis, all of which contribute to skeletal muscle atrophy. The study reviews recent literature to elucidate these mechanisms and the potential mitigating effects of exercise.
The objective of the research is to synthesize findings from 138 selected studies that explore how exercise can counteract the adverse impacts of AGEs on muscle mass. Exercise is shown to lower AGE formation by improving insulin sensitivity and glucose metabolism, as well as reducing chronic inflammation and oxidative stress. Furthermore, it enhances renal metabolism of AGEs. These insights suggest that targeting the AGEs-RAGE axis through pharmacological approaches, alongside exercise interventions, could be crucial in preventing and treating sarcopenia associated with aging and metabolic disorders. Future research is encouraged to further clarify the role of AGEs in muscle atrophy and the mechanisms by which exercise exerts its protective effects.
Introduction
The introduction highlights the critical role of skeletal muscle in human locomotion and metabolic regulation, comprising about 40% of adult body mass. Muscle atrophy, which impairs contractile function and mobility, poses significant health risks, particularly in an aging population projected to exceed 1.4 billion cases of age-related muscle atrophy by 2030. Factors contributing to skeletal muscle loss include aging, metabolic disorders, inactivity, malnutrition, diseases, and medication effects. Notably, advanced glycation end-products (AGEs) have emerged as significant mediators in the development and progression of muscle atrophy, with their accumulation linked to various degenerative diseases and metabolic syndromes.
AGEs are formed through non-enzymatic glycation reactions and their pathological accumulation correlates with sarcopenia risk factors, such as age, diet, glycemic status, and exercise frequency. Specifically, dermal AGEs deposition has been shown to predict sarcopenia in older adults. Chronic exposure to AGEs disrupts muscle protein homeostasis, accelerates cellular senescence, and contributes to muscle mass loss, with high-sugar and high-fat diets exacerbating these effects. Although the receptor for advanced glycation end-products (RAGE) is implicated in the mechanisms of AGEs-induced atrophy, the precise pathways remain unclear. This review aims to elucidate the regulatory effects of the AGEs-RAGE signaling axis on muscle protein dynamics, cell regeneration, and apoptosis, as well as the potential of exercise to mitigate muscle atrophy by reducing AGEs formation and accumulation.
Discussion
The discussion section of the research paper elaborates on the formation, metabolism, and pathological implications of advanced glycation end-products (AGEs) in skeletal muscle atrophy. AGEs are formed through both endogenous pathways, primarily via the Maillard reaction, and exogenous sources, notably from processed foods. Their accumulation is exacerbated by factors such as aging, hyperglycemia, and high-AGE diets, leading to detrimental effects on tissue function. The paper highlights that AGEs interact with receptors like RAGE, triggering inflammatory and oxidative stress pathways that contribute to cellular dysfunction, insulin resistance, and ultimately, chronic diseases.
The mechanisms by which AGEs induce skeletal muscle atrophy are multifaceted. They impair protein synthesis by disrupting the PI3K/Akt/mTOR signaling pathway, which is crucial for muscle growth and repair. Elevated AGEs also activate the ubiquitin-proteasome system, promoting protein degradation and exacerbating muscle loss. Furthermore, AGEs negatively affect autophagy, essential for clearing damaged proteins and organelles, and hinder the regeneration of muscle satellite cells, crucial for muscle repair. The paper underscores the importance of understanding AGEs’ role in muscle atrophy to develop preventive strategies, particularly in aging and metabolic disorders, suggesting that reducing AGEs may enhance muscle health and function.
Limitations
The limitations of this study highlight several critical areas for future research. Firstly, the narrative review approach, while comprehensive, lacks the objectivity that a meta-analysis could provide, potentially affecting the robustness of the findings regarding the role of advanced glycation end-products (AGEs) in skeletal muscle atrophy and the effects of exercise. Secondly, the reliance on basic research, primarily conducted through cell and animal models, raises concerns about the applicability of these findings to humans, given the significant differences in muscle fiber types and metabolic characteristics between species. The methods used to induce AGEs in animal models may not accurately reflect the gradual accumulation seen in humans due to aging or metabolic diseases, underscoring the need for more human randomized controlled trials to validate these mechanisms.
Additionally, the review predominantly focuses on the AGEs-receptor for advanced glycation end-products (RAGE) signaling pathway, neglecting other potential receptors and mechanisms involved in AGEs-induced muscle atrophy. This limitation suggests a need for further exploration of non-RAGE pathways to gain a comprehensive understanding of the pathogenic mechanisms of AGEs. Lastly, while the article notes that certain exercise modalities can mitigate AGEs accumulation and muscle atrophy, it does not delve into the effects of specific exercise parameters, such as load, frequency, or duration. Future studies should aim to clarify these aspects through rigorous human trials and meta-analyses to enhance our understanding of the interplay between AGEs, muscle atrophy, and exercise.