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Oxidative stress and aging: Is methylglyoxal the hidden enemy?

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Aging is a multifactorial process that involves changes at the cellular, tissue, organ and the whole body levels resulting in decreased functioning, development of diseases, and ultimately death. Oxidative stress is believed to be a very important factor in causing aging and age-related diseases. Oxidative stress is caused by an imbalance between oxidants such as reactive oxygen species (ROS) and antioxidants. ROS are produced from the mitochondrial electron transport chain and many oxidative reactions. Methylglyoxal (MG) is a highly reactive dicarbonyl metabolite formed during glucose, protein and fatty acid metabolism. MG levels are elevated in hyperglycemia and other conditions. An excess of MG formation can increase ROS production and cause oxidative stress. MG reacts with proteins, DNA and other biomolecules, and is a major precursor of advanced glycation end products (AGEs). AGEs are also associated with the aging process and age-related diseases such as cardiovascular complications of diabetes, neurodegenerative diseases and connective tissue disorders. AGEs also increase oxidative stress. In this review we discuss the potential role of MG in the aging process through increasing oxidative stress besides causing AGEs formation. Specific and effective scavengers and crosslink breakers of MG and AGEs are being developed and can become potential treatments to slow the aging process and prevent many diseases.

Le vieillissement est un processus multifactoriel qui implique des modifications au niveau des cellules, des tissus, des organes et du corps entier; ces modifications entraînent une diminution des fonctions, le développement de maladies, et ultimement la mort. Le stress oxydatif jouerait un rôle très important dans le vieillissement et les maladies liées à l’âge. Le stress oxydatif est causé par un déséquilibre entre des oxydants tels que les espèces réactives de l’oxygène (ROS) et les antioxydants. Les ROS sont produites par la chaîne de transport des électrons dans la mitochondrie ainsi que par de nombreuses réactions oxydantes. Le méthylglyoxal (MG) est un métabolite dicarbonyl hautement réactif formé durant le métabolisme du glucose, des protéines et des acides gras. Les taux de MG augmentent durant divers conditions, dont l’hypoglycémie. Une formation excessive de MG peut augmenter la production de ROS et causer un stress oxydatif. Le MG réagit avec les protéines, l’ADN et d’autres biomolécules, et est un précurseur important des produits terminaux avancés de glycation (AGE). Les AGE sont aussi associés au processus de vieillissement et aux maladies liées à l’âge, comme les complications cardiovasculaires du diabète, les maladies neurodégénératives et les maladies du tissu conjonctif. De plus, les AGE augmentent le stress oxydatif. Dans cette synthèse, nous discuterons du rôle potentiel du MG dans le processus de vieillissement, par l’augmentation de stress oxydatif et la formation d’AGE. Des piégeurs et des briseurs spécifiques et efficaces des liaisons croisées du MG et des AGE sont en développement, et pourraient devenir des traitements potentiels pour ralentir le processus de vieillissement et prévenir de nombreuses maladies.
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Document Type: Research Article

Publication date: March 1, 2010

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