Koenzim Q10 (CoQ10; szinonima: ubiquinone) egy vitaminoid (vitamin-szer), amelyet 1957-ben fedeztek fel a Wisconsini Egyetemen. Kémiai szerkezetének tisztázását egy évvel később a K. Folkers professzor, a természetes termékek vegyésze által vezetett munkacsoport végezte el. A Q koenzimek a oxigén (O2), hidrogén (Kéz szén (C) atomok, amelyek úgynevezett gyűrű alakú kinonszerkezetet alkotnak. Lipofil (zsírban oldódó) izoprenoid oldallánc kapcsolódik a benzokinon gyűrűhöz. A Q koenzim kémiai neve 2,3-dimetoxi-5-metil-6-poliizoprén-parabenzokinon. Az izoprén egységek számától függően megkülönböztethetők a Q1-Q10 koenzimek, amelyek mind természetesen előfordulnak. Például a Q9 koenzimre van szükség a növényeknél a fotoszintézishez. Csak az emberek számára koenzim Q10 elengedhetetlen. Mivel a Q koenzimek minden sejtben jelen vannak - emberi, állati, növényi, baktériumok - ubikinonoknak is hívják őket (latinul „ubique” = „mindenhol”). Állati eredetű élelmiszerek, például izomhús, máj, hal, és tojás, főleg tartalmaznak koenzim Q10, míg a növényi eredetű élelmiszerek túlnyomórészt ubikinonokat tartalmaznak, alacsonyabb izoprén egységek számával - például a Q9 koenzim nagy mennyiségben található a teljes kiőrlésű termékekben. Az ubikinonok szerkezeti hasonlóságot mutatnak a E-vitamin és a K-vitamin.
Szintézis
Az emberi szervezet szinte az összes szövetben és szervben képes szintetizálni a Q10 koenzimet. A szintézis fő helyei a mitokondrium (Eukarióta sejtek „energiaerőművei”) a máj. A benzokinon-rész elődje a tirozin aminosav, amelyet az esszenciális (létfontosságú) aminosav fenilalaninból endogén módon szintetizálnak (a testben). A kinongyűrűhöz kapcsolódó metil (CH3) csoportok az univerzális metilcsoport donorból (CH3 csoportokat adományozó) S-adenozilmetioninból (SAM) származnak. Az izoprenoid oldallánc szintézise az izoprenoid anyagok általános bioszintetikus útját követi a mevalonsav (elágazó láncú, telített hidroxi-zsírsav) útján - az úgynevezett mevalonát útján (izoprenoidok képződése acetil-koenzim A-ból (acetil-CoA)). A Q10 koenzim önszintéziséhez különféle B-csoportra is szükség van vitaminok, például niacin (B3-vitamin), pantoténsav (B5-vitamin), piridoxin (B6-vitamin), folsav (B9-vitamin) és a kobalamin (vitamin B12). Például, pantoténsav részt vesz az acetil-CoA biztosításában, piridoxin tirozinból származó benzokinon bioszintézisében és folsavés a kobalamin a metilcsoport remetilezésében (CH3-csoport transzferje) homocisztein nak nek metionin (→ a SAM szintézise). A tirozin, a SAM és a mevalonsav és az ubiquinon prekurzorok elégtelen ellátása vitaminok A B3, B5, B6, B9 és B12 jelentősen csökkentheti az endogén Q10 szintézist és növelheti a koenzim Q10 hiány kockázatát. Ehhez hasonlóan hiányos (nem megfelelő) bevitel E-vitamin csökkentheti a Q10 és a vezet a szervi ubikinonszint jelentős csökkenéséhez. Betegek hosszú távon összesen parenterális táplálás (a gyomor-bél traktust megkerülő mesterséges táplálkozás) gyakran mutat Q10 koenzim hiányt az elégtelen endogén (endogén) szintézis miatt. A hiányos Q10 önszintézis oka a hiánya első passz anyagcsere (egy anyag átalakulása a máj) a fenilalanintól a tirozinig, és a tirozin előnyös alkalmazása a fehérje bioszintézisében (a fehérje endogén termelése). Ezenkívül az első passz hatása metionin A SAM hiányzik, így a metionint elsősorban a májon kívüli szulfáttá (aminocsoport (NH2) kiszorítása vagy felszabadítása) transzaminálják. Olyan betegségek során, mint pl phenylketonuria (PKU), a Q10 szintézis sebessége is csökkenthető. Ez a betegség az anyagcsere leggyakoribb veleszületett hibája, amelynek előfordulási gyakorisága (új esetek száma) körülbelül 1: 8,000 XNUMX. Az érintett betegek a fenilalanin-hidroxiláz (PAH) enzim aktivitásának hiányát vagy csökkent aktivitását mutatják, amely felelős a fenilalanin tirozinná bomlásáért. Az eredmény a fenilalanin felhalmozódása (felhalmozódása) a testben, ami károsodott állapotba kerül agy A tirozinhoz vezető metabolikus út hiánya miatt ennek az aminosavnak relatív hiánya lép fel, amely az aminosav bioszintézise mellett neurotranszmitter dopamin, a pajzsmirigyhormon tiroxin és a pigment pigment melanin, csökkenti a Q10 koenzim szintézisét. Terápia val vel sztatinok (szerek leengedni szokott koleszterin szintet), amelyet arra használnak hypercholesterinaemia (megemelkedett szérum koleszterinszint), a Q10 koenzim követelmények megnövekedésével jár. A sztatinok, Mint például a simvastatin, pravasztatin, lovasztatin és a atorvastatin, a 3-hidroxi-3-metil-glutaril-koenzim A reduktáz (HMG-CoA reduktáz) inhibitorok farmakológiai anyagosztályába tartoznak, amelyek gátolják (gátolják) a HMG-CoA mevalonsavvá történő átalakulását - sebesség meghatározó lépés koleszterin szintézis - az enzim blokkolásával. A sztatinok ezért más néven koleszterin szintézis enzim (CSE) inhibitorok. A HMG-CoA reduktáz blokkolásával, amely a mevalonsav csökkent mennyiségéhez vezet, a sztatinok megakadályozzák az endogén ubikinon szintézist a koleszterin bioszintézis. Csökkent szérum Q10-koncentrációt gyakran megfigyelnek a CSE-gátlókkal kezelt betegeknél. Nem világos azonban, hogy a Q10 szint csökkenése a csökkent önszintézis következménye, vagy a sztatin által okozott szérum lipidszint csökkenés vagy mindkettő következménye, koncentráció az ubiquinone-10, amelyet a vér lipoproteinek által korrelál a keringéséval lipidek a vérben. A Q10 károsodott önszintézise a sztatinok és az alacsony táplálék (étrendi) Q10 bevitel mellett kombinálva növeli a Q10 koenzim hiány kockázatát. Ezért azoknak a betegeknek, akiknek rendszeresen szedniük kell a HMG-CoA reduktáz inhibitorokat, biztosítaniuk kell a Q10 koenzim megfelelő étrendi bevitelét, vagy további Q10 pótlást kell kapniuk. A Q10 koenzim alkalmazása jelentősen csökkentheti a CSE-gátlók mellékhatásait, mivel ezek részben az ubikinon-10 hiányának tudhatók be. Az életkor növekedésével csökken a Q10 koncentráció különböző szervekben és szövetekben megfigyelhető. Többek között a csökkent önszintézist tárgyalják okként, amely feltehetően az ubikinon prekurzorok és / vagy a különféle vitaminok a B csoportba. És így, hiperhomociszteinémia (emelkedett homocisztein szintje) gyakran előfordul az időseknél a hiány hiánya miatt vitamin B12, folsav, illetve B6-vitamin, amely a SAM csökkent tartalmával jár.
Abszorpció
A zsírban oldódó A, D, E és K vitaminokhoz hasonlóan a Q koenzimek is felszívódnak (felszívódnak) a felső vékonybélben a zsíremésztés során lipofil izoprenoid oldalláncuk miatt, azaz. étkezési zsírok, mint a lipofil molekulák transzportjának eszköze, az epesavak oldódása (az oldhatóság növelése) és micellák képzése (transzportgyöngyök képzése, amelyek zsírban oldódó anyagokat vizes oldatban szállíthatnak), valamint a hasnyálmirigy-észterázok (emésztőenzimek a hasnyálmirigy) a kötött ubiquinonok hasításához szükséges az optimális bélfelszívódáshoz (a bélen keresztüli felvétel). Az élelmiszerhez kötött ubiquinonok először a hasnyálmirigyből származó észterázok (emésztőenzimek) révén hidrolízisen mennek keresztül (hasítás vízzel történő reakció útján) a bél lumenében. Az ebben a folyamatban felszabaduló Q koenzimek a kevert micellák (az epesók és az amfifil lipidek aggregátumai) részeként eljutnak az enterociták (a vékonybél hám sejtjei) kefe határmembránjába, és internalizálódnak (felveszik a sejtekbe). Intracellulárisan (a sejteken belül) az ubiquinonok beépülése (felvétele) történik chilomicronokban (lipidekben gazdag lipoproteinek), amelyek a lipofil vitaminoidokat a nyirok útján szállítják a perifériás vérkeringésbe. A magas molekulatömeg és a lipidoldékonyság miatt a szállított ubikinonok biohasznosulása alacsony, és valószínűleg 5-10% között mozog. Az abszorpciós ráta csökken a dózis növelésével. A zsírok és a másodlagos növényi vegyületek, például a flavonoidok egyidejű bevitele növeli a Q10 koenzim biohasznosulását.
Szállítás és eloszlás a testben
A májba történő szállítás során szabad zsírsavak (FFS) és a kolomikronok monogliceridjei a lipoprotein hatására felszabadulnak a perifériás szövetekbe, például zsírszövetbe és izomba lipáz (LPL), amely a sejtek felszínén helyezkedik el és hasít trigliceridek. Ez a folyamat a chilomikronokat chilomicron maradványokká (alacsony zsírtartalmú chilomicron maradványokká) bontja le, amelyek a máj specifikus receptoraihoz kötődnek. A Q koenzimek májba történő felvétele receptor által közvetített endocitózis (a sejtekbe történő felvétele által behatolás biomembránból vezikulák képződéséhez). A májban az étkezésből származó alacsony láncú koenzimek (Q1-Q9 koenzimek) Q10 koenzimmé alakulnak. Ezt követően az ubikinon-10-et a VLDL-ben tárolják (nagyon alacsony sűrűség lipoproteinek). A VLDL-t a máj szekretálja (szekretálja), és bejuttatja a véráramba, hogy a Q10 koenzimet eloszthassa az extrahepatikus (a májon kívüli) szövetekben. A Q10 koenzim az összes testsejt - elsősorban a magas energiaforgalmú - sejtjeinek membránjaiban és lipofil szubcelluláris struktúráiban, különösen a belső mitokondriális membránban lokalizálódik. A legmagasabb Q10-koncentráció a szív, máj és tüdő, majd vesék, hasnyálmirigy (hasnyálmirigy) és lép. A megfelelő redoxarányoktól (redukciós / oxidációs arányoktól függően) a vitaminoid oxidált (ubikinon-10, rövidítve CoQ10) vagy redukált formában (ubiquinol-10, ubihidrokinon-10, rövidítve CoQ10H2) van jelen, és így mindkét szerkezetre hatással van és a sejtmembránok enzimatikus berendezése. Például a transzmembrán foszfolipázok aktivitása (enzimek hogy hasítanak foszfolipidek és más lipofil anyagokat) a redox státus szabályozza. A Q10 koenzim célsejtek általi felvétele szorosan kapcsolódik a lipoprotein katabolizmusához (a lipoproteinek lebomlása). Mivel a VLDL a perifériás sejtekhez kötődik, néhány Q10 szabad zsírsavakés a monoglicerideket passzív diffúzióval internalizálják (sejtekbe veszik) a lipoprotein hatására lipáz. Ennek eredményeként a VLDL katabolizálódik IDL-re (köztes sűrűség lipoproteinek) és ezt követően LDL (alacsony sűrűség lipoproteinek; koleszterinben gazdag alacsony sűrűségű lipoproteinek). Az ubikinon-10 kötődik LDL egyrészt a receptor által közvetített endocitózis révén a májba és az extrahepatikus szövetekbe kerül, és átkerül HDL (nagy sűrűségű lipoproteinek). HDL jelentősen részt vesz a lipofil anyagok perifériás sejtekből a májba történő szállításában. Az emberi test teljes ubikinon-10 állománya ellátásfüggő, és azt gondolják, hogy 0.5-1.5 g. Különböző betegségek vagy folyamatok, például szívizom és daganatos betegségek, cukorbetegség mellitus, neurodegeneratív betegségek, sugárterhelés, krónikus feszültség és a növekvő életkor vagy kockázati tényezők, Mint például a dohányzás és a UV sugárzás, a Q10 koenzim koncentráció in vér plazma, szervek és szövetek, mint pl bőr, csökkenthető. Ennek oka a szabad gyökök vagy a kórélettani állapotok tárgyalása. Egyelőre nem világos, hogy a csökkent Q10 tartalomnak van-e kórokozó hatása, vagy csupán mellékhatás. Az életkor előrehaladtával az egész testet csökkentő ubiquinone-10 leginkább a szívizomban figyelhető meg, a máj és a vázizom mellett. Míg a 40 éveseknél körülbelül 30% -kal kevesebb a szívizom Q10-értéke, mint az egészséges 20 éveseknél, a 10 évesek Q80-koncentrációja 50-60% -kal alacsonyabb, mint az egészséges 20 éveseké. Funkcionális rendellenességek Q10 hiány esetén 25% -kal, életveszélyes rendellenességekkel kell számolni, ha a Q10 koncentráció 75% felett csökken. Számos tényező tekinthető az ubikinon-10 tartalom időskori csökkenésének oka. A csökkent endogén szintézis és a nem megfelelő étrendi bevitel mellett a mitokondriumok csökkenése tömeg és megnövekedett fogyasztás az oxidatív hatás miatt feszültség szerepet játszanak.
