Koensüüm Q10 (CoQ10; sünonüüm: ubikinoon) on vitaminoid (vitamiinitaoline aine), mis avastati 1957. aastal Wisconsini ülikoolist. Selle keemilise struktuuri selgitamise viis aasta hiljem läbi looduslike toodete keemiku prof K. Folkersi juhitud töörühm. Koensüümid Q on ühendi hapnik (O2), vesinik (H) ja süsinik (C) aatomid, mis moodustavad nn rõngakujulise kinoonstruktuuri. Bensokinoonitsükli külge on kinnitatud lipofiilne (rasvlahustuv) isoprenoidne külgahel. Koensüümi Q keemiline nimetus on 2,3-dimetoksü-5-metüül-6-polüisopreen-parabensokinoon. Sõltuvalt isopreeniühikute arvust võib eristada koensüüme Q1-Q10, mis kõik esinevad looduslikult. Näiteks vajavad taimed fotosünteesiks koensüümi Q9. Ainult inimeste jaoks koensüüm Q10 on hädavajalik. Kuna koensüüme Q leidub kõigis rakkudes - inimese, looma, taime, bakterid - neid nimetatakse ka ubikinoonideks (ladina keeles „ubique” = „kõikjal”). Loomsed toidud, näiteks lihaliha, maks, kala ja munad, sisaldavad peamiselt koensüüm Q10, samas kui taimset päritolu toitudes on valdavalt ubikinoonid, mille isopreeniühikute arv on väiksem - näiteks leidub täisteratoodetes palju koensüümi Q9. Ubikinoonidel on struktuuriline sarnasus E-vitamiin ja K-vitamiin.
süntees
Inimorganism suudab sünteesida koensüümi Q10 peaaegu kõigis kudedes ja elundites. Sünteesi peamisteks kohtadeks on mitokondrid (Eukarüootsete rakkude "energiaelektrijaamad") maks. Bensokinooniosa eelkäija on aminohape türosiin, mis sünteesitakse endogeenselt (organismis) asendamatust (elutähtsast) aminohappe fenüülalaniinist. Kinoonitsüklile kinnitatud metüül (CH3) rühmad on tuletatud universaalsest metüülrühma doonorist (annetavad CH3 rühmad) S-adenosüülmetioniinist (SAM). Isoprenoidse külgahela süntees toimub isoprenoidsete ainete üldise biosünteetilise raja kaudu mevaloonhappe (hargnenud ahelaga, küllastunud hüdroksüülrasvhape) - nn mevalonaadi raja kaudu (isoprenoidide moodustumine atsetüül-koensüümist A (atsetüül-CoA)). Koensüümi Q10 isesünteesiks on vaja ka mitmesugust B-rühma vitamiinidnagu niatsiin (vitamiin B3), pantoteenhape (vitamiin B5), püridoksiin (vitamiin B6), foolhape (vitamiin B9) ja kobalamiin (vitamiini B12). Näiteks, pantoteenhape on seotud atsetüül-CoA pakkumisega, püridoksiin türosiinist bensokinooni biosünteesis ja foolhapeja kobalamiin rühma CH3 remetüülimisel (CHXNUMX rühma ülekandmisel) homotsüsteiin et metioniini (→ SAM-i süntees). Ubikinooni eellaste türosiini, SAMi ja mevaloonhappe ning vitamiinid B3, B5, B6, B9 ja B12 võivad märkimisväärselt vähendada endogeense Q10 sünteesi ja suurendada koensüümi Q10 puudulikkuse riski. Samamoodi on puudulik (ebapiisav) tarbimine E-vitamiin võib vähendada Q10 ja viima elundi ubikinooni taseme olulise languseni. Patsiendid pikaajaliselt kokku parenteraalne toitumine (kunstlik toitumine seedetraktist mööda minnes) esineb koensüümi Q10 puudulikkust ebapiisava endogeense (endogeense) sünteesi tõttu. Q10 puuduliku enesesünteesi põhjuseks on selle puudumine esmase läbimise ainevahetus (aine muundamine selle esimese läbimise ajal maks) fenüülalaniinist türosiinini ja türosiini eelistatav kasutamine valgu biosünteesiks (valgu endogeenne tootmine). Lisaks esimese passi efekt metioniini SAM-i puudumine puudub, nii et metioniin transamineeritakse peamiselt väljaspool maksa sulfaadiks (amino (NH2) rühma asendamine või vabanemine). Selliste haiguste käigus nagu fenüülketonuuria (PKU), saab ka Q10 sünteesi kiirust vähendada. See haigus on kõige tavalisem kaasasündinud ainevahetusviga, mille esinemissagedus (uute juhtude arv) on umbes 1: 8,000 XNUMX. Mõjutatud patsientidel on fenüülalaniini hüdroksülaasi (PAH) ensüümi puudumine või selle aktiivsuse vähenemine, mis vastutab fenüülalaniini lagunemise eest türosiiniks. Tulemuseks on fenüülalaniini akumuleerumine (kogunemine) organismi, mis põhjustab kahjustusi aju türosiini metaboolse raja puudumise tõttu tekib selle aminohappe suhteline defitsiit, mis lisaks aminohappe biosünteesile neurotransmitter dopamiini, kilpnäärmehormoon türoksiini ja pigmendipigment melaniini, vähendab koensüümi Q10 sünteesi. Ravi koos statiinid (ravimid kasutatakse alandamiseks kolesterooli tase), mida kasutatakse hüperkolesteroleemia (seerumi kolesteroolitaseme tõus), on seotud suurenenud koensüümi Q10 vajadustega. StatiinidNagu simvastatiin, pravastatiin, lovastatiin ja atorvastatiinkuuluvad 3-hüdroksü-3-metüülglutarüül-koensüüm A reduktaasi (HMG-CoA reduktaasi) inhibiitorite farmakoloogiliste ainete klassi, mis pärsivad (pärsivad) HMG-CoA muundumist mevaloonhappeks - kiirust määrav etapp kolesterooli süntees - ensüümi blokeerimisega. Statiinid on seetõttu tuntud ka kui kolesterooli sünteesi ensüümi (CSE) inhibiitorid. HMG-CoA reduktaasi blokeerimise kaudu, mis viib mevaloonhappe hulga vähenemiseni, takistavad statiinid lisaks endogeense ubikinooni sünteesi lisaks kolesterooli biosüntees. CSE inhibiitoritega ravitud patsientidel täheldatakse sageli Q10 kontsentratsiooni vähenemist seerumis. Siiski pole selge, kas Q10 langus seerumis tuleneb vähenenud enesesünteesist või statiinist tingitud seerumi lipiidide taseme langusest või mõlemast, kuna seerumi kontsentratsioon transporditakse ubikinoon-10 veri lipoproteiinide poolt korreleerub tsirkuleerivate omadega lipiidid veres. Q10 nõrgenenud enesesüntees statiinide kasutamisel koos madala toiduga (toiduga) Q10 tarbimisega suurendab koensüümi Q10 puudulikkuse riski. Sel põhjusel peaksid patsiendid, kes peavad regulaarselt võtma HMG-CoA reduktaasi inhibiitoreid, tagama koensüümi Q10 piisava tarbimise toidus või saama täiendavat Q10 lisandeid. Koensüümi Q10 kasutamine võib märkimisväärselt vähendada CSE inhibiitorite kõrvaltoimeid, kuna need on osaliselt tingitud ubikinoon-10 defitsiidist. Vanuse kasvades väheneb Q10 kontsentratsioon võib täheldada erinevates elundites ja kudedes. Muu hulgas käsitletakse põhjusena vähenenud enesesünteesi, mis tuleneb eeldatavasti ebapiisavast varustatusest ubikinooni prekursoritega ja / või erinevate vitamiinid B rühma. Seega hüperhomotsüsteineemia (kõrgendatud homotsüsteiin tase) leidub eakatel sageli puudulikkuse tõttu vitamiini B12, foolhapeja vitamiin B6, mis on seotud SAM-i vähenenud varustatusega.
Absorptsioon
Sarnaselt rasvlahustuvate vitamiinide A, D, E ja K imenduvad (omastatakse) koensüümid Q ka rasvade seedimise ajal peensoole ülaosas nende lipofiilsete isoprenoidsete külgahelate tõttu, st. toidurasvade olemasolu lipofiilsete molekulide transportimiseks, sapphapete lahustumine (lahustuvuse suurendamine) ja mitsellide moodustamine (transporditerade moodustamine, mis muudavad rasvlahustuvad ained vesilahuses transporditavaks) ja pankrease esteraasid (seedetrakti ensüümid seondunud ubikinoonide lõhustamiseks on vajalik soole optimaalseks imendumiseks (imendumine soolestiku kaudu). Toiduga seotud ubikinoonid läbivad esmalt kõhunäärmest pärinevate esteraaside (seedeensüümid) abil soolevalendikus hüdrolüüsi (lõhustamine veega reageerimisel). Selles protsessis vabanenud koensüümid Q jõuavad segatud mitsellide (sapisoolade ja amfifiilsete lipiidide agregaadid) osana enterotsüütide (peensoole epiteeli rakud) harjapiirdemembraanile ja sisestatakse (rakkudesse). Rakusiseselt (rakkudes) toimub ubikinoonide inkorporeerimine (omastamine) külomikronidesse (lipiidirikkad lipoproteiinid), mis transpordivad lipofiilseid vitaminoide lümfi kaudu perifeersesse vereringesse. Suure molekulmassi ja lipiidides lahustuvuse tõttu on tarnitavate ubikinoonide biosaadavus madal ja jääb tõenäoliselt vahemikku 5-10%. Imendumiskiirus väheneb annuse suurendamisel. Rasvade ja taimsete sekundaarsete ühendite, näiteks flavonoidide samaaegne tarbimine suurendab koensüümi Q10 biosaadavust.
Transport ja jaotumine kehas
Maksa transportimise ajal tasuta rasvhapped (FFS) ja külomikronite monoglütseriidid eralduvad lipoproteiini toimel perifeersetesse kudedesse, näiteks rasvkoesse ja lihastesse. lipaas (LPL), mis paikneb rakupindadel ja lõheneb triglütseriidid. See protsess lagundab külomikronid külomikroni jäänusteks (madala rasvasisaldusega külomikroni jäänused), mis seonduvad maksas spetsiifiliste retseptoritega. Koensüümide Q imendumine maksa toimub retseptori vahendatud endotsütoosi kaudu (rakkudesse imendub invagineerimine biomembraanist vesiikulite moodustamiseks). Maksas muudetakse toidu kaudu tarnitud madala ahelaga koensüümid (koensüümid Q1-Q9) koensüümiks Q10. Seejärel ladustatakse ubikinoon-10 VLDL-s (väga madal Tihedus lipoproteiinid). VLDL sekreteeritakse (sekreteeritakse) maksas ja viiakse vereringesse, et jaotada koensüüm Q10 ekstrahepaatilistesse (väljaspool maksa) kudedesse. Koensüüm Q10 lokaliseerub kõigi keharakkude membraanides ja lipofiilsetes rakulistes struktuurides, eriti mitokondriaalses sisemembraanis - peamiselt suure energiakäibega rakkudes. Suurimad Q10 kontsentratsioonid on leitud süda, maks ja kopsud, millele järgnevad neerud, pankreas (pankreas) ja põrn. Sõltuvalt vastavatest redoksisuhetest (redutseerimis- / oksüdeerumissuhted) on vitaminoid oksüdeeritud (ubikinoon-10, lühendatult CoQ10) või redutseeritud kujul (ubikinol-10, ubihüdrokinoon-10, lühendatud kui CoQ10H2) ja mõjutab seega mõlema struktuuri ja rakumembraanide ensümaatilised seadmed. Näiteks transmembraansete fosfolipaaside aktiivsus (ensüümide mis lõhenevad fosfolipiidid ja muud lipofiilsed ained) kontrollib redoksi staatus. Koensüümi Q10 omastamine märklaudrakkude poolt on tihedalt seotud lipoproteiinide katabolismiga (lipoproteiinide lagunemine). Kuna VLDL seondub perifeersete rakkudega, on mõned Q10 vabad rasvhappedja monoglütseriidid sisestatakse (võetakse rakkudesse) passiivse difusiooni teel lipoproteiini toimel lipaas. Selle tulemuseks on VLDL katabolism IDL-i (vaheühend Tihedus lipoproteiinid) ja seejärel kuni LDL (madal Tihedus lipoproteiinid; kolesteroolirikkad madala tihedusega lipoproteiinid). Seotud ubikinoon-10 LDL viiakse ühelt poolt retseptori vahendatud endotsütoosi kaudu maksa ja ekstrahepaatilistesse kudedesse ning kantakse üle HDL (kõrge tihedusega lipoproteiinid) teiselt poolt. HDL on märkimisväärselt seotud lipofiilsete ainete transportimisega perifeersetest rakkudest tagasi maksa. Inimorganismi kogu ubikinoon-10 varu sõltub varustusest ja arvatakse, et see on 0.5–1.5 g. Erinevate haiguste või protsesside korral, näiteks müokardi ja kasvajahaigused, diabeet suhkruhaigus, neurodegeneratiivsed haigused, kokkupuude kiiritusega, krooniline stress ja vanuse suurenemine või riskiteguridNagu suitsetamine ja UV-kiirgus, koensüüm Q10 kontsentratsioon in veri plasma, elundid ja koed, näiteks nahk, võib vähendada. Põhjusena käsitletakse vabu radikaale või patofüsioloogilisi seisundeid. Jääb selgusetuks, kas vähendatud Q10 sisaldus ise on patogeense toimega või on see lihtsalt kõrvalmõju. Vananemisega vähenenud kogu keha ubikinoon-10 on kõige rohkem märgatav südamelihastes, lisaks maksas ja skeletilihastes. Kui 40-aastastel inimestel on südamelihases Q30 umbes 10% vähem kui tervetel 20-aastastel, siis 10-aastaste Q80 kontsentratsioon on 50-60% madalam kui tervetel 20-aastastel. Funktsionaalsed häired Q10 puudujäägi korral on oodata 25% ja eluohtlike häirete korral, kui Q10 kontsentratsioon langeb üle 75%. Vanemas eas võib ubikinoon-10 sisalduse vähenemise põhjuseks pidada mitmeid tegureid. Lisaks endogeense sünteesi vähenemisele ja ebapiisavale toiduga tarbimisele, mitokondrite vähenemine mass ja oksüdeeriva toimega suurenenud tarbimine stress mängivad rolli.
