کوآنزیم Q10 (CoQ10 ؛ مترادف: ubiquinone) یک ویتامینوئید (ماده ای ویتامین مانند) است که در سال 1957 در دانشگاه ویسکانسین کشف شد. توضیح ساختار شیمیایی آن یک سال بعد توسط گروه کاری به رهبری پروفسور K. Folkers شیمی دان محصولات طبیعی انجام شد. کوآنزیم ها Q ترکیباتی از هستند اکسیژن (O2) ، هیدروژن (ح) و کربن اتم های (C) که به اصطلاح یک ساختار کینون حلقه ای شکل تشکیل می دهند. یک زنجیره جانبی ایزوپروئید لیپوفیلیک (محلول در چربی) به حلقه بنزوکینون متصل است. نام شیمیایی کوآنزیم Q 2,3،5-dimethoxy-6-methyl-1-polyisoprene-parabenzoquinone است. بسته به تعداد واحدهای ایزوپرن ، کوآنزیم های Q10-Q9 را می توان تشخیص داد که همه آنها به طور طبیعی اتفاق می افتند. به عنوان مثال ، کوآنزیم QXNUMX توسط گیاهان برای فتوسنتز مورد نیاز است. فقط برای انسانها کوآنزیم Q10 ضروری است. از آنجا که کوآنزیم های Q در همه سلول ها وجود دارد - انسان ، حیوان ، گیاه ، باکتری - آنها ubiquinones نیز نامیده می شوند (لاتین "ubique" = "همه جا"). غذاهای حیوانی ، مانند گوشت ماهیچه ، کبد، ماهی ، و تخم مرغ، به طور عمده حاوی کوآنزیم Q10، در حالی که غذاهای منشا گیاهی عمدتا دارای ubiquinones با تعداد کمتری از واحد ایزوپرن هستند - به عنوان مثال ، مقدار زیادی کوآنزیم Q9 در محصولات دانه ای کامل یافت می شود. Ubiquinones شباهت های ساختاری به ویتامین E و ویتامین K.
ترکیب
ارگانیسم انسان قادر است کوآنزیم Q10 را تقریباً در تمام بافت ها و اندام ها سنتز کند. مکانهای اصلی سنتز غشای میتوکندری ("نیروگاههای انرژی" سلولهای یوکاریوتی) در کبد. پیش ماده برای بخشی از بنزوكینون ، اسید آمینه تیروزین است كه به صورت درون زا (در بدن) از اسید آمینه ضروری (حیاتی) فنیل آلانین سنتز می شود. گروههای متیل (CH3) متصل به حلقه کینون از اهداکننده جهانی گروه متیل (اهدا کننده گروههای CH3) S-آدنوزیل متیونین (SAM) مشتق شده اند. سنتز زنجیره جانبی ایزوپرانوئید از طریق بیوسنتز عمومی مواد ایزوپروئید از طریق اسید mevalonic (زنجیره شاخه ، اسید چرب هیدروکسی اشباع) - مسیر اصطلاحاً mevalonate (تشکیل ایزوپرانوئیدها از استیل کوآنزیم A (استیل-CoA)) دنبال می شود. کوآنزیم Q10 به خود سنتز نیز به گروه B مختلفی نیاز دارد ویتامین ها، مانند نیاسین (ویتامین B3) ، اسید پانتوتنیک (ویتامین B5) ، پیریدوکسین (ویتامین B6) ، اسید فولیک (ویتامین B9) و کوبالامین (ویتامین B12) مثلا، اسید پانتوتنیک در تهیه استیل-CoA نقش دارد، پیریدوکسین در بیوسنتز بنزوکینون از تیروزین و اسید فولیکو کوبالامین در بازسازی (انتقال یک گروه CH3) از هموسیستئین به متیونین (→ سنتز SAM). تأمین ناکافی پیش سازهای ubiquinone تیروزین ، SAM و اسید مووالونیک و ویتامین ها B3 ، B5 ، B6 ، B9 و B12 می تواند به طور قابل توجهی سنتز Q10 درون زا را کاهش داده و خطر کمبود کوآنزیم Q10 را افزایش دهد. به طور مشابه ، کمبود (ناکافی) مصرف ویتامین E می تواند از خود سنتز Q10 و رهبری به میزان قابل توجهی در سطح اوبی کینون عضو. کل بیماران در دراز مدت تغذیه تزریقی (تغذیه مصنوعی با دور زدن دستگاه گوارش) اغلب به دلیل عدم سنتز کافی درون زا (درون زا) ، کمبود کوآنزیم Q10 را نشان می دهند. دلیل کمبود خود سنتز Q10 عدم وجود است متابولیسم پاس اول (تبدیل ماده در طی اولین عبور از آن کبد) از فنیل آلانین به تیروزین و استفاده ترجیحی از تیروزین برای بیوسنتز پروتئین (تولید درون زای پروتئین). علاوه بر این ، اثر پاس اول از متیونین به SAM وجود ندارد ، بنابراین متیونین در درجه اول به سولفات (جابجایی یا آزاد سازی یک آمینو (NH2) گروه) در خارج از کبد منتقل می شود. در روند بیماری هایی مانند فنیل کتونوریا (PKU) ، میزان سنتز Q10 نیز می تواند کاهش یابد. این بیماری شایعترین خطای متابولیسم ذاتی است که با بروز (تعداد موارد جدید) حدود 1: 8,000 نفر است. بیماران مبتلا کمبود یا کاهش فعالیت آنزیم فنیل آلانین هیدروکسیلاز (PAH) را نشان می دهند که مسئول تجزیه فنیل آلانین به تیروزین است. نتیجه تجمع (تجمع) فنیل آلانین در بدن است که منجر به اختلال می شود مغز توسعه. به دلیل عدم وجود مسیر متابولیکی به تیروزین ، کمبود نسبی این اسید آمینه رخ می دهد که علاوه بر بیوسنتز انتقال دهنده عصبی دوپامین، هورمون تیروئید تیروکسین و رنگدانه های رنگی ملانین، سنتز کوآنزیم Q10 را کاهش می دهد. درمان با استاتین ها (داروهای استفاده می شود برای پایین آوردن سطح کلسترول) ، که برای استفاده می شود هایپرکلسترولمی (افزایش سطح کلسترول سرم) ، با افزایش نیاز به کوآنزیم Q10 همراه است. استاتین ها، از جمله سیمواستاتین, پراواستاتین, لوواستاتین و آتورواستاتین، متعلق به گروه مواد دارویی 3-هیدروکسی-3-متیل گلوتاریل کوآنزیم مهارکننده های ردوکتاز A (HMG-CoA ردوکتاز) هستند که تبدیل HMG-CoA به اسید موالونیک را مهار می کنند (یک مرحله تعیین کننده سرعت در کلسترول سنتز - با مسدود کردن آنزیم. استاتین ها بنابراین به عنوان شناخته می شوند کلسترول بازدارنده های آنزیم سنتز (CSE). از طریق انسداد HMG-CoA ردوکتاز ، که منجر به کاهش میزان اسید mevalonic می شود ، استاتین ها علاوه بر این از سنتز درون ریز اوبی کینون جلوگیری می کنند. کلسترول بیوسنتز غلظت Q10 کاهش یافته در سرم اغلب در بیماران تحت درمان با مهارکننده های CSE مشاهده می شود. با این حال ، مشخص نیست که آیا کاهش Q10 سرم ناشی از کاهش خود سنتز است یا از طریق استاتین ناشی از کاهش سطح لیپید سرم یا هر دو ، زیرا سرم غلظت از ubiquinone-10 ، که در منتقل می شود خون توسط لیپوپروتئین ها ، با گردش خون ارتباط دارد لیپیدها در خون اختلال در خود سنتز Q10 با استفاده از استاتین ها همراه با مصرف کم Q10 غذایی (رژیم غذایی) خطر کمبود کوآنزیم Q10 را افزایش می دهد. به همین دلیل ، بیمارانی که نیاز به استفاده منظم از مهارکننده های HMG-CoA ردوکتاز دارند باید از مصرف کافی کوآنزیم در رژیم غذایی اطمینان کافی داشته باشند یا مکمل های Q10 اضافی دریافت کنند. استفاده از کوآنزیم Q10 می تواند اثرات جانبی مهارکننده های CSE را به میزان قابل توجهی کاهش دهد ، زیرا این موارد تا حدودی به دلیل کمبود یوبی کوینون -10 است. با افزایش سن ، Q10 کاهش می یابد غلظت در اندام ها و بافت های مختلف مشاهده می شود. از جمله ، کاهش سنتز خود به عنوان علت مورد بحث قرار گرفته است ، که احتمالاً ناشی از تأمین ناکافی با پیش سازهای ubiquinone و / یا انواع مختلف است. ویتامین ها از گروه B بدین ترتیب، هیپرهوموسیستئینمی (مرتفع شده هموسیستئین سطح) اغلب در سالمندان به عنوان یک نتیجه از کمبود وجود دارد ویتامین B12, اسید فولیک، و ویتامین B6 به ترتیب ، که با کاهش مصرف SAM همراه است.
جذب
مشابه ویتامین های محلول در چربی A ، D ، E و K ، کوآنزیم های Q نیز به دلیل وجود زنجیره جانبی ایزوپروئید لیپوفیلی در روده بزرگ کوچک در هنگام هضم چربی جذب می شوند. وجود چربیهای غذایی به عنوان وسیله ای برای انتقال مولکولهای لیپوفیلیک ، اسیدهای صفراوی برای حل شدن (افزایش حلالیت) و تشکیل میسل (تشکیل دانه های حمل و نقل که مواد محلول در چربی را قابل حمل در محلول آبی می کند) و استرازهای لوزالمعده (آنزیم های گوارشی از لوزالمعده) برای شکافتن وبی کینونهای متصل شده برای جذب مطلوب روده (جذب از طریق روده) لازم است. ubiquinones های وابسته به غذا ابتدا با استفاده از استرازها (آنزیم های هضم) از لوزالمعده تحت هیدرولیز (تجزیه با واکنش با آب) در لومن روده قرار می گیرند. کوآنزیم های Q که در این فرآیند آزاد می شوند ، به عنوان بخشی از میسل های مخلوط (جمع نمک های صفراوی و لیپیدهای آمفیفیلیک) به غشای حاشیه برس آنتروسیت ها (سلول های اپیتلیوم روده کوچک) می رسند و داخلی می شوند (به سلول ها منتقل می شوند). درون سلولی (درون سلول ها) ، ترکیب (جذب) یوبی کوئینون در داخل شیلومیکرون ها (لیپوپروتئین های غنی از لیپید) وجود دارد که ویتامین های لیپوفیلی لیپوفیلی را از طریق لنف به گردش خون محیطی منتقل می کند. به دلیل وزن مولکولی بالا و حلالیت در چربی ها ، فراهمی زیستی یوبی کینون های عرضه شده کم است و احتمالاً از 5-10٪ است. با افزایش دوز میزان جذب کاهش می یابد. مصرف همزمان چربی ها و ترکیبات گیاهی ثانویه مانند فلاونوئیدها ، فراهمی زیستی کوآنزیم Q10 را افزایش می دهد.
حمل و نقل و توزیع در بدن
در حین انتقال به کبد ، رایگان اسیدهای چرب (FFS) و مونوگلیسیریدهای حاصل از شیلومیکرونها تحت تأثیر لیپوپروتئین به بافتهای محیطی مانند بافت چربی و عضله آزاد می شوند لیپاز (LPL) ، که روی سطوح سلول قرار دارد و شکاف می خورد تری گلیسیرید. این فرآیند باعث کاهش تجزیه شیلومیکرون ها به بقایای شیلومایکرون (بقایای چیلومیکرون کم چرب) می شود که به گیرنده های خاص کبد متصل می شوند. جذب کوآنزیم های Q به کبد توسط اندوسیتوز با واسطه گیرنده (جذب به سلول توسط تسخیر از غشای زیستی برای تشکیل وزیکول). در کبد ، کوآنزیم های کم زنجیر تأمین شده غذایی (کوآنزیم های Q1-Q9) به کوآنزیم Q10 تبدیل می شوند. Ubiquinone-10 متعاقباً در VLDL ذخیره می شود (بسیار کم) چگالی لیپوپروتئین ها). VLDL توسط کبد ترشح شده و به جریان خون وارد می شود تا کوآنزیم Q10 را به بافتهای خارج کبدی (خارج از کبد) توزیع کند. کوآنزیم Q10 در غشاها و ساختارهای زیر سلولی لیپوفیلی ، به ویژه غشای داخلی میتوکندری ، از همه سلولهای بدن - در درجه اول آنهایی که گردش انرژی بالایی دارند - محلی شده است. بالاترین غلظت Q10 در قلب، کبد و ریه ها و به دنبال آن کلیه ها ، لوزالمعده (لوزالمعده) و طحال. بسته به نسبت ردوکس مربوطه (نسبت های کاهش / اکسیداسیون) ، ویتامینوئید به صورت اکسید شده (ubiquinone-10 ، مخفف CoQ10) یا فرم کاهش یافته (ubiquinol-10 ، ubihydroquinone-10 ، مخفف CoQ10H2) وجود دارد و بنابراین بر ساختار تأثیر می گذارد. و تجهیزات آنزیمی غشای سلول. به عنوان مثال ، فعالیت فسفولیپازهای غشایی (آنزیم ها آن شکاف فسفولیپیدها و سایر مواد لیپوفیلی) توسط وضعیت اکسایش کاهش می یابد. جذب کوآنزیم Q10 توسط سلولهای هدف کاملاً با کاتابولیسم لیپوپروتئینها (تخریب لیپوپروتئین ها) جفت می شود. همانطور که VLDL به سلولهای محیطی متصل می شود ، برخی Q10 آزاد است اسیدهای چرب، و مونوگلیسیریدها با انتشار غیرفعال از طریق عمل لیپوپروتئین ، داخلی می شوند (به سلول ها منتقل می شوند) لیپاز. این منجر به کاتابولیسم VLDL به IDL (متوسط) می شود چگالی لیپوپروتئین ها) و متعاقباً به LDL (کم چگالی لیپوپروتئین ها لیپوپروتئین های با چگالی کم غنی از کلسترول). Ubiquinone-10 مقید به LDL از طریق آندوسیتوز با واسطه گیرنده از یک سو به داخل کبد و بافتهای خارج کبدی گرفته شده و به HDL (لیپوپروتئین های با چگالی بالا) از طرف دیگر. HDL به طور قابل توجهی در انتقال مواد چربی دوست از سلولهای محیطی به کبد نقش دارد. کل موجودی ubiquinone-10 در بدن انسان به منبع وابسته است و تصور می شود 0.5-1.5 گرم باشد. در بیماریها یا فرایندهای مختلف ، مانند میوکارد و بیماری های تومور, دیابت ملیتوس ، بیماری های نورودژنراتیو ، قرار گرفتن در معرض اشعه ، مزمن فشار و افزایش سن یا عوامل خطر، از جمله استعمال دخانیات و تابش UV، کوآنزیم Q10 غلظت in خون پلاسما ، اندام ها و بافت ها ، مانند پوست، ممکن است کاهش یابد. رادیکال های آزاد یا شرایط پاتوفیزیولوژیک به عنوان علت مورد بحث قرار می گیرند. هنوز مشخص نیست که آیا کاهش محتوای Q10 به خودی خود اثرات بیماری زایی دارد یا صرفاً یک عارضه جانبی است. کاهش یوبی کوئینون -10 در کل بدن با افزایش سن ، علاوه بر عضله کبد و اسکلت ، در عضله قلب بیشتر قابل توجه است. در حالی که عضلات قلبی افراد 40 ساله حدود 30٪ Q10 کمتر در عضلات قلب نسبت به افراد سالم 20 ساله دارند ، غلظت Q10 در افراد 80 ساله 50-60٪ کمتر از افراد سالم 20 ساله است. اختلالات عملکردی انتظار می رود با کسری Q10 25٪ ، و اختلالات تهدید کننده زندگی در کاهش غلظت Q10 بالای 75٪ باشد. فاکتورهای مختلفی را می توان دلیل کاهش محتوای یوبی کینون -10 در سنین پیری دانست. علاوه بر کاهش سنتز درون زا و مصرف ناکافی رژیم غذایی ، کاهش میتوکندری توده و افزایش مصرف به دلیل اکسیداتیو فشار به نظر می رسد نقشی بازی می کنند.
