Kofermentas Q10 (CoQ10; sinonimas: ubiquinone) yra vitaminoidas (į vitaminus panaši medžiaga), atrastas 1957 m. Viskonsino universitete. Cheminę struktūrą išaiškino po vienerių metų darbo grupė, kuriai vadovavo natūralių produktų chemikas prof. K. Folkersas. Kofermentai Q yra deguonis (O2), vandenilis (H) ir anglis (C) atomai, kurie suformuoja vadinamąją žiedo formos chinono struktūrą. Lipofilinė (riebaluose tirpi) izoprenoidinė šoninė grandinė yra pritvirtinta prie benzochinono žiedo. Cheminis kofermento Q pavadinimas yra 2,3-dimetoksi-5-metil-6-poliizopreno-parabenzochinonas. Priklausomai nuo izopreno vienetų skaičiaus, galima išskirti kofermentus Q1-Q10, kurie visi atsiranda natūraliai. Pavyzdžiui, kofermentas Q9 reikalingas augalams fotosintezei. Tik žmonėms kofermentas Q10 yra būtinas. Kadangi kofermentų Q yra visose ląstelėse - žmogaus, gyvūno, augalo, bakterijos - jie dar vadinami ubikinonais (lot. „Ubique“ = „visur“). Gyvūninis maistas, pavyzdžiui, raumenų mėsa, kepenys, žuvis ir kiaušiniai, daugiausia yra kofermentas Q10, o augalinės kilmės maisto produktuose daugiausia yra ubichinonų, kurių izopreno vienetų skaičius yra mažesnis - pavyzdžiui, didelis kofermento Q9 kiekis yra viso grūdo produktuose. Ubiquinones turi struktūrinių panašumų su vitaminas E ir vitaminas K.
sintezė
Žmogaus organizmas sugeba sintetinti kofermentą Q10 beveik visuose audiniuose ir organuose. Pagrindinės sintezės vietos yra mitochondrijos (Eukariotų ląstelių „energijos jėgainės“) kepenys. Benzochinono fragmento pirmtakas yra aminorūgštis tirozinas, kuris sintezuojamas endogeniškai (organizme) iš esminės (gyvybiškai svarbios) aminorūgšties fenilalanino. Prie chinono žiedo prisijungusios metilo (CH3) grupės yra gautos iš universalaus metilo grupės donoro (dovanojančios CH3 grupes) S-adenosilmetionino (SAM). Izoprenoidinės šoninės grandinės sintezė seka bendrą izoprenoidinių medžiagų biosintezės kelią per mevalono rūgštį (šakotosios grandinės, prisotintą hidroksi riebalų rūgštį) - vadinamąjį mevalonato kelią (izoprenoidų susidarymas iš acetilkoenzimo A (acetil-CoA)). Kofermento Q10 savisintezei taip pat reikalinga įvairi B grupė vitaminai, tokių kaip niacinas (vitaminas B3), pantoteno rūgštis (vitaminas B5), piridoksino (vitaminas B6), folio rūgštis (vitaminas B9) ir kobalaminas (vitamino B12). Pavyzdžiui, pantoteno rūgštis dalyvauja teikiant acetil-CoA, piridoksino biosintezuojant benzochinoną iš tirozino ir folio rūgštisir kobalaminas remetilinant (perduodant CH3 grupę) homocisteinas į metioninas (→ SAM sintezė). Nepakankamas ubikinono pirmtakų tirozino, SAM ir mevalono rūgšties ir vitaminai B3, B5, B6, B9 ir B12 gali žymiai sumažinti endogeninę Q10 sintezę ir padidinti kofermento Q10 trūkumo riziką. Panašiai ir nepakankamas (neadekvatus) vaisto vartojimas vitaminas E gali sumažinti Q10 ir savisintezę vadovauti iki reikšmingo organų ubichinono kiekio sumažėjimo. Pacientai iš viso ilgalaikiai parenteralinė mityba (dirbtinė mityba apeinant virškinamąjį traktą) dažnai pasireiškia kofermento Q10 trūkumas dėl nepakankamos endogeninės (endogeninės) sintezės. Trūkstamos Q10 savisintezės priežastis yra jos nebuvimas pirmojo leidimo apykaita (medžiagos pavertimas pirmą kartą praeinant per kepenys) nuo fenilalanino iki tirozino ir pirmenybinis tirozino naudojimas baltymų biosintezei (endogeninė baltymų gamyba). Be to, pirmojo leidimo efektas metioninas SAM nėra, todėl metioninas pirmiausia yra transaminuojamas iki sulfato (amino (NH2) grupės išstūmimas arba išsiskyrimas) už kepenų ribų. Vykstant tokioms ligoms kaip fenilketonurija (PKU), Q10 sintezės greitį taip pat galima sumažinti. Ši liga yra dažniausia įgimta medžiagų apykaitos klaida, kurios dažnis (naujų atvejų skaičius) yra apie 1: 8,000 XNUMX. Susirgusiems pacientams trūksta arba sumažėja fermento fenilalanino hidroksilazės (PAH), kuris yra atsakingas už fenilalanino skilimą į tiroziną, aktyvumas. Rezultatas yra fenilalanino kaupimasis (kaupimasis) organizme, dėl kurio sutrinka smegenys vystymasis. Dėl to, kad trūksta metabolizmo į tiroziną, atsiranda santykinis šios aminorūgšties trūkumas, kuris, be neurotransmiteris dopamino, skydliaukės hormonas tiroksinas ir pigmentinis pigmentas melanino, sumažina kofermento Q10 sintezę. Terapija su statinai (narkotikai naudojamas nuleisti cholesterolio kiekį), kuris naudojamas hipercholesterolemija (padidėjęs cholesterolio kiekis serume), yra susijęs su padidėjusiais kofermento Q10 poreikiais. Statinai, Pavyzdžiui, simvastatinas, pravastatino, lovastatino ir atorvastatinaspriklauso 3-hidroksi-3-metilglutaril-koenzimo A reduktazės (HMG-CoA reduktazės) inhibitorių, kurie slopina (slopina) HMG-CoA virsmą mevalono rūgštimi, farmakologinių medžiagų klasei - greičio nustatymo žingsnis cholesterolio kiekis sintezė - blokuodama fermentą. Statinai todėl taip pat žinomi kaip cholesterolio kiekis sintezės fermento (CSE) inhibitoriai. Užblokavus HMG-CoA reduktazę, dėl kurios sumažėja mevalono rūgšties tiekimas, statinai be endogeninės ubichinono sintezės apsaugo nuo cholesterolio kiekis biosintezė. Pacientams, gydomiems CSE inhibitoriais, dažnai pastebima sumažėjusi Q10 koncentracija serume. Tačiau neaišku, ar sumažėjęs Q10 kiekis serume atsiranda dėl sumažėjusios savaiminės sintezės, ar dėl statino sukelto sumažėjusio lipidų kiekio serume, ar dėl abiejų, nes koncentracija ubiquinone-10, kuris transportuojamas kraujas lipoproteinų, koreliuoja su cirkuliuojančių lipidai kraujyje. Sutrikusi Q10 sintezė naudojant statinus kartu su mažu maisto (dietiniu) Q10 vartojimu padidina kofermento Q10 trūkumo riziką. Dėl šios priežasties pacientai, kuriems reikia reguliariai vartoti HMG-CoA reduktazės inhibitorius, turėtų užtikrinti pakankamą maisto kofermento Q10 vartojimą arba papildomą Q10 papildymą. Kofermento Q10 naudojimas gali žymiai sumažinti CSE inhibitorių šalutinį poveikį, nes tai iš dalies yra dėl ubiquinone-10 trūkumo. Didėjant amžiui mažėja Q10 koncentracija galima pastebėti įvairiuose organuose ir audiniuose. Be kitų dalykų, priežastis yra aptarta sumažinta savisintezė, kurią, tikėtina, lemia nepakankamas aprūpinimas ubichinono pirmtakais ir (arba) įvairiais vitaminai B grupės. Taigi, hiperhomocisteinemija (pakeltas homocisteinas lygis) vyresnio amžiaus žmonėms dažnai būna dėl trūkumo vitamino B12, folio rūgštisir vitaminas B6, atitinkamai susijęs su sumažėjusiu SAM kiekiu.
Absorbcija
Panašiai kaip riebaluose tirpūs vitaminai A, D, E ir K, virškinant riebalus, kofermentai Q taip pat absorbuojami (pasisavinami) viršutinėje plonojoje žarnoje dėl jų lipofilinės izoprenoidinės šoninės grandinės, t. maistiniai riebalai yra lipofilinių molekulių pernešimo priemonė, tulžies rūgštys tirpsta (padidina tirpumą) ir formuoja miceles (sudaro transportavimo karoliukus, dėl kurių riebaluose tirpios medžiagos gali būti gabenamos vandeniniame tirpale), ir kasos esterazių (virškinimo fermentai iš kasai), norint suskaidyti prisijungusius ubichinonus, būtina optimali absorbcija žarnyne (absorbcija per žarnyną). Su maistu susiję ubichinonai pirmiausia kasos esterazių (virškinimo fermentų) metu žarnyno spindyje yra hidrolizuojami (suskaidomi reaguojant su vandeniu). Šiame procese išsiskyrę kofermentai Q pasiekia enterocitų (plonosios žarnos epitelio ląstelių) šepečio sienelę kaip mišrių micelių (tulžies druskų ir amfifilinių lipidų agregatai) dalį ir yra vidiniai (paimami į ląsteles). Ląstelės viduje (ląstelėse) ubiquinones jungiasi (įsisavina) į chilomikronus (lipidų turinčius lipoproteinus), kurie lipofilinius vitaminoidus per limfą perneša į periferinę kraujotaką. Dėl didelės molekulinės masės ir tirpumo lipiduose tiekiamų ubichinonų biologinis prieinamumas yra mažas ir tikriausiai svyruoja nuo 5 iki 10%. Absorbcijos greitis mažėja didinant dozę. Vienu metu vartojami riebalai ir antriniai augalų junginiai, tokie kaip flavonoidai, padidina kofermento Q10 biologinį prieinamumą.
Transportas ir pasiskirstymas kūne
Transportuojant į kepenis, laisvai riebalų rūgštys (FFS) ir monomliceridai iš chilomikronų, veikiami lipoproteinų, išsiskiria į periferinius audinius, tokius kaip riebalinis audinys ir raumenys. lipazės (LPL), kuris yra ant ląstelių paviršių ir suskyla trigliceridų. Šis procesas chilomikronus skaido į chilomikronų likučius (mažai riebalų turinčius chilomikronų likučius), kurie jungiasi prie specifinių kepenų receptorių. Kofermentai Q įsisavinami kepenyse dėl receptorių sukeltos endocitozės (į ląsteles patenka įsivaizdavimas biomembranos, kad susidarytų pūslelės). Kepenyse su maistu gaunami žemos grandinės kofermentai (kofermentai Q1-Q9) virsta kofermentu Q10. Ubiquinone-10 vėliau laikomas VLDL (labai mažas Tankis lipoproteinai). VLDL išskiria (išskiria) kepenys ir patenka į kraują, kad kofermentas Q10 pasiskirstytų ekstepepatiniuose (už kepenų ribų) audiniuose. Kofermentas Q10 yra lokalizuotas visų kūno ląstelių membranose ir lipofilinėse subcellulinėse struktūrose, ypač vidinėje mitochondrijų membranoje, pirmiausia turinčiose didelę energijos apykaitą. Didžiausia Q10 koncentracija randama širdis, kepenys ir plaučiai, po jų inkstai, kasa (kasa) ir blužnis. Priklausomai nuo atitinkamų redoksų santykių (redukcijos / oksidacijos santykių), vitaminoidas yra oksiduotas (ubikinonas-10, sutrumpintas kaip CoQ10) arba redukuotas (ubiquinol-10, ubihidrochinonas-10, sutrumpintas kaip CoQ10H2) ir taip veikia tiek struktūrą ir ląstelių membranų fermentinė įranga. Pavyzdžiui, transmembraninių fosfolipazių aktyvumas (fermentai (enzimai) kad skilti fosfolipidai ir kitos lipofilinės medžiagos) kontroliuoja redokso būsena. Kofermento Q10 pasisavinimas tikslinėse ląstelėse yra glaudžiai susijęs su lipoproteinų katabolizmu (lipoproteinų skaidymasis). Kai VLDL jungiasi prie periferinių ląstelių, kai kurie Q10 yra laisvi riebalų rūgštysir monogliceridai yra internalizuojami (paimami į ląsteles) pasyvios difuzijos būdu veikiant lipoproteinus lipazės. Dėl to VLDL katabolizuojamas į IDL (tarpinis Tankis lipoproteinai) ir vėliau į MTL (žemas Tankis lipoproteinai; daug cholesterolio turintys mažo tankio lipoproteinai). Susijungęs ubikinonas-10 MTL yra perimamas į kepenų ir ekstrahepatinius audinius per receptorių sukeltą endocitozę, viena vertus, ir perkeliamas į DTL (didelio tankio lipoproteinai). DTL reikšmingai dalyvauja lipofilinių medžiagų pernešime iš periferinių ląstelių atgal į kepenis. Bendras ubikinono-10 kiekis žmogaus organizme priklauso nuo tiekimo ir manoma, kad jis yra 0.5–1.5 g. Sergant įvairiomis ligomis ar procesais, pavyzdžiui, miokardo ir naviko ligos, diabetas cukrinis diabetas, neurodegeneracinės ligos, radiacijos poveikis, lėtinis stresas ir didėjantis amžius ar rizikos veiksniai, Pavyzdžiui, rūkymas ir UV spinduliuotė, kofermentas Q10 koncentracija in kraujas plazma, organai ir audiniai, pvz oda, gali būti sumažinta. Kaip priežastis kalbama apie laisvuosius radikalus arba patofiziologines sąlygas. Lieka neaišku, ar pats sumažintas Q10 kiekis turi patogeninį poveikį, ar tai tik šalutinis poveikis. Viso kūno sumažėjęs ubikinonas-10 su amžiumi labiausiai pastebimas širdies raumenyse, be kepenų ir griaučių raumenų. Nors 40 metų amžiaus širdies raumenyse Q30 yra apie 10% mažiau nei sveikų dvidešimtmečių, 20 metų Q10 koncentracija yra 80–50% mažesnė nei sveikų dvidešimtmečių. Funkciniai sutrikimai tikėtina, kad Q10 deficitas bus 25%, o gyvybei pavojingi sutrikimai, kai Q10 koncentracija sumažės virš 75%. Keletas veiksnių gali būti laikomi ubikinono-10 kiekio sumažėjimo priežastimi vyresniame amžiuje. Be sumažėjusios endogeninės sintezės ir nepakankamo suvartojamo maisto kiekio, sumažėja ir mitochondrijų masė ir padidėjęs vartojimas dėl oksidacinio stresas vaidina svarbų vaidmenį.
