辅酶Q10:定义,合成,吸收,转运和分布

辅酶Q10 (辅酶Q10;别名:泛醌)是1957年在威斯康星州大学发现的一种维生素(类维生素物质)。 一年后,由天然产物化学家K. Folkers教授领导的工作组进行了化学结构的阐明。 辅酶Q是以下化合物 氧气 (O2), 加氢 (手 (C)形成所谓的环醌结构的原子。 亲脂性(脂溶性)类异戊二烯侧链连接至苯醌环。 辅酶Q的化学名称是2,3,5-二甲氧基-6-甲基-1-聚异戊二烯-对苯醌。 根据异戊二烯单元的数量,可以区分辅酶Q10-Q9,它们都是天然存在的。 例如,植物需要辅酶QXNUMX才能进行光合作用。 对于人类来说, 辅酶Q10 是必不可少的。 由于辅酶Q存在于所有细胞(人类,动物,植物, –它们也称为泛醌(拉丁语“ ubique” =“无处不在”)。 动物性食物,例如肌肉肉, ,鱼和 鸡蛋,主要包含 辅酶Q10,而植物性食品中的泛醌主要是异戊二烯单元数量较少的,例如,全谷物产品中发现了大量的辅酶Q9。 泛醌与 维生素E维生素K.

综合

人体能够在几乎所有组织和器官中合成辅酶Q10。 合成的主要部位是 线粒体 (真核细胞的“能量发电厂”)中 。 苯醌部分的前体是氨基酸酪氨酸,它是从体内(体内)必需(重要)氨基酸苯丙氨酸内源合成的。 连接在醌环上的甲基(CH3)衍生自通用甲基供体(捐赠的CH3基团)S-腺苷甲硫氨酸(SAM)。 类异戊二烯侧链的合成遵循类异戊二烯物质通过甲羟戊酸(支链,饱和羟基脂肪酸)的一般生物合成途径-所谓的甲羟戊酸途径(由乙酰辅酶A(乙酰辅酶A)形成类异戊二烯)。 辅酶Q10的自我合成也需要各种B组 维生素,例如烟酸(维生素B3), 泛酸 (维生素B5), 吡哆醇 (维生素B6), 叶酸 (维生素B9)和钴胺素(维生素B12)。 例如, 泛酸 参与提供乙酰辅酶A, 吡哆醇 酪氨酸和苯酚生物合成苯醌的合成 叶酸,以及钴胺素参与以下药物的再甲基化(CH3基团的转移) 同型半胱氨酸蛋氨酸 (→合成SAM)。 泛醌前体酪氨酸,SAM和甲羟戊酸的供应不足,以及 维生素 B3,B5,B6,B9和B12可以显着减少内源Q10的合成并增加辅酶Q10缺乏的风险。 同样,摄入不足(不足) 维生素E 可以减少Q10的自合成 使器官泛醌水平显着降低。 长期合计患者 肠胃外营养 (绕过胃肠道的人工营养)由于内源性(内源性)合成不足,经常会显示辅酶Q10缺乏。 Q10自合成不足的原因是缺乏 首过代谢 (一种物质在第一次通过该物质时的转化 )从苯丙氨酸转化为酪氨酸,并优先使用酪氨酸进行蛋白质生物合成(蛋白质的内源性生产)。 另外,首过效应 蛋氨酸 不含SAM,因此蛋氨酸主要在肝脏外被氨基转移为硫酸盐(取代或释放氨基(NH2)基团)。 在诸如以下疾病的过程中 苯丙酮尿症 (PKU),也可以降低Q10的合成率。 该疾病是最常见的先天性代谢错误,发病率(新病例数)约为1:8,000。 受影响的患者表现出苯丙氨酸羟化酶(PAH)酶缺乏或活性降低,该酶负责将苯丙氨酸分解为酪氨酸。 结果是苯丙氨酸在体内的积累(积累),导致受损 由于缺乏酪氨酸的代谢途径,因此该氨基酸发生相对缺乏,除了氨基酸的生物合成外 神经递质 多巴胺,甲状腺激素 甲状腺素 和色素颜料 黑色素,减少了辅酶Q10的合成。 治疗他汀类药物 (毒品 用来降低 胆固醇水平),用于 高胆固醇血症 (血清胆固醇水平升高)与辅酶Q10需求量增加有关。 他汀类药物,如 辛伐他汀, 普伐他汀, 洛伐他汀阿托伐他汀属于3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶(HMG-CoA还原酶)抑制剂的药理物质类别,可抑制(抑制)HMG-CoA转化为甲羟戊酸– 胆固醇 合成–通过阻止酶。 他汀类药物 因此也被称为 胆固醇 合成酶(CSE)抑制剂。 通过抑制HMG-CoA还原酶(导致甲羟戊酸的供应减少),他汀类药物除了可防止内源性泛醌合成外 胆固醇 生物合成。 在使用CSE抑制剂治疗的患者中,经常观察到血清Q10浓度降低。 然而,尚不清楚血清Q10降低是由于自身合成降低还是由他汀类药物引起的血脂水平降低或两者兼而有之,因为血清 浓度 泛醌10 血液 通过脂蛋白,与循环的相关 血脂 在血液中。 他汀类药物与低(饮食)Q10摄入量结合使用会削弱Q10的自我合成,从而增加辅酶Q10缺乏的风险。 因此,需要定期服用HMG-CoA还原酶抑制剂的患者应确保摄入足够的膳食辅酶Q10或接受额外的Q10补充。 辅酶Q10的使用可以显着降低CSE抑制剂的副作用,因为这些副作用部分是由于缺乏泛醌10引起的。 随着年龄的增长,Q10的减少 浓度 可以在各种器官和组织中观察到。 除其他事项外,讨论了自身合成减少的原因,其原因可能是由于泛醌前体和/或各种苯丙氨酸前体的供应不足引起的 维生素 B组中的一员。 因此, 高同型半胱氨酸血症 (高架 同型半胱氨酸 级别)经常由于缺乏而在老年人中发现 维生素B12, 叶酸和维生素B6分别与SAM的供应减少有关。

吸收

与脂溶性维生素A,D,E和K相似,辅酶Q也由于脂肪亲和性类异戊二烯侧链,在脂肪消化过程中也被吸收(吸收)在小肠上部。 膳食脂肪的存在是运输亲脂性分子的手段,胆汁酸具有增溶作用(增加溶解度)并形成胶束(形成使脂肪可溶性物质在水溶液中可运输的运输珠),胰酯酶(来自胰腺)裂解结合的泛醌是最佳肠吸收(通过肠吸收)所必需的。 与食物结合的泛醌首先通过胰腺中的酯酶(消化酶)在肠腔中水解(通过与水反应裂解)。 在此过程中释放的辅酶Q作为混合胶束(胆盐和两亲脂质的聚集体)的一部分到达肠上皮细胞(小肠上皮细胞)的刷状缘膜,并被内化(吸收到细胞中)。 在细胞内(细胞内),泛醌的掺入(摄取)发生在乳糜微粒(富含脂质的脂蛋白)中,后者通过淋巴将亲脂性维生素类转运到外周血循环中。 由于高分子量和脂质溶解性,所提供的泛醌的生物利用度较低,可能在5-10%的范围内。 吸收率随剂量增加而降低。 同时摄入脂肪和次要植物化合物(例如类黄酮)可提高辅酶Q10的生物利用度。

在体内的运输和分配

在运输到肝脏的过程中,自由 脂肪酸 (FFS)和乳糜微粒中的甘油单酸酯在脂蛋白的作用下释放到周围组织,例如脂肪组织和肌肉 脂肪酶 (LPL),位于细胞表面并分裂 甘油三酯。 此过程将乳糜微粒降解为乳糜微粒残留物(低脂乳糜微粒残留物),与肝脏中的特定受体结合。 辅酶Q进入肝脏的过程是通过受体介导的内吞作用( 内陷 生物膜形成囊泡)。 在肝脏中,将提供的营养低链辅酶(辅酶Q1-Q9)转化为辅酶Q10。 泛醌10随后存储在VLDL中(非常低 密度 脂蛋白)。 VLDL由肝脏分泌(分泌)并引入血流,以将辅酶Q10分布到肝外(肝外)组织。 辅酶Q10定位于所有人体细胞的膜和亲脂性亚细胞结构,尤其是线粒体内膜,主要是那些具有高能量转换的细胞。 最高的Q10浓度在 ,肝脏和肺脏,其次是肾脏,胰腺(胰腺)和 。 取决于各自的氧化还原比(还原/氧化比),类维生素以氧化形式(泛醌-10,缩写为CoQ10)或还原形式(泛醌-10,泛氢醌-10,缩写为CoQ10H2)存在,因此会影响两种结构和细胞膜的酶促设备。 例如,跨膜磷脂酶的活性( 分裂 磷脂 和其他亲脂性物质)受氧化还原状态控制。 靶细胞对辅酶Q10的摄取与脂蛋白分解代谢(脂蛋白降解)紧密相关。 当VLDL结合到外周细胞时,一些Q10释放 脂肪酸,并且甘油三酸酯通过脂蛋白的作用通过被动扩散而被内化(吸收到细胞中) 脂肪酶。 这导致VLDL分解为IDL(中间体 密度 脂蛋白)并随后 低密度脂蛋白 (低 密度 脂蛋白富含胆固醇的低密度脂蛋白)。 泛醌10绑定到 低密度脂蛋白 一方面通过受体介导的内吞作用被吸收到肝脏和肝外组织中,然后转移到 高密度脂蛋白胆固醇 (高密度脂蛋白)。 高密度脂蛋白胆固醇 脂蛋白明显参与了亲脂性物质从周围细胞向肝脏的转运。 人体中总的泛醌10存量取决于供应,被认为是0.5-1.5 g。 在各种疾病或过程中,例如心肌 肿瘤疾病, 糖尿病 糖尿病,神经退行性疾病,放射线照射,慢性 应力 并增加年龄或 风险因素,如 抽烟紫外线辐射,辅酶Q10 浓度 in 血液 血浆,器官和组织,例如 皮肤,可能会减少。 自由基或病理生理状况被讨论为原因。 尚不清楚降低的Q10含量本身是否具有致病作用或仅是副作用。 随着年龄的增长,除肝脏和骨骼肌外,全身泛醌10的减少最为明显。 虽然40岁的人的Q30值比健康的10岁的人少20%,但10岁的人的Q80浓度却比健康的50岁的人低60-20%。 功能障碍 预计在Q10的赤字为25%,而威胁生命的疾病在Q10的浓度下降到75%以上。 若干因素可被认为是导致老年人泛醌10含量降低的原因。 除了减少内源性合成和饮食摄入不足外,线粒体的减少 质量 以及由于氧化而增加的消耗 应力 似乎发挥了作用。