Кофермент коэнзим Q10

О коферменте Q₁₀ слышали все или почти все – вещество разрекламировано в виде косметических средств и пищевых добавок.

Но мало кто знает, что он представляет собой. Иногда его ошибочно называют витамином Q. На самом деле кофермент Q₁₀(коэнзим Q₁₀, убихинон) относится к биологически активным жирорастворимым соединениям.

Благодаря ему образуется энергия в виде молекул АТФ. А еще он как антиоксидант защищает клетки от повреждения. Без него протекание важнейших биохимических реакций в клетках было бы невозможным.

 

История открытия

Первые хиноны были отрыты еще в середине прошлого века. Тогда в поисках антималярийных средств был выделен ряд веществ из коры хинного дерева.

Среди этих веществ была органическая кислота, которую так и назвали, хинной кислотой. В последующем на основе хинной кислоты были получены ее многочисленные производные, хиноны.

Один из хинонов был выделен в чистом виде американским профессором Крейном в 1956 г. Другой американский ученый Вольф в 1957 г. определил химическую структуру нового соединения. Биохимик Митчелл, тоже из США, в 1978 г. изучил механизмы влияния данного вещества на физиологические процессы, за что и был удостоен Нобелевской премии.

Это вещество получило название кофермент Q или убихинон, что в переводе с греческого означает вездесущий хинон. Тем самым подчеркивается, что данное вещество присутствует везде, без преувеличения, в каждой клетке нашего организма.

В 1970-х г. японские ученые нашли способ получения убихинона из натурального сырья путем экстрагирования и ферментации. В 1997 г. открыт Международный центр по изучению его свойств. Многое, что связано со свойствами и функцией данного вещества до сих пор окончательно не выяснено, и исследования в этом направлении продолжаются.

Свойства

По химической структуре коэнзим Q₁₀ относится к бензохинонам, веществам с хиноидной структурой. В основе этой структуры находится ароматическое бензольное кольцо. В 6-м положении этого кольца расположена изопреновая цепь.

Число изопреновых остатков в молекуле убихинона у различных живых существ может варьировать от 6 до 10. В коферменте Q₁₀, этих остатков 10. В таком виде убихинон функционирует у большинства млекопитающих, в т.ч. и у человека. И поэтому человеческий обозначают как Q₁₀ .

Химическая формула кофермента Q₁₀: С₅₉Н₉₀О₄.

Номенклатурное название: 2,3-диметокси-5-метил-1,4-бензохинон.

Внешне он выглядит как желто-оранжевые кристаллы. Эти кристаллы лишены вкуса и запаха, и плавятся при температуре 49-51⁰С.

Кристаллы убихинона растворяются во многих органических растворителях, в частности, в этиловом спирте и в диэтиловом эфире.

В воде они практически не растворяются, а при взаимодействии с водой образуют эмульсии с различной концентрацией. Под действием света кристаллы меняют окраску и разлагаются.

Механизм действия

Ценность определяется его свойствами: кофермента и антиоксиданта. Кофермент или коэнзим – это небелковый компонент фермента. Связываясь с энзиматическими или ферментными белками, он образует полноценную ферментативную систему.

На правах коэнзим убихинон принимает участие в реакциях окислительного фосфорилирования. Трудно переоценить значимость окислительного фосфорилирования для нашего организма, потому что это сама жизнь. Для поддержания жизни нужна энергия – это аксиома. А обеспечение энергией в достаточном количестве возможно только с участием кислорода.

Под действием кислорода происходит расщепление органических соединений: сахаров, аминокислот и жирных кислот, спиртов. Итогом этих процессов является образование молекул аденозинтрифосфата (АТФ).

В свою очередь, при распаде АТФ выделяется энергия. Таким образом, АТФ следует расценивать как своего рода энергетическую валюту.

Сначала идет накопление энергии в виде молекул АТФ, а затем, по мере необходимости, АТФ расходуется, расщепляется.

Но окисление органических соединений под действием кислорода с образованием АТФ происходит не одномоментно. Это сложный многоступенчатый процесс, который поддерживается рядом ферментов, в. т.ч. и АТФ-синтазами.

Вначале органические соединения окисляются до НАДН (Никотинамидадениндинуклеотид) и ФАДН₂ (Флавинадениндинуклеотид восстановленный). Затем эти вещества включаются в процессы клеточного дыхания. В их основе лежат реакции окислительного фосфорилирования, которые протекают в несколько этапов. Вначале вышеупомянутые НАДН и ФАДН₂ отдают атомы водорода. Каждый атом водорода состоит из электрона и протона.

Затем электроны передаются от одних соединений к другим.С каждым разом при передаче электрон теряет энергию и она передается протонам. В свою очередь, протоны активируют АТФ-синтазы. Под действием АТФ-синтаз из аденозиндифосфата (АДФ) и фосфата образуется АТФ.

Биохимический механизм передачи по цепочке электрона от одних соединений, доноров, к другим, акцепторам, именуют дыхательной цепью. В дыхательной цепи задействован ряд ферментов, и среди них – коэнзим Q₁₀. Процессы окислительного фосфорилирования происходят в митохондриях. Здесь же и образуется АТФ. Поэтому митохондрии образно называют энергетическими клеточными станциями.

Убихинон обеспечивает транспорт электронов через митохондриальную мембрану и их распределение между другими компонентами дыхательной цепи. Конечный этап клеточного дыхания – это восстановление кислорода с образованием воды.

Природа неспроста выбрала такой сложный и запутанный способ получения энергии, где требуется большое количество компонентов. А ведь нехватка всего лишь одного из них неизбежно приведет к разрыву дыхательной цепи. Это состояние именуют тканевой гипоксией (дефицитом кислорода).

Точнее, дефицита как такового нет – кислород извне поступает в нормальном количестве. Но вот реакции окислительного фосфорилирования замедляются, тканевое дыхание нарушается, и АТФ не образуется. Хотя нет, образование АТФ возможно и без участия кислорода в т.н. анэробных условиях, но в гораздо меньших количествах.

Поэтому анаэробный путь в сравнении аэробным, кислородным, не лучший. Но вся беда в том, что кислород, который у многих ассоциируется с жизнью, на самом деле – сильнейший яд. Он окисляет все, и то, что нужно, и то, что не нужно, в т.ч. компоненты клеточных мембран, а также клеточные органеллы и нуклеиновые кислоты.

Особенно опасны в этом плане т.н. свободные радикалы – атомы кислорода, у которых на внешней орбите имеется неспаренный электрон. Из-за этого электрона атомы обладают повышенной реакционной способностью.

Они с легкостью вступают в реакцию с липидами, жироподобными субстанциями, клеточных мембран. Этот процесс именуют перекисным окислением липидов (ПОЛ). В ходе ПОЛ образуются гидроперекиси, которые тоже по сути своей являются радикалами, и свободнорадикальное окисление принимает характер цепной реакции.

Именно с ПОЛ связаны практически все негативные процессы в организме – дегенерация, дистрофия, воспаление, появление атипичных клеток. Чтобы хоть в какой-то степени нивелировать повреждающее действие кислорода, эволюция выбрала такой сложный механизм окисления. Правда, это не спасает: свободнорадикальные формы неизбежно образуются в процессе жизнедеятельности.

Но не все безнадежно, и свободные радикалы нейтрализуются антиоксидантами. Это большая группа веществ, различных по свойствам, структуре и оказываемому действию. Но их объединяет общая черта: они связывают неспаренные электроны, и тем самым угнетают ПОЛ и предотвращают все негативные процессы. Одним из таких веществ-антиоксидантов является убихинон.

Механизм антиоксидантного действия сложен. Дело в том, что коэнзим Q₁₀ может пребывать в двух формах: в виде убихинона и его восстановленной формы, Убихинола. Окисление-восстановление Убихинола осуществляется в процессе присоединения и отщепления атомов водорода в ходе тканевого дыхания.

Убихинол отличается от убихинона наличием двух атомов водорода. И если для нейтрализации ПОЛ убихинон принимает от свободных радикалов электроны, то его восстановленная форма наоборот, отдает их.

При этом антиоксидантная активность Убихинола на три порядка превосходит таковую убихинона. В отличие от жирорастворимого убихинона, Убихинол водорастворим. Поэтому он без труда растворяется во многих биологических средах и является более доступным, физиологичным. В этом есть определенный смысл: Убихинол растворяется в клеточной цитоплазме, и как антиоксидант защищает митохондрии от ПОЛ. Таким образом, он не только прямо, но и косвенно способствует образованию внутриклеточной энергии.

Вообще, среди всех антиоксидантов коэнзим Q₁₀ поистине уникален. Прежде всего, эта уникальность обусловлена тем, что одно и то же вещество представлено в двух формах: водорастворимой и жирорастворимой. Многие другие антиоксиданты являются для нас незаменимыми – они поступают в организм только извне, и потому их запасы быстро истощаются.

Что касается убихинона, то только он является жирорастворимым антиоксидантом, который самостоятельно синтезируется в тканях организма, и запасы которого постоянно обновляются по мере расхода. По некоторым своим свойствам кофермент Q₁₀ близок к другому известному антиоксиданту, вит. Е (Токоферолу). Более того, он усиливает действие этого витамина и защищает его от окисления.

Физиологические эффекты

Как кофермент и антиоксидант убихинон позитивно влияет на состояние жизненно важных органов и систем.

Сердечно-сосудистая система

Наибольшее количество сосредоточено в миокарде, и это объяснимо. Ведь сердечная мышца в отличие от всех остальных работает непрерывно, без малейшего отдыха, в течение всей жизни человека. И в этом основная заслуга коэнзим Q₁₀.

Поскольку на миокард ложится максимум функциональной нагрузки, он в большей степени подвержен повреждениям. Эти повреждения могут иметь характер:

• миокардитов – воспалительных заболеваний
• миокардиодистрофий – дистрофических изменений вследствие обменных нарушений
• кардиомиопатий – структурных изменений.

Положение часто усугубляется ишемией – недостаточным кровоснабжением миокарда вследствие закупорки сердечных или коронарных артерий атеросклеротическими бляшками.

Как кофермент он улучшает т обменные процессы в миокарде и повышает количество АТФ в его клетках, кардиомиоцитах. Тем самым улучшается проводимость электрических импульсов по сердечной мышце, и повышается сила сердечных сокращений.

Как антиоксидант он защищает эндотелий (внутреннюю стенку) коронарных сосудов от повреждения, и тем самым предотвращает атеросклероз коронарных артерий и ишемию миокарда. Есть данные, что коэнзим Q₁₀ косвенно снижает количество низкоплотного холестерина, ответственного за развитие атеросклеротических бляшек. Кофермент Q₁₀ в значительной мере предотвращает ишемическую болезнь сердца (ИБС). При уже развившейся ИБС и кардиосклерозе он снижает риск осложнений в виде инфаркта миокарда и аритмий.

Определенную позитивную роль он играет при гипертонической болезни (ГБ). Саму ГБ он не лечит, но расширяет просвет артерий, что приводит к снижению артериального давления (АД). Правда, этот эффект убихинона незначительный, но он усиливает действие гипотензивных лекарств, снижающих АД.

Нервная система

Предотвращает атеросклероз мозговых (церебральных) сосудов, и тем самым предотвращает развитие мозговых инсультов. Стимуляция энергетических процессов в нейронах головного мозга сопровождается улучшением мыслительных способностей.

Особенно это важно в детском возрасте, в период, когда усваивается новая информация, и приобретаются навыки.

Под его действием нормализуется сон, повышается эмоциональный настрой. Если инсульт все-таки развился, убихинон уменьшает тяжесть его последствий и сокращает период реабилитации. Также коэнзим Q₁₀ замедляет прогрессирование рассеянного склероза.

Данное заболевание, характеризующееся разрушением миелиновой оболочки нервных волокон, иногда по ошибке путают со старческим слабоумием, болезнью Альцгеймера.

Хотя на пожилых и стариков с болезнью Альцгеймера убихинон также влияет позитивно. В более молодом возрасте кофермент Q₁₀ помогает восстановиться после умственных и психических нагрузок, после нервного истощения. Данное соединение может быть эффективно при мигрени и нейроциркуляторной дистонии.

Кровь

Кофермент Q₁₀ стимулирует эритропоэз – образование эритроцитов в красном костном мозге. Вместе с тем, он препятствует агрегации, соединению между собой, тромбоцитов и образованию внутрисосудистых тромбов. Тем самым он улучшает текучесть крови.

Опорно-двигательный аппарат

Довольно много убихинона сосредоточено в клетках скелетных мышц. Благодаря этому соединению увеличивается мышечная сила и выносливость. Убихинон повышает устойчивость скелетных мышц к гипоксии. Особенно выражены эти эффекты у спортсменов, и лиц, регулярно занимающихся физическим трудом.

Органы дыхания

Регулирует тонус бронхов, и препятствует их спазмированию. Это играет большую роль при бронхиальной астме и хроническом обструктивном бронхи те.

ЖКТ

Обеспечивает перистальтику гладкой мускулатуры желудочно-кишечного тракта, и препятствует появлению спастических болей. Данное соединение способствует нейтрализации и выведению ядов из печени, и повышает устойчивость печени к действию токсических веществ, в т.ч. алкоголя и химиопрепаратов для лечения онкозаболеваний.

Органы чувств

Согласно клиническим исследованиям убихинон замедляет возрастную дегенерацию желтого пятна. Данное пятно представляет собой участок желтого цвета на глазной сетчатке, и соответствует месту максимальной остроты зрения. С возрастом воспринимающая способность желтого пятна уменьшается, и зрение ухудшается.

Мочевыделительная система

Уменьшает тяжесть повреждений почек и почечных лоханок при воспалительных процессах, протекающих по типу пиелонефритов.

Эндокринная система

Как антиоксидант убихинон предотвращает повреждение свободными радикалами бета-клеток поджелудочной железы, секретирующих инсулин. Данный процесс лежит в основе сахарного диабета I типа. II тип этого заболевания обусловлен инсулинорезистентностью на фоне избыточного веса. Он способствует похудению за счет образования энергии и ускорения обменных процессов. Также он защищает от свободнорадикального окисления железистую ткань щитовидной железы, и препятствует развитию в ней воспалительных процессов (тиреоидитов).

Кожа и зубы

Замедляет старение кожи, повышает ее прочность и упругость, и тем самым улучшает барьерные функции. Благодаря ему кожа быстрее восстанавливается после воспалительных процессов и повреждений. Под его действием травматические и послеоперационные раны тоже заживают быстрее.Это вещество позитивно влияет и на состояние слизистых оболочек, в частности, слизистой оболочки полости рта. Он укрепляет зубы, и предотвращает такую распространенную стоматологическую патологию как пародонтоз и кариес.

Иммунная система

Коэнзим Q₁₀ укрепляет иммунитет, и повышает сопротивляемость организма к различным видам инфекции. Помимо всего прочего убихинон – отличный онкопротектор, средство, препятствующее развитию злокачественных опухолей. В основе появления атипичных клеток лежит повреждение ДНК и последующие клеточные мутации.

Коэнзим защищает нуклеиновые кислоты от повреждения, и предотвращает появление атипично измененных клеток.В целом коэнзим Q₁₀ продлевает молодость и увеличивает продолжительность жизни.

Данное средство облегчает адаптацию к неблагоприятным условиям внешней среды, и помогает быстрее восстановиться после травм, заболеваний и оперативных вмешательств.

Суточная потребность

Организм взрослого человека нуждается в поступлении извне 30-50 мг в сутки. Эту суточную дозу можно увеличить до 300 мг. Беременность, физические и умственные нагрузки, тяжелые болезни повышают суточную потребность в коферменте Q₁₀ до 1000 мг и более.

Причины и признаки дефицита

Большая часть коэнзима Q₁₀, примерно 2/3 от его общего количества, синтезируется в организме тканями сердца, печени, почек, поджелудочной железы. Остальная треть поступает извне с пищей. Поэтому пищевой фактор в развитии дефицита Q₁₀ вроде бы и не должен играть роль. Тем не менее, определенное значение в нехватке его характер питания все же имеет.

Поскольку убихинон является жирорастворимым, то его всасывание облегчается в составе жирной пищи. Вегетарианская диета, бедная жирами, наоборот, затрудняет его всасывание . Хотя причина не только в этом. Всякие ограничительные диеты сопровождаются замедлением обменных процессов. Организм пытается их укорить, и это приводит к повышению расхода кофермента Q₁₀.

Есть и другие причины усиленного расхода коэнзим Q₁₀:

• физические нагрузки
• психоэмоциональные стрессы
• период бурного роста
• перенесенные травмы, инфекции.

Значительная часть убихинона синтезируется в тканях внутренних органов, особенно в миокарде, печени, почках, поджелудочной железе. Соответственно, при хронических заболеваниях внутренних органов его продукция будет снижаться.

Вообще, с возрастом организм теряет способность его синтезировать. Максимальные значения содержания этого соединения отмечаются в 20-летнем возрасте. В 40 лет он уменьшается на 30%, а в 60 лет на 50% от максимума. Хотя количество коэнзима Q₁₀ по разным причинам может быть снижено и в более молодом возрасте. Прежде всего, это генетические аномалии. Синтез коэнзима кодируется целым набором генов, и поломка хотя бы одного из них автоматически приведет к дефициту Q₁₀.

Другая группа причин приводит к вторичной нехватке коэнзим Q₁₀. Этот кофермент синтезируется с участием некоторых витаминов группы В, а также аминокислот тирозина, фенилаланина.

Различные состояния, сопровождающиеся авитаминозом группы В, низким содержанием аминокислот, приведут к снижению количества убихинона. Как показывают результаты исследования, уменьшение содержания кофермента Q₁₀в тканях на 25% достаточно для появления серьезных нарушений.

Правда, эти нарушения неспецифичны и многообразны. Снижается мышечная сила, сами мышцы становятся дряблыми, их объем уменьшается. Зато растет масса тела за счет увеличения количества жировой ткани. Развивается ИБС со стенокардией, гипертоническая болезнь, нередко – сахарный диабет.

Снижается не только физическая, но и умственная работоспособность. Причины: ухудшение мозгового кровотока и замедление обменных процессов в головном мозге.

В силу этих причин у пациентов возрастает риск мозговых инсультов, нередко они страдают болезнью Альцгеймера и болезнью Паркинсона. С недостатком коэнзима Q₁₀ связано возникновение злокачественных опухолей с различной локализацией.

Все эти нарушения в настоящее время принято объединять терминами митохондриальная недостаточность или энергодефицитный диатез.

Тем самым подчеркивается, что в основе патологических состояний лежит замедление обменных процессов из-за низкого энергообеспечения. Ученые утверждают, что при дальнейшем снижении количества коэнзима Q₁₀ до 25% от нормы в тканях происходят необратимые изменения, и это приводит к гибели.

Источники поступления

Значительная часть кофермента Q₁₀ синтезируется в тканях организма, а относительно небольшое его количество поступает в составе пищевых продуктов. Больше всего убихинона содержат животные продукты, главным образом мясо и рыба. Ведь мышцы животных, как и человека, нуждаются в большом количестве коэнзима. В то же время в растительной пище его не так уж и много.

Содержание коэнзим Q₁₀ в пищевых продуктах:

Продукт	Содержание, мг/100 г
Говядина	3,1-3,6
Говяжья печень	3,96
Говяжье сердце	99,8
Свинина	2,4-4,1
Свиная печень	2,7
Свиное сердце	12,6-20,3
Баранина	2,9
Цыплята	1,6-2,1
Лосось	15,2
Форель	12,4
Сельдь	2,7
Семга	12,1
Сардины	6,4
Соевое масло	9,23
Подсолнечное масло	4,0
Оливковое масло	4.1
Жареный арахис	2,8
Жареный кунжут	2,5
Жареные фисташки	2,1
Горох	2,7
Соя	3,0
Апельсины	0,3
Клубника	0,1
Яйца	0,1

 

В отличие от многих других полезных веществ, кофермент Q₁₀стойкий к нагреванию, и не разрушается при термической обработке.

Синтетические аналоги

Кофермент Q₁₀ в виде фармацевтических средств не производят. Зато он присутствует в многочисленных отечественных и зарубежных БАДах и гомеопатических средствах. Формы выпуска: капли, желатиновые капсулы, жевательные резинки, инъекционный раствор. Капсулы с растительными маслами призваны улучшить всасывание жирорастворимого убихинона.

Производители работают над тем, чтобы повысить растворимость Q₁₀ в воде, и тем самым сделать его более доступным. Еще одно направление работы: создание аналогов с уменьшенной массой молекул. Дело в том, что скорость всасывания зависит от величины молекулы: чем она меньше, тем всасывание происходит быстрее.

Показания к применению:

• болезни сердца и сосудов: ИБС, стенокардия, миокардиты, кардиомиопатии, миокардиодистрофии, гипертоническая болезнь
• энцефалопатии (нарушения мозговых функций) при различных заболеваниях, профилактика мозговых инсультов
• болезнь Паркинсона
• болезнь Альцгеймера
• мышечные дистрофии
• бронхиальная астма
• сахарный диабет
• синдром хронической усталости
• ожирение
• стоматиты, гингивиты
• пародонтоз, кариес.

Также кофермент Q₁₀ входит в состав продуктов для спортивного питания и косметических средств. Что касается приведенных выше конкретных заболеваний, то здесь коэнзим Q₁₀ не оказывает лечебное действие, ведь это не лекарство, а БАД. Однако он дополняет и усиливает эффекты используемых лекарственных средств, и облегчает течение заболеваний.

Метаболизм

В синтезе кофермента Q₁₀ участвует ряд аминокислот и витаминов, в т.ч. вит. В₁, В₂, В₃, В₅, В₆, В₉, В₁₂, С. Исходным сырьем для его образования является мевалоновая кислота, а также продукты обмена аланина и тирозина. Принятый внутрь коэнзим Q₁₀ всасывается в кишечнике. Прием растительных и животных жиров также облегчает всасывание.

Наибольшая концентрация его отмечается в миокарде, затем в печени, в почках, в кишечнике, в легких и в головном мозге. При этом его содержание в плазме крови невелико, потому что значительная часть коэнзима Q₁₀направляется внутрь клеток, в митохондрии.

Содержание в мышцах коэнзима Q₁₀неодинаково, и зависит от физической активности. У тренированных лиц его больше в мышцах, чем в плазме крови, а у тех, кто ведет малоподвижный образ жизни – наоборот. Поступивший извне убихинон выводится через кишечник.

Взаимодействие с другими веществами

Коэнзим Q₁₀ усиливает действие кардиотоников и гипотензивных средств. Также он защищает от окисления вит. Е. Алкоголь и никотин разрушают кофермент Q₁₀.

Кофермент Q₁₀ может уменьшать эффективность антикоагулянтов, средств, замедляющих свертывание крови. Также нежелателен его прием со статинами. Эти средства снижают уровень холестерина, и их используют для профилактики и лечения атеросклероза. Статины разрушают убихинон.

Передозировка

В редких случаях после приема коэнзим Q₁₀в дозах, многократно превышающих рекомендуемые, возможна головная боль, головокружение, тошнота, боли в животе, кожная сыпь. Эти симптомы быстро проходят после прекращения приема препарата.