Кофермент Q

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

(Перенаправлено с Убихинон)
Перейти к: навигация, поиск
Структура кофермента Q (убихинона)

Кофермент Q (кофермент Q10, убихинон, ubiquinone, coenzyme Q10, coenzyme Q) — это группа коферментов — бензохинонов, содержащих хиноидную группу (отсюда обозначение Q) и содержащих несколько изопрениловых групп (например, 10 в случае кофермента Q10).

Содержание

[править] Общие сведения

Убихиноны — это жирорастворимые коферменты, представленные преимущественно в митохондриях эукариотических клеток. Убихинон — является компонентом цепи переноса электронов и принимает участие в окислительном фосфорилировании. Максимальное содержание убихинона в органах с наибольшими энергетическими потребностями, например, в сердце и печени.

[править] История

В 1955 году был впервые употреблен термин кофермент Q для обозначения вещества, содержащегося практически во всех живых клетках. В 1957-58 годах учеными Фредериком Крейном и Карлом Фолкерсом были получены препараты убихинона и была установлена его химическая структура. В 1965 году Ямамура с сотрудниками впервые применили кофермент Q для лечения сердечно-сосудистых заболеваний. В 1978 году за описание процессов хемиосмотического фосфорилирования Питер Митчелл удостоен Нобелевской премии в области химии. В 1997 году основан Международный центр по изучению убихинона.

[править] Физико-химические свойства

По химической природе кофермент Q имеет сходство в строении молекулы с витаминами Е и К и представляет собой 2,3-диметокси-5-метил-1,4-бензохинон с изопреновой цепью в 6-м положении. Число остатков изопрена в боковой цепи убихинон в разных организмах варьируется от 6 до 10. Такие варианты кофермента Q обозначают как Сo Q6, Сo Q7 и т. д.

В клетках Saccharomyces cerevisiae содержится Co Q6, Escherichia coli — Co Q8, грызунов — Co Q9. В митохондриях клеток большинства млекопитающих, включая человека, встречается убихинон только с 10 изопреновыми звеньями.[1]

Кофермент Q представляет собой желто-оранжевые кристаллы без вкуса и запаха. Температура плавления 49-51° С. Растворим в диэтиловом эфире, очень слабо растворим в этаноле, практически нерастворим в воде. На свету постепенно разлагается и окрашивается. С водой образует эмульсию с концентрацией 10 %, 20 % и 40 %.

[править] Биосинтез убихинона

В организме человека кофермент Q синтезируется из мевалоновой кислоты и производных тирозина и фенилаланина.[1]

[править] Биохимическая роль

Кофермент Q принимает участие в реакциях окислительного фосфорилирования, является компонентом цепи переноса электронов в митохондриях. Ингибиторы работы убихинона останавливают реакции окислительного фосфорилирования.

Кофермент Q является компонентом цепи переноса электронов, принимает участие в переносе электронов с NADH-дегидрогеназного комплекса (комплекс I) и сукцинатдегидрогеназного комплекса (II) на комплекс III, и участвует таким образом в синтезе АТФ.

Также кофермент Q является антиоксидантом и, в отличие от других антиоксидантов, регенерируется организмом. Кроме того, кофермент Q восстанавливает антиоксидантную активность витамина Е — α-токоферола.

Антиоксидантное действие кофермента Q обусловлено главным образом его восстановленной формой (Co QH2). Активность восстановленной формы кофермента Q на три порядка выше невосстановленной. Реакцию нейтрализации свободных радикалов восстановленным коферментом Q можно записать следующим образом

2LOO• + Co QH2 → 2LООН + Co Q.

[править] Содержание в различных тканях организма

Кофермент Q необходим для нормальной жизнедеятельности живых организмов и, прежде всего, для функционирования тканей с высоким уровнем энергетического обмена. Наибольшая концентрация кофермента Q — в тканях сердечной мышцы. Естественный уровень кофермента Q в крови человека составляет около 1 мг/мл.[2]

[править] Дефицит

Существует мнение, что старение (снижение функциональных возможностей сердца и других органов) связано со снижением концентрации кофермента Q. Например, миокард людей старше 60 лет содержит на 40-60 % меньше кофермента Q, чем миокард молодых людей. Показано, что двадцати годам концентрация кофермента Q в миокарде достигает максимума, к сорока годам содержание падает на 30 %, а к 60 годам — на 50 % от максимального значения.

С другой стороны, возраст не является единственной причина снижения содержания кофермента Q в организме. Снижение концентрации кофермента Q в организме может происходить и при различных заболеваниях. Некоторые исследователи связывают дегенеративные заболевания (атеросклероз, болезнь Паркинсона, болезнь Альцгеймера) с недостатком естественного синтеза кофермента Q. Дефицит кофермента Q может также возникать при гипертиреозе, гепатитах, бронхиальной астме.

[править] Содержание кофермента Q в различных продуктах

Продукт Количество продукта, г Содержание кофермента Q, мг
Говядина жареная 100 3,1
Сельдь маринованная 100 2,7
Цыпленок жареный 100 1,6
Соевое масло 15 1,3
Радужная форель, на пару 100 1,1
Арахис жареный 100 2,8
Кунжут жареный 100 2,5
Фисташки жареные 100 2,1
Брокколи вареная 100 0,5
Цветная капуста вареная 100 0,4
Апельсин 150 0,3
Клубника 100 0,1
Яйцо вареное 100 0,1

[править] Применение в медицине

[править] Кардиология

Препараты на основе кофермента Q применяют для профилактики и терапии заболеваний сердечно-сосудистой системы. Было показано, что кофермент Q эффективен в комплексной терапии:

За последние 20 лет проведены десятки клинических исследований с участием тысяч больных с различными формами сердечно-сосудистых заболеваний. Большинство больных кофермент Q в составе комплексной терапии сразу после выявления диагноза. У некоторых больных улучшение состояния было поразительным: сердце восстанавливало нормальные размеры и сократительную функцию. В более развитых формах заболевания полного восстановления не происходило, однако наблюдалось явное улучшение состояния.[12][3][7]

[править] Сердечная недостаточность

Большинство исследований по клиническому применению кофермента Q10 было проведено именно при сердечной недостаточности. Также было показано, что тяжесть сердечной недостаточности коррелирует с низким уровнем кофермента Q.[13]

Наиболее масштабное исследование было проведено в 1994 году в Италии: в исследовании приняли участие 2 664 человека с сердечной недостаточностью.[14] За три месяца лечения у значительной части больных наблюдалось заметное улучшение состояния. При этом нормализовались следующие показатели: цианоз (у 78,1 %), отеки (у 78,6 %), субъективное ощущение больными аритмии (у 63,4 %), бессонница (у 66,28 %), головокружение (у 73,1 %). Побочные явления наблюдались у 36 больных (1,5 %), из которых только у двадцати человек они были связанны с применением кофермента Q.

[править] Ишемическая болезнь сердца

Эффективность применения препаратов кофермента Q при ишемической болезни сердца подтверждена клиническими исследованиями. В одном из исследований 73 пациента после острого инфаркта миокарда наряду со стандартной терапией получали кофермент Q, участники контрольной группы (71 пациент) продолжали стандартную терапию. Через двенадцать месяцев применения было выявлено, что в группе, принимавшей препараты кофермента Q в 2 раза реже случались сердечно-сосудистые события (24 % против 45 %), нефатальные инфаркты миокарда (13,7 % против 25 %) и кардиальная смерть. При этом тошнота намного чаще отмечалась у больных контрольной группы (40,8 % против 6,8 %), что свидетельствует об отсутствии побочных эффектов.[5]

Выявлен возможный механизм положительного действия кофермента Q — предотвращение развития синдрома удлиненного QT. Как известно, данный синдром связан с более частой кардиальной смертью, особенно у больных инфарктом миокарда. Исследователи в течение 1 года наблюдали больных с острым инфарктом миокарда. Через 6 часов после начала острого инфаркта миокарда больные на фоне одинакового лечения, применяемого в постинфарктном периоде, получали либо плацебо, либо комплекс антиоксидантов, состоящий из кофермента Q и селена. У 40 % больных контрольной группы наблюдалось удлинение интервала QT > 440 мсек., в группе, получавшей антиоксиданты, удлинения интервала не наблюдалось. В течение года умерло от повторных инфарктов шесть больных контрольной группы и ни одного пациента из основной группы (за исключением одной смерти от некардиальной причины).[4]

[править] Атеросклероз

При атеросклерозе важную роль в патологии заболеваний играет перекисное окисление липидов. В норме данное состояние предотвращается за счет работы антиоксидантной системы (помимо кофермента Q в нее входят: витамин С, бета-каротин, альфа-токоферол и другие). С возрастом концентрация кофермента Q в тканях падает, в связи с чем возрастает риск возникновения и прогрессирования атеросклероза. К настоящему моменту показано положительное влияние приема кофермента Q на жировые отложения в дуге аорты у животных с моделированным атеросклерозом.

Другой причиной атеросклероза является нарушение целостности эндотелия сосудов. Было показано, что кофермент Q улучшает эндотелиальную дисфункцию плечевой артерии у больных сахарным диабетом второго типа.

[править] Артериальная гипертензия

Было показано гипотензивное действие кофермента Q. Были проанализированы 12 клинических исследований применения кофермента Q при артериальной гипертензии. Прием кофермента Q при артериальной гипертензии приводил к снижению систолического артериального давления в среднем на 16 мм рт. ст., а диастолического — на 10 мм рт. ст. Таким образом, кофермент Q может быть альтернативой лекарственным средствам, снижающим давление, либо усиливать эффект таких средсвт.[7]

[править] Совместный прием кофермента Q и препаратов статинов

 В этом разделе не хватает ссылок на источники информации.
Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена.
Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники.

Содержание кофермента Q снижается не только с возрастом, но и при приеме статинов — лекарственных препаратов, снижающих уровень холестерина. Статины подавляют активность ключевого фермента, ответственного за биосинтез холестерина в организме — гидроксиметилглутарил-СоА-редуктазы (ГМГ-СоА-редуктазы), ингибируют синтез мевалоната, в результате чего снижается не только синтез холестерина, но и кофермента Q. Дефицит, вызванный статинами полностью компенсируется при назначении препаратов кофермента Q.

С 1990 года по 2001 год были опубликованы результаты пятнадцати экспериментов на животных. Результаты этих исследований показали, что статиновая терапия приводит к дефициту кофермента Q в крови и в тканях, и что дефицит кофермента Q имеет неблагоприятные последствия при кардиомиопатии, ишемической болезни сердца и приводит к некрозу скелетных мышц. Степень дефицита кофермента Q зависит от принимаемой дозы статина. Во всех экспериментах, где животные получали дополнительную дозу кофермента Q до приема статинов, дефицит был полностью компенсирован. Работы, посвященные применению кофермента Q у людей, подтвердили дефицит возникающий в результате приема статинов. В одном из исследований пациентов, ранее имевших сердечную недостаточность, было показано, что недостаток кофермента Q в крови коррелирует с общим ухудшением состояния.

[править] Педиатрия

В педиатрии кофермент Q применяют как для улучшения энергообмена в клетках, так и в качестве антиоксиданта.

[править] Комплексная терапии кардиомиопатии

В 2003 году были опубликованы результаты небольшой работы, показавшей эффективность применения кофермента Q при идиопатической дилатационной кардиомиопатии у детей в возрасте от двух месяцев до одиннадцати лет.[15] Дети после стабилизации состояния в дополнение к традиционной терапии получали кофермент Q в дозе 10 мг/кг в сутки. В результате проводимого лечения было зафиксировано достоверное улучшение сердечной функции. У 5 из 6 детей отмечено уменьшение класса сердечной недостаточности на 2 класса, у шестого ребёнка — на 1 класс. Также было отмечено улучшение фракции укорочения (на 17-30 %), увеличение фракции выброса (на 40-60 %).

Опубликованы результаты более крупного исследования эффективности и безопасности препаратов кофермента Q для лечения идиопатической хронической дилатационной кардиомиопатии у детей.[16] Пятнадцать детей в возрасте от шести месяцев до шестнадцати лет получали 3 мг/кг в сутки кофермента Q в дополнение к обычной терапии на протяжении по меньшей мере девяти месяцев. По результатам исследования было отмечено улучшение класса сердечной недостаточности, что свидетельствует об улучшении сердечной функции.

[править] Нарушения сердечного ритма и проводимости

 В этом разделе не хватает ссылок на источники информации.
Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена.
Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники.

Показана роль дегенеративно-дистрофических и свободнорадикальных процессов в патогенезе нарушений сердечного ритма и проводимости у детей. Эффективность кофермента Q изучали в комплексной терапии детей с нарушениями сердечного ритма. При экстрасистолии II—III функционального класса кофермент Q оказывал общее противоаритмическое действие в 63 % случаев, вызывая у четверти больных полное подавление аритмии. У детей с рефрактерными желудочковыми и суправентрикулярными тахиаритмиями препараты кофермента Q увеличивают эффективность традиционных противоаритмических препаратов и предупреждают возникновение осложнений.

Также показана эффективность применения препаратов кофермента Q у детей с нарушенными процессами реполяризации (хронические тахиаритмии, синдром удлиненного интервала Q-Т, кардиомиопатии, экстрасистолии, синдром слабости синусового узла).[11]

[править] Комплексная терапия часто болеющих детей

По мнению некоторых ученых одним из факторов риска попадания ребенка в группу «часто болеющих детей» является дефицит энергии. Поэтому таким детям целесообразно применять препараты, улучшающие процессы энергетического обмена. Применение препаратов кофермента Q позволяет существенно улучшить состояние здоровья часто болеющих детей, стабилизируя в том числе механизмы вегетативной регуляции и клеточного энергообмена.[2]

[править] Вегетативная дистониия

Прием препаратов кофермента Q помогает корректировать дисфункции миокарда у детей с вегетативной дистонией, способствует уменьшению других ее клинических проявлений (нарушения сна, утомляемость, головные боли, кардиалгии).[17]

[править] Пиелонефрит

Многие заболевания почек сопровождаются значительной активацией перекисного окисления липидов и снижением содержания антиоксидантов в крови. В связи с этим при некоторых воспалительных заболеваниях неспецифической этиологии, наряду с общепринятым медикаментозным лечением оправдано назначение антиоксидантов. Применение кофермента Q в комплексной терапии пиелонефрита у детей в период стихания заболевания способствует снижению активности перекисного окисления липидов, повышению активности внутриклеточных ферментов и АОА-плазмы в целом, способствует детоксикации и улучшению аппетита.[18]

Таким образом, препараты кофермента Q эффективны в комплексной терапии заболеваний различной этиологии. Прием препаратов кофермента Q способствует также улучшению сна, повышает уровень восприятия физических и интеллектуальных нагрузок, нормализует механизмы вегетативной регуляции.

[править] Примечания

  1. ↑ 1 2 Березов Т. Т., Коровкин Б. Ф. Биологическая химия: учебник. — М.: Медицина, 1998. — 704 с.
  2. ↑ 1 2 Ключников С. О., Гнетнева Е. С. Убихинон. Теория и клиническая практика // Педиатрия им. Сперанского. — 2008. — № 3.
  3. ↑ 1 2 Mortensen SA. Overview of coenzyme Q10 as adjunctive therapy in chronic heart failure. Rationale, design and end-points of «Q-symbio» — a multinational trial // Biofactors. — 2003. — № 18. — Р. 79-89. — PMID 14695923
  4. ↑ 1 2 Kuklinski B, Weissenbacher E, Fahnrich A. Coenzyme Q10 and antioxidants in acute myocardial infarction // Molecular Aspects of Medicine. — 1994. — № 15. — P.143-147.
  5. ↑ 1 2 3 Singh RB, Neki NS et al. Effect of coenzyme Q10 on risk of atherosclerosis in patients with recent myocardial infarction // Molecular and Cell Biochemistry. — 2003. — № № 1-2. — Р. 75-82. — PMID 12841346
  6. ↑ Ланкин В. З., Капелько В. И., Руге Э. К., Тихазе А. К., Беленков Ю. Н. Коэнзим Q10: физиологическая функция и перспективы использования в комплексной терапии заболеваний сердечно-сосудистой системы. Пособие для врачей. — М.: Медпрактика-М. — 2008. — С. 22.
  7. ↑ 1 2 3 Rosenfeldt F, Haas SJ, Krum H. Hadj A, Ng K, Leon JY, Watts GF. Coenzym Q10 in the treatment of hypertension: a meta-analysis of clinical trials // Journal of Human Hypertension. — 2007. — № 21(4). — Р. 297—306.
  8. ↑ Singh RB, Niaz MA, Rastogi SS. et al. Effect of hydrosoluble coenzyme Q10 on blood pressures and insulin resistance in hypertensive patients with coronary artery disease // Journal of Human Hypertension. — 1999. — V.13. — № 3. — Р. 203—208. — PMID: 10204818.
  9. ↑ Langsjoen PH, Folkers K, Lyson K, Muratsu K, Lyson T, Langsjoen P. Pronounced increase of survival of patients with cardiomyopathy when treated with coenzyme Q10 and conventional therapy // International Journal of Tissue Reaction. — 1990. — V.12. — № 3. — Р. 163—168
  10. ↑ 1 2 Langsjoen PH, Langsjoen A, Willis R, Folkers K.Treatment of hypertrophic cardiomyopathy with coenzyme Q10 // Molecular Aspects of Medicine. — 1997. — № 18. Р. 145—151.
  11. ↑ 1 2 Кравцова Л. А., Березницкая В. В., Школьникова М. А. Применение коэнзима Q10 в кардиологической практике // Российский вестник перинатологии и педиатрии. — 2007. — Т. 52. — № 6. — С. 51-58.
  12. ↑ Morisco C, Nappi A, Argenziano L et al. Noninvasive evaluation of cardiac hemodynamic during exercise in patients with chronic heart failure: effects of short-term coenzyme Q10 treatment // Molecular Aspects of Medicine. — 1994. — № 15. — Р. 155—163.
  13. ↑ Mortensen SA, Vadhanavikit S, Folkers K. Deficiency of coenzyme Q10 in myocardial failure // Drugs under Experimental and Clinical Research. — 1984. — № 7. — Р. 497—502.
  14. ↑ Baggio E, Gandini R et al . Italian multicenter study on the safety and efficacy of coenzyme Q10 as adjunctive therapy in heart failure. CoQ10 Drug Surveillance Investigators // Molecular Aspects of Medicine. — 1994 — № 15. — Р. 287—294.
  15. ↑ Elshershari H, Ozer S, Ozkutlu S, Ozme S. Potential usefulness of coenzyme Q10 in the treatment of idiopathic dilated cardiomyopathy in children. // International Journal of Cardiology. — 2003. — V. 88. — № 1. — Р. 101—102.
  16. ↑ 26.Soongswang J, Sangtawesin C, Durongpisitkul K, Laohaprasitiporn D, Nana A, Punlee K, Kangkagate C. The effect of coenzyme Q10 on idiopathic chronic dilated cardiomyopathy in children. // Pediatric Cardiology. — 2005. — № 4. — Р.361-366.
  17. ↑ Коровина Н. А., Творогова Т. М., Тарасова А. А., Захарова И. Н., Хрунова К. М. Эффективность энерготропной терапии при вегетативной дистонии с кардиальными изменениями у детей и подростков // Российский вестник перинатологии и педиатрии. — 2008. — № 6.
  18. ↑ Захарова И. Н., Обыночная Е. Г., Скоробогатова Е. В., Малашина О. А. Влияние антиоксиданта на основе убихинона на активность перекисного окисления липидов и антиоксидантную защиту при пиелонефрите у детей // Педиатрия. — 2005. — № 4.


Альфа-спираль Это незавершённая статья по биохимии. Вы можете помочь проекту, исправив и дополнив её.


п·о·р
Кофакторы ферментов
Коферменты

витамины: NAD (B3) · NADP (B3) · Кофермент A (B5) · Тетрагидрофолат (B9), Дигидрофолат, Метилентетрагидрофолат · Аскорбиновая кислота (C) · Витамин К (K) · Кофермент F420

невитамины: ATP · CTP · S-Аденозилметионин · PAPS · Глутатион · Кофермент B · Кофермент М · Убихинон (Кофермент Q) · Метанофуран · BH4 · H4MPT
Органические
простетические группы

витамины: Тиаминпирофосфат (B1) · FMN, FAD (B2) · Пиридоксальфосфат (B6) · Биотин (B7) · Метилкобаламин, Кобамамид)

невитамины: Гем · Липоат · Молибдоптерин · Хинон пиррохинолина
Металлы —
простетические группы		 Ca2+ · Cu2+ · Fe2+, Fe3+ · Mg2+ · Mn2+ · Mo · Ni2+ · Se · Zn2+
Источник — «http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%BE%D1%84%D0%B5%D1%80%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D1%82_Q»