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新华网刊发润和•广医辅酶Q10联合研究中心首席科学家吴铁教授系列论文(二)

2015-06-26


辅酶Q10有什么作用?

1.辅酶Q10是体内具有重要作用的辅酶

辅酶是一类可以将化学基团从一个酶转移到另一个酶上的有机小分子物质,可与酶较为松散地结合,是酶发挥活性的重要组成成分。辅酶Q10是体内具有重要作用的辅酶,是生物细胞呼吸链中的重要递氢体,参与氧化磷酸化及ATP的生成过程,调控细胞氧化还原环境。在呼吸链中辅酶Q10是一个和蛋白质结合不紧密的辅酶,使它在黄素蛋白类和细胞色素之间能作为一种特殊灵活的载体而起作用;另外,其醌环中苯醌的羟基取代基使它倾向于极性,而结构中的聚异戊二烯侧链使它在疏水性环境中具有较低的自由能,能在线粒体内膜中迅速扩散。辅酶Q10从复合体Ⅰ和复合体Ⅱ接受氢,将质子释放至线粒体基质内,电子传递给细胞色素,通过这一过程促进氧化磷酸化及电子的主动转移,由此形成机体能量贮存的主要物质ATP。辅酶Q10常常被消耗在其帮助的反应上,但辅酶Q10可以再产生,在细胞内的浓度会维持在稳定的程度。辅酶Q10人体合成能力随着年龄增长及疾病影响会逐步降低。辅酶Q10与许多维生素及其衍生物,如核黄素、硫胺素和叶酸等辅酶一样,主要通过饮食补充才能获得。

2.辅酶Q10是体内自由基清除剂

人类为什么会衰老?有一种自由基衰老理论提出,机体衰老的主要原因是自由基对细胞内生物大分子(核酸、脂质、蛋白等)产生氧化损伤,损伤随年龄累积从而损害细胞功能,导致细胞功能衰退或丧失,最终造成机体衰老。线粒体(特别是损伤的线粒体)是细胞内产生自由基的主要细胞器,同时线粒体自身富含的多种酶、结构蛋白、膜脂质及核酸等也是活性氧等氧化剂直接攻击的目标,线粒体结构受损以及酶活性降低反过来又进一步加重线粒体损伤,导致细胞能量代谢障碍,细胞功能丧失。辅酶Q10能阻止脂和蛋白质的过氧化,清除自由基,明显降低线粒体氧耗,减少细胞三磷酸腺苷消耗,维持细胞线粒体结构的完整性,防止细胞水肿,细胞膜破裂,以及线粒体溶解与肌纤维的紊乱性排列,辅酶Q10还能通过氧化还原性结构的变换,加强细胞内膜抵抗外界氧化因子的损害,是人体内唯一的一种天然存在的、又能在人体中再生的脂溶性抗氧化剂。

3.辅酶Q10是细胞代谢的激活剂

新陈代谢是人体生命活动的基本特征。新陈代谢包括物质代谢与相传伴的能量代谢。辅酶Q10在生物体中能提供或移去氧,生物体中能量代谢主要在线粒体中进行,其产生的能量占人体总能量的95%,而辅酶Q10存在于线粒体内膜上,生物氧化过程中电子传递必须与辅酶Q10反应,是线粒体呼吸链限速反应的关键性物质,辅酶Q10同时是线粒体氧化磷酸化反应中几种重要酶的辅助成分,又能阻止ATP合成代谢所需物质的减少;辅酶Q10是代谢激活剂,激活细胞呼吸,在细胞能量生成,增强生物体活力方面发挥十分重要的作用。

4。辅酶Q10可改善线粒体功能障碍和维护受损的神经细胞

线粒体是存在于细胞中的细胞器,一个细胞中有成百上千个线粒体。细胞中线粒体的具体数目取决于细胞的代谢水平,代谢活动越旺盛看,线粒体越多。线粒体可占到细胞质体积的25%,线粒体是细胞内氧化磷酸化和合成三磷酸腺苷(ATP)的主要场所,为细胞的活动提供了能量,所以有“细胞动力工厂”之称。除了为细胞供能外,线粒体还参与诸如细胞分化、细胞信息传递和细胞凋亡等过程,并拥有调控细胞生长和细胞周期的能力。同时,线粒体也是对各种损伤最为敏感的细胞器之一,线粒体直接利用氧气制造能量,90%以上吸入体内的氧气被线粒体消耗掉,但是,氧是个“双刃剑”,一方面生物体利用氧分子制造能量,另一方面氧分子在被利用的过程中会产生极活泼的中间体(活性氧自由基)伤害细胞造成氧毒性,氧毒性的存在是生物体衰老的最原初的原因,线粒体利用氧分子的同时也不断受到氧毒性的伤害,线粒体损伤超过一定限度,细胞就会衰老死亡。线粒体功能障碍涉及的疾病相当广泛,包括糖尿病、神经退行性病、脓毒性休克、心肌缺血再灌注损伤以及老年性退行性疾病等。已经证明外源性补充辅酶Q10对这些疾病有很好的作用,如研究表明,对由于线粒体功能障碍导致的神经退行性病帕金森症的患者,每日补充辅酶Q10,能减慢帕金森症发展,也可减轻症状。外源性补充辅酶Q10,由于辅酶Q10能够通过血脑屏障,改善病变组织的辅酶Q10缺乏状态,清除自由基,减少氧化应激反应,调节线粒体功能障碍,同时,辅酶Q10还能稳定细胞膜,减少由于细胞脂质过氧化损伤引起的细胞凋亡,维持钙离子通道的完整性以减少细胞损伤,从而发挥保护大脑及神经的作用。

5.辅酶Q10可抑制细胞凋亡

细胞凋亡是机体内为了维持内环境稳定,由基因控制的细胞自主的有序的死亡,是细胞本身的主动过程,它涉及一系列基因的激活、表达以及调控等作用。研究表明辅酶Q10在氧化应激状态下,可以直接清除氧自由基,激活碱性酪胺酸激酶,阻止氧化导致的线粒体DNA缺失突变,阻断线粒体损伤与自由基产生的恶性循环,维持整个呼吸链的完整性,直接保护线粒体DNA,从而减少凋亡细胞的数量;此外,辅酶Q10可抑制线粒体去极化,通过与线粒体渗透性转换通道(Permeability Transition Pore, PTP)结合,抑制PTP开放,阻止线粒体去极化及释放细胞色素C,减少Caspase9的激活,有效减少细胞凋亡;辅酶Q10还能够通过增加ATP的产生效率,衰减细胞凋亡和死亡信号,减少细胞的凋亡与死亡。辅酶Q10可以增强角质细胞活力,减少细胞凋亡。

6.辅酶Q10可加强心脏动力

辅酶Q10在心肌中含量最高,当它缺乏时会造成心脏功能的不足,导致血液循环不畅、心脏工作能力下降,是心脏病的发病原因之一。补充辅酶Q10可促进心肌细胞氧化磷酸化,改善心肌能量代谢,减轻缺血对心肌的损伤,增加心输出量;补充辅酶Q10还可改善慢性充血状态及抗心律失常作用。研究表明,几乎所有心脏病患者以及某些非心血管疾病患者,其组织中均有内源性辅酶Q10缺乏,而给予外源性辅酶Q10可使患者临床症状明显改善。有报道称超过75%的心脏病患者在服用辅酶Q10后,病情显著改善。辅酶Q10能够激活细胞呼吸,可以为心肌细胞和脑细胞提供充足的氧气和能量,使细胞保持良好健康的状态,因此能预防心脑血管事件发生。

7.辅酶Q10可延缓皮肤衰老

氧化应激是导致皮肤老化的主要原因,辅酶Q10可以保护皮肤免于氧化性损伤,辅酶Q10外用可以调理皮肤,增加角化细胞浓度,提高皮肤细胞的抗氧化能力,抑制皮肤老化。辅酶Q10还能促进上皮细胞生成和肉芽组织良性化,预防疤痕形成,促进疤痕修复;辅酶Q10抑制磷酸酪氨酸酶的活性,防止黑色素以及黑斑生成;辅酶Q10能增加透明质酸浓度,提高肌肤含水量,对改善暗沉肤色、减少皱纹,恢复肌肤原有的光滑、弹性和保湿性有着良好的效果。辅酶Q10还具有抗炎作用,能够促进皮肤伤口愈合及阻止皮肤光老化而发挥抗皮肤衰老作用。

8.辅酶Q10可缓解体力疲劳,增强免疫力

补充辅酶Q10有抗疲劳作用,辅酶Q10作为生物抗氧化剂,可通过消除体内因运动而产生的过氧自由基,提高血清中SOD活力,降低血清中MDA含量,保持细胞的完整性,防止胞内酶的渗漏,从而延缓疲劳的产生,有助于消除运动的后疲劳。有人研究了男性运动员在连续比赛后服用辅酶Q10,其血浆中中性白细胞的数量明显减少,由此认为辅酶Q10有利于保护运动员的免疫系统,增强机体免疫力。对于正常人在过度劳累后口服辅酶Q10可以改善机体疲劳,增强机体活力。

9.辅酶Q10可调节血脂及减少他汀类药物的副作用

研究发现,辅酶Q10对总胆固醇和过氧化脂质有显著降低作用,可明显升高高密度脂蛋白胆固醇,可以用于降血脂,此外,他汀类药物(羟甲基戊二酰辅酶A还原酶抑制剂)是一种新型、强效、高效的降血脂药物,但随其广泛应用,已经证明其副作用也很多,特别是可累及肌肉,引起肌痛甚至横纹肌溶解症状,严重者可导致肾功能衰竭、死亡。研究发现,他汀类药物在降低血脂的同时,会阻断人体对辅酶Q10的自主合成,这些副作用的产生是由于辅酶Q10缺失引起,即使接受短期(14d)的阿托伐他汀治疗也可引起明显的辅酶Q10浓度下降,补充辅酶Q10可以减轻他汀类的不良反应。因此,血脂高的人在服用他汀类药物时,必须服用辅酶Q10,才能更好地起到降脂作用。辅酶Q10能降低对人体有害的低密度脂蛋白含量,防止低密度脂蛋白透过内皮细胞深入内皮细胞间隙,减少动脉内壁脂质的形成,防止脂质在血管内膜形成动脉粥样硬化斑块,同时提高高密度脂蛋白活性,及时清除血管内壁形成的垃圾、毒素和斑块,调节血脂和预防动脉粥样硬化形成。目前,联合应用辅酶Q10可逆转他汀类药物引起的副作用已经得到大量临床观察证实。

10.辅酶Q10的抗肿瘤作用

研究发现乳腺癌、前列腺癌、胰腺癌和结肠癌等患者体内辅酶Q10的浓度与正常人相比则含量较低,经给予病人以90mg/d剂量的辅酶Q10,并结合一定剂量的抗氧化剂如胡萝卜素、硒、不饱和脂肪酸等一起服用治疗一年后,病人均未发生肿瘤转移现象。辅酶Q10也可用于癌症患者的综合治疗,以减轻放、化疗引起的副反应,可缓解癌因性疲乏等症状。近年来的研究提示,辅酶Q10作为机体非特异性免疫增强剂在提高机体免疫力和抗肿瘤等方面可起较好作用,临床对于晚期转移性癌症有一定的疗效。

11.辅酶Q10的其他作用

辅酶Q10作为免疫功能调整药用于肝炎已多年,取得较好的疗效,辅酶Q10作为抗氧化剂,能够清除自由基,增强免疫系统从而保护心、肝、肾等重要器官免受入侵的病菌、病毒的损害。辅酶Q10还可预防牙龈疾病,患有牙龈疾病的人血清中辅酶Q10的浓度降低,补充辅酶Q10可明显改善症状,辅酶Q10在治疗糖尿病方面也具有一定功效。随着科学的发展及辅酶Q10的应用,人们对辅酶Q10的认识逐步增加,辅酶Q10的许多重要的生理学及药理学作用将逐步被了解及认识,辅酶Q10作为人体健康保健卫士的应用将越来越广。

作者简介:

 

吴铁,男,1955年生,药理学教授,研究生导师,博士后指导教师,广东医学院教学名师,广东医学院药学院院长,广东医学院中药与新药研究所名誉所长。2008年担任全国医学院校规划教材《药理学》主编,还任《临床药理学》、《皮肤科治疗学》等教材副主编,2010年任中华医学百科全书药理学卷编委。现兼任中国药理学会抗炎免疫专业委员会委员,广东省药理学会常务理事,广东省药理学会抗炎免疫专业委员会主任委员。主要研究方向抗炎免疫药理学,骨质疏松药理,皮肤与靶向制剂药理及抗肿瘤药理,近3年培养的3位硕士研究生分别获批3项国家自然科学基金,主持省市级及校级课题多项,研究经费100多万,带起了一个团结合作的科研团队,发表了科研论文480多篇。与崔燎合作编著学术专著《骨质疏松药理学动物实验与图谱》1部,入选华夏英才基金学术文库。参编《骨矿与临床》等多部大型学术专著,累计申报了80项国家发明专利,其中有26项发明专利获得国家授权,获广东省优秀专利发明者称号。

(实习编辑:姜曼)

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