MitoQ – mitochondrialne Q10

Mitochondria są organizmowym odpowiednikiem baterii zasilających urządzenia elektryczne. Innymi słowy, są one odpowiedzialne za ładowanie komórek poprzez produkcję adenozynotrójfosforanu (ATP), cząsteczki energii wytwarzanej przez łańcuch transportu elektronów w mitochondriach. Każdy czynnik, który upośledza funkcję mitochondriów i zaburza produkcję ATP, może prowadzić do zmęczenia, bólu i stanów zapalnych, a także znacznej liczby chorób.

Na przykład starzenie się,^{1, 2, 3, 4} chroniczny stres,^{5, 6} niektóre leki farmaceutyczne,⁷ spożywanie syropu kukurydzianego o wysokiej zawartości fruktozy,⁸ toksyny środowiskowe, metale ciężkie,⁹ herbicydy,^{11, 12}i zanieczyszczenie powietrza¹⁰ to wszystko zaburza pracę mitochondriów. Prawdę mówiąc, to w dzisiejszym świecie mitochondria nie mają łatwo.

Koenzym Q10 (CoQ10) jest dobrze znany ze swojej roli w funkcjonowaniu mitochondriów. Jednak problem z nim jest taki, że już po 40 roku życia, nasz organizm coraz mniej go wytwarza. A tym samym zwiększa się ilość reaktywnych form tlenu które niszczą mitochondria i przyczyniają się do powstawania wielu chorób.

Uszkodzenia mitochondriów można złagodzić, poprawiając mitochondrialną zdolność antyoksydacyjną poprzez suplementację koenzymem Q10, który odgrywa kluczową rolę w łańcuchu transportu elektronów wytwarzającym energię.

Koenzym Q10 jest znany ze swoich właściwości wzmacniających mitochondria. Wykazano, że CoQ10:

• obniża śmiertelność i zwiększa wydolność wysiłkową u pacjentów z niewydolnością serca¹³
• zmniejsza częstotliwość, czas trwania i nasilenie migren¹⁴
• redukuje zmarszczki i poprawiają gładkość skóry¹⁵
• poprawia funkcję śródbłonka
• polepsza regenerację mięśni po intensywnym wysiłku fizycznym¹⁶

Koenzym Q10 dostarczany z suplementacji ma duży problem z dotarciem do mitochondriów. Otóż natura zaprojektowała go tak, aby osadzał się w wewnętrznej błonie mitochondrialnej i nie przenikał łatwo przez inne błony komórkowe. Z tego powodu mitochondria wytwarzają koenzym Q10 wewnątrz błony wewnętrznej czym samym znacząco ograniczając dotarcie koenzymu przyjętego w suplemencie.

W tym artykule omówię rolę koenzymu Q10 we wspieraniu funkcji mitochondriów w różnych chorobach, ze szczególnym naciskiem na nową, ukierunkowaną na mitochondria formę koenzymu Q10, znaną jako MitoQ (mitochinol).

Zwiększenie biodostępności koenzymu Q10

Ze względu na swoje właściwości lipofilne, dużą masę cząsteczkową i różnice w przepuszczalności w przewodzie pokarmowym, koenzym Q10 ma niską biodostępność po przyjęciu doustnym i tylko niewielka ilość trafia do układu krążenia.¹⁷

Dostarczanie wewnątrzkomórkowe jest również wyzwaniem i tylko niewielki procent wchłoniętego koenzymu jest dostępny dla mitochondriów.¹⁷ Analiza kilku badań wskazała, że wysokie dawki suplementacji koenzymu Q10, przez dłuższy czas, są potrzebne do podniesienia poziomu koenzymu Q10 w tkankach.¹⁸

Dodatkowo, wzrost koenzymu po przyjęciu go w suplementacji jest różny w różnych tkankach.¹⁸

Wiele firm badało proces optymalizacji i zwiększenia biodostępności koenzymu Q10. Niektóre pracowały nad poprawieniem przenikania koenzymu do tkanek i mitochondriów. Zmniejszano rozmiar cząsteczek, tworzono układu emulgowania i dostarczania lipidów.¹⁷

Badacze MitoQ w końcu osiągnęli sukces w zwiększaniu dostarczania koenzymu Q10 do mitochondriów, gdy przyłączyli formę ubichinolu do lipofilowego kationu trifenylofosfoniowego. Takie połączenie umożliwiło koenzymowi wniknięcie do mitochondriów.¹⁹

Tę kombinację ubichinolu i kationu trifenylofosfoniowego, nazwano mitochinol, w skrócie MitoQ.

Cząsteczka MitoQ jest naładowana dodatnio i poprzez gradient potencjału MitoQ jest przyciągany do ujemnie naładowanego wnętrza komórki, przechodząc przez błonę plazmatyczną komórki i ostatecznie penetrując podwójną błonę mitochondriów. Kationy lipofilowe, takie jak trifenylofosfonina, z łatwością przenikają do dwuwarstw lipidowych, ponieważ posiadają ładunek, który jest rozłożony na dużym obszarze powierzchni, a gradient potencjału umożliwia ich akumulację w macierzy mitochondrialnej. ^{20, 21}

MitoQ jest dość szybko transportowany do izolowanych mitochondriów, gdzie wewnątrz mitochondriów praktycznie cały nabyty MitoQ jest adsorbowany na powierzchni matrycy błony wewnętrznej.²² Ta zdolność MitoQ do wchodzenia do wewnętrznej błony mitochondriów znacznie poprawia zdolność antyoksydacyjną koenzymu Q10.²²

MitoQ gromadzi się wewnątrz mitochondriów w stężeniach do tysiąca razy większych niż na zewnątrz komórki.²³ Ta zależność pozwala MitoQ dostarczać bardzo skutecznie koenzym Q10 do tkanek o wysokim zapotrzebowaniu energetycznym takich jak neurony, mięsień sercowy, wątroba i nerki.^{22, 23}

W przeciwieństwie do wielu innych form koenzymu Q10, MitoQ jest rozpuszczalny w wodzie i wykazuje optymalną biodostępność po podaniu doustnym. Maksymalny poziom w osoczu osiąga w mniej niż godzinę.²⁴ MitoQ jest w stanie szybko przeniknąć przez wszystkie błony biologiczne, w tym barierę krew-mózg.²⁵ Co jest bardzo dobrą wiadomością w przypadku wystąpienia udaru.

Skuteczność działania MitoQ przypisuje się prawdopodobnie akumulacji ubichinolowej formy koenzymu Q10.²⁶ Gdy forma ubichinolu MitoQ wygasza wolny rodnik, zostaje on utleniony do ubichinonu. Niedługo potem Kompleks II zawraca ubichinon z powrotem do ubichinolu, który jest silniejszym przeciwutleniaczem.²⁶ Ubichinol jest wysoce skuteczny w hamowaniu peroksydacji lipidów w dwuwarstwach fosfolipidowych.²⁷ MitoQ jest szczególnie skuteczny przeciwko peroksydacji lipidów, ale może również redukować rodniki nadtlenkowe i ponadtlenkowe.²⁶

Potencjalne zastosowania MitoQ

MitoQ został gruntownie oceniony w badaniach przedklinicznych i przeprowadzono kilka badań na ludziach, a kolejne są w przygotowaniu. Poniżej znajduje się krótki przegląd dowodów skuteczności działania MitoQ.

Wątroba

Hepatocyty (komórki wątroby) mają wysokie stężenie mitochondriów i dlatego korzystają z ochrony antyoksydacyjnej. W jednym z pierwszych badań klinicznych, które zostały przeprowadzone na MitoQ, zbadano jego działanie u pacjentów z wirusem zapalenia wątroby typu C (HCV).²⁸ Zwiększony stres oksydacyjny i wynikające z niego uszkodzenie mitochondriów to mechanizmy odpowiedzialne za uszkodzenie wątroby, które występuje w przewlekłym zakażeniu HCV. Dlatego, korzystne może być hamowanie mitochondrialnych uszkodzeń oksydacyjnych. W związku z tym naukowcy przeprowadzili badanie fazy II, aby określić wpływ MitoQ na poziom aminotransferaz w surowicy i poziomy RNA HCV u pacjentów z HCV. Autorzy badania zrandomizowali 30 pacjentów z HCV, którzy albo nie zareagowali na standardową terapię, albo nie nadawali się do standardowej opieki. Podano im MitoQ w dawce 40 mg, 80 mg lub placebo raz dziennie przez 28 dni. Pacjenci otrzymujący którąkolwiek z dawek MitoQ doświadczyli wyraźnego spadku bezwzględnych i procentowych zmian transaminazy alaninowej (Alat) od pierwszego do 28go dnia leczenia. Alat jest istotnym wskaźnikiem uszkodzenia wątroby i stanu zapalnego.

MitoQ został również zbadany pod kątem marskości wątroby. W tej chorobie komórki gwiaździste wątroby (HSC) biorą udział w zwiększaniu wewnątrzwątrobowego oporu naczyniowego i rozwoju nadciśnienia wrotnego.²⁹ Marskość jest również związana z podwyższonym poziomem reaktywnych form tlenu w wątrobie, co może wyjaśniać, dlaczego przeciwutleniacze obniżają ciśnienie wrotne.²⁹ Ponieważ znaczna część tej zwiększonej produkcji ROS pochodzi z mitochondriów, naukowcy przetestowali MitoQ na komórkach HSC ludzkiej wątroby, a także na komórkach wątroby szczurów z marskością wątroby.

MitoQ hamował aktywność ludzkiego i szczurzego HSC. Ponadto w modelu szczurzym MitoQ zmniejszał wątrobowy stres oksydacyjny, poprawiał fenotyp HSC, zmniejszał wewnątrzwątrobowy opór naczyniowy i hamował zwłóknienie wątroby. Efektom tym towarzyszył wyraźny spadek ciśnienia wrotnego bez zmian ciśnienia tętniczego.

Fibromialgia i zespół przewlekłego zmęczenia

Fibromialgia jest zaburzeniem charakteryzującym się rozległym bólem i tkliwością wraz z innymi objawami, w tym zmęczeniem, problemami poznawczymi i złym snem. Około 2% do 8% populacji cierpi na fibromialgię.³⁰ Mialgiczne zapalenie mózgu i rdzenia (ME) i zespół przewlekłego zmęczenia (CFS) są zaburzeniami podobnymi do fibromialgii i charakteryzują się złym samopoczuciem po wysiłku oraz niewyjaśnionym, przewlekłym zmęczeniem.

Naukowcy zbadali wpływ MitoQ na 100 pacjentów z fibromialgią, CFS lub ME.³¹ Pacjenci z fibromialgią przyjmujący MitoQ doświadczyli znacznego spadku oceny bólu (do 33%), podczas gdy w grupie placebo nie zaobserwowano żadnej zmiany. Ponadto pacjenci, którym podawano MitoQ, doświadczyli 13% wzrostu pamięci tzw. roboczej. Osoby z CFS/ME, którym podano MitoQ, nie doświadczyli znaczących efektów.

Zdrowie poznawcze i neurologiczne

Choroba Alzheimera jest najczęstszą chorobą neurodegeneracyjną i ważną przyczyną demencji u osób starszych.²⁵ Badania wskazują, że upośledzenie mitochondriów i stres oksydacyjny są zaangażowane w postęp choroby Alzheimera.²⁵ Naukowcy badali, czy MitoQ może tłumić patologię podobną do choroby Alzheimera w neuronach kory mózgowej myszy w hodowli komórkowej oraz w potrójnym transgenicznym mysim modelu choroby Alzheimera. W neuronach korowych MitoQ zmniejszył neurotoksyczność powodowaną przez beta-amyloid (peptydy gromadzące się w mózgach dotkniętych chorobą Alzheimera), zatrzymał zwiększoną produkcję reaktywnych gatunków i zmniejszył utratę potencjału błony mitochondrialnej. MitoQ podawany myszom przez pięć miesięcy powstrzymał rozwój patologii podobnych do choroby Alzheimera, takich jak pogorszenie funkcji poznawczych, stres oksydacyjny, akumulacja Aβ, astroglioza, utrata synaptyczna i aktywacja kaspazy w mózgu.

MitoQ badano również w chorobie Parkinsona. U myszy, neuronalnych komórek śródmózgowia i hodowanych komórek dopaminergicznych narażonych na toksyny, MitoQ zapobiegał neurotoksyczności.³²W modelu choroby Parkinsona in vitro, MitoQ hamował fragmentację mitochondriów z powodu stresu oksydacyjnego.³³

Faza II, podwójnie ślepa próba MitoQ w porównaniu z placebo u 128 pacjentów z chorobą Parkinsona nie wykazała żadnego wpływu MitoQ na progresję choroby.³⁴ Było to prawdopodobnie spowodowane rozpoczęciem terapii, gdy uszkodzenie neuronów było już zbyt rozległe, aby osiągnąć jakąkolwiek korzyść ze stosowania środka neuroprotekcyjnego. Jednak badanie wykazało doskonałe bezpieczeństwo i tolerancję długotrwałego stosowania MitoQ.

Utrzymanie zdrowej wagi

Badania na zwierzętach sugerują, że MitoQ może chronić przed negatywnymi skutkami diety wysokotłuszczowej. Myszy podatne na otyłość, którym podawano MitoQ w wodzie pitnej, a następnie karmiono dietą wysokotłuszczową, doświadczyły znacznego spadku całkowitej masy ciała i masy tłuszczu w porównaniu z myszami karmionymi dietą o normalnej zawartości tłuszczu.³⁵ Myszy, którym podawano MitoQ i karmiono dietą wysokotłuszczową, również jadły mniej pokarmu. Ponadto MitoQ zmniejszał uszkodzenia oksydacyjne związane ze stłuszczeniem wątroby.³⁵

W innym badaniu przeprowadzonym przez tych samych naukowców, dawka 500 μmol/L MitoQ podana już otyłym myszom spowodowała, że ​​zwierzęta zrzuciły zbyt dużo wagi, więc naukowcy zmniejszyli dawkę o połowę.³⁶Przy niższej dawce MitoQ miał niewielkie korzyści w walce z otyłością.

Cukrzyca i zespół metaboliczny

Naukowcy zbadali wpływ MitoQ na zmiany profilu lipidowego mięśni i funkcję mitochondriów u szczurów karmionych dietą podatną na otyłość.³⁷ Autorzy badania podzielili 24 młode samce szczurów na dietę wysokotłuszczową, dietę wysokotłuszczową z MitoQ lub placebo. Dieta wysokotłuszczowa wywołała rozwój otyłości, powiększenie wątroby i nietolerancję glukozy, czyli większość cech zespołu metabolicznego.

Suplementacja MitoQ hamowała wzrost masy ciała oraz zmniejszała przyrost masy tkanki tłuszczowej i wątroby u zwierząt żywionych dietą wysokotłuszczową. Częściowo odwrócił także nietolerancję glukozy. Dieta wysokotłuszczowa spowodowała zwiększoną akumulację triglicerydów i istotne zmiany w klasach fosfolipidów mięśniowych oraz w składzie kwasów tłuszczowych całkowitego lipidu mięśniowego. Zmianom tym towarzyszył spadek oddychania mitochondrialnego. Suplementacja MitoQ zatrzymała zmiany lipidów i przywróciła oddychanie mitochondrialne.

W innym badaniu oceniającym wpływ MitoQ na leukocyty pacjentów z cukrzycą typu 2, MitoQ wykazał właściwości przeciwzapalne i antyoksydacyjne, w tym hamowanie wytwarzania rodników tlenowych, zmniejszanie interakcji między leukocytami a śródbłonkiem oraz hamowanie markera stanu zapalnego czynnik martwicy nowotworu alfa (TNFα).³⁸

Efekty przeciwstarzeniowe

Stres oksydacyjny jest związany z większością uszkodzeń komórek i tkanek, które występują podczas procesu starzenia. MitoQ może zatem być użytecznym środkiem dla osób w średnim i starszym wieku. Jego działanie przeciwstarzeniowe zostało zademonstrowane w niedawnym badaniu, w którym MitoQ spowodował wyraźne zahamowanie skracania telomerów.³⁹ Telomery to ochronne nasadki na końcach chromosomów, a skrócenie telomerów jest związane ze starzeniem się. Leczenie MitoQ było również związane ze średnim 40% wzrostem replikacyjnej długości życia komórek.

MitoQ był również badany pod kątem wpływu na dysfunkcję śródbłonka związaną z wiekiem. Dysfunkcja mitochondriów jest głównym źródłem stresu oksydacyjnego związanego z dysfunkcją śródbłonka tętniczego. W badaniu, zależne od śródbłonka rozszerzenie tętnic było zmniejszone u starszych myszy.⁴⁰ Suplementacja MitoQ całkowicie przywróciła biodostępność tlenku azotu.⁴⁰ Poprawa funkcji śródbłonka była związana z normalizacją związanego z wiekiem stresu oksydacyjnego i wzrostem wskaźników zdrowia mitochondriów. W procesie starzenia dochodzi do wzrostu podatności śródbłonka tętniczego na ostre uszkodzenia mitochondriów. MitoQ jest w stanie odwrócić tę podatność.⁴⁰

Układ sercowo-naczyniowy

Stres oksydacyjny powstaje, gdy występuje brak równowagi między produkcją wolnych rodników a ilością antyoksydantów. Został on powiązany z chorobami takimi jak miażdżyca, choroba niedokrwienna serca, niewydolność serca, udar i nadciśnienie.⁴¹ Dysfunkcja mitochondriów może prowadzić do nadmiernej produkcji wolnych rodników i często bierze udział w powstawaniu chorób sercowo-naczyniowych.^{41, 42}

MitoQ powinien być zatem dobrym wyborem wspierającym zdrowie układu krążenia. W zwierzęcych modelach transplantacji serca i zawałów serca, MitoQ okazał się chronić przed uszkodzeniem niedokrwienno-reperfuzyjnym.^{43, 44}

U szczurów ze spontanicznym nadciśnieniem podatnym na udar, połączenie MitoQ i małej dawki losartanu (leku na nadciśnienie) przyniosło korzyści synergistyczne.⁴⁵ Połączenie znacząco zmniejszyło rozwój nadciśnienia i przerostu lewej komory. Ponadto w hodowli komórkowej MitoQ bezpośrednio tłumił przerost komórek mięśnia sercowego (kardiomiocytów).⁴⁵

Osoby przyjmujące leki obniżające poziom cholesterolu mogą również doświadczyć korzystnego działania MitoQ.⁴⁶ Cholesterol i inne izoprenoidy wytwarzane w tym samym szlaku są wymagane przez koenzym Q10 do przyłączenia go do wewnętrznej błony mitochondriów.⁴⁶ Dlatego leki obniżające poziom cholesterolu zmniejszają dostępność koenzymu Q10 w mitochondriach, a MitoQ może go uzupełniać.

Użyteczność MitoQ do ochrony układu sercowo-naczyniowego została niedawno zbadana u ludzi, w badaniu osób starszych (mężczyźni, 60-79 lat) na Uniwersytecie Kolorado.⁴⁷ Oprócz innych korzyści, wyniki pokazały, że osoby przyjmujące MitoQ przez sześć tygodni doświadczyły średnio 48% poprawy funkcji tętnic.