辅酶Q10的药理机制及应用

【背景及概述】^[1][2]

辅酶Q10，又称泛醌，是广泛存在于生物体细胞内的脂溶性醌类化合物。辅酶Q10的化学名称为2,3-二甲氧基-5-甲基-6-葵异戊烯基苯醌，分子式为 C59H90O4，相对分子量为863.36。辅酶Q10是机体中的重要辅酶，在线粒体氧化呼吸链中承担着质子转移和电子传递的作用，可促进氧化磷酸化及能量载体 ATP 的生成。

辅酶Q10最早于1957年由美国的Crane教授在牛心线粒体中发现，是体内强有力的抗氧化剂。人体中辅酶Q10主要来源于自身合成和外源性补充，其含量在20岁左右达到高峰，此后随着年龄的增加而逐渐下降。由于辅酶Q10具有清除自由基、抗细胞凋亡、稳定细胞膜、减少氧化应激、提高机体免疫力等作用，且其具有无毒、无致畸和无明显副作用的优点，受到了越来越多基础研究者和临床工作者的关注。辅酶Q10现已经广泛应用于神经系统、心血管系统、肿瘤等疾病领域。

【药理作用】^[1]

机体中辅酶Q10有2种存在形式，包括氧化型和还原型，2种形式在体内可以相互转换，但只有还原型辅酶Q10才能在机体内发挥抗氧化作用。辅酶Q10的抗氧化性主要体现在清除自由基、与其它抗氧化物质的协同作用、抗细胞凋亡和稳定细胞膜。

自由基是细胞正常的代谢产物，一般情况下，自由基的产生和清除处于一个动态平衡状态，一旦平衡被打破，体内自由基的积聚可引起氧化应激，导致 DNA、脂质和蛋白质的过氧化，引起线粒体功能障碍和细胞凋亡。氧化应激和线粒体功能障碍互为因果，形成恶性循环。氧化应激可引起大量自由基的积聚，损伤线粒体复合物Ⅰ，与此同时，线粒体复合物Ⅰ的缺陷会产生更多的自由基。辅酶Q10是人体内唯一天然存在的、可再生的脂溶性抗氧化剂。辅酶Q10可通过氧化还原型结构的转换，清除体内的自由基，减少氧化应激，同时改善线粒体功能障碍。

人体中的抗氧化剂往往不是独立存在和单独发挥作用的，而是相辅相成、协同作用。辅酶 Q10 除了其自身能发挥抗氧化作用外，还能加强并再生其它抗氧化剂比如维生素E、抗坏血酸、硫辛酸等的抗氧化作用。维生素 E，又称生育酚，是一种脂溶性维生素，在人体内具有抗氧化作用。维生素E可通过清除脂质过氧化自由基来阻止脂质过氧化过程中链反应的传播。辅酶Q10可以还原维生素 E 在清除自由基时产生的α-生育酚酰基自由基，从而节约和再生维生素E。

Kamzalov等观察到在年轻的成年小鼠中，辅酶Q10的摄入有效地增加了肝脏、心脏和骨骼肌组织中的 α-生育酚浓度。孟佳等研究了辅酶Q10与维生素E协同作用对于自然衰老小鼠抗氧化能力的影响，结果辅酶Q10与维生素E协同可显著提高衰老小鼠血中的超氧化物歧化酶 (SOD) 活性，明显降低丙二醛 (MDA) 含量，表明辅酶 Q10 与维生素E协同可显著提高衰老小鼠的抗氧化能力，其抗氧化效果优于单独的维生素 E。

硫辛酸是一种既具有水溶性又具有脂溶性的维生素B类化合物，具有抗氧化和促氧化的双重性能。Tuncer 等通过对雌性青春期前的大鼠建立卵巢扭转模型，后行开腹手术将扭转的卵巢复位，在复位手术之前设置口服生理盐水、橄榄油、单独的硫辛酸、单独的辅酶Q10、硫辛酸和辅酶 Q10联合应用组，结果硫辛酸和辅酶Q10联合口服对抗卵巢缺血再灌注引起的氧化应激损伤作用明显优于单独使用硫辛酸或辅酶Q10。

辅酶Q10抑制细胞凋亡的作用机理可能包含①保护线粒体 DNA，辅酶Q10可以清除氧自由基，减少氧化应激，阻止过氧化损伤引起的线粒体DNA 突变，维持线粒体呼吸链的完整性，减少细胞凋亡；②辅酶 Q10 可以增加线粒体 ATP 的产生效率，促进细胞新陈代谢和生长，减缓细胞的凋亡；③抑制线粒体去极化：辅酶Q10可以通过抑制线粒体渗透性转换通道的开放，阻止线粒体的去极化，从而抑制细胞色素C的释放及前半胱天冬酶-9(procaspase-9) 的激活，抑制线粒体依赖的凋亡通路活化，发挥抗细胞凋亡作用；④抑制活性氧 (ROS)相关的凋亡通路 [6]：在肾近曲小管细胞中，辅酶Q10显著抑制尼古丁诱导的 ROS 生成及细胞凋亡，其机制为辅酶Q10磷酸化p66shc，继而激活抗氧化反应元件 (antioxidant responseelement，ARE) 及锰超氧化物歧化酶 (manganese superoxide dismutase，MnSOD) 的启动子，促使MnSOD清除 ROS，从而抑制细胞凋亡。

辅酶Q10以其在细胞有氧呼吸活动中作为质子和电子载体及体内强有力的抗氧化剂而闻名。辅酶Q10可以使有毒的过氧化物还原成无毒的羟基化合物，同时使H₂O₂分解，以此避免机体遭受毒性氧的损害。辅酶Q10在脂膜中的作用类似于胆固醇，可以通过调节脂膜的机械强度和渗透性来提高细胞膜的稳定性，从而维持了细胞膜结构和功能的完整性。

【临床应用】^[2]

       辅酶Q10的抗氧化作用和在线粒体的特殊地位，使其对心力衰竭的治疗成为可能。表1汇总了辅酶Q10治疗慢性心力衰竭的主要临床试验。

【应用与展望】^[1]

辅酶Q10是强抗氧化剂，现已广泛将其应用于化妆品、食品添加剂以及保健产品中，其在心血管疾病、糖尿病、癌症及帕金森病等疾病中的应用研究较广泛。关于辅酶Q10与卵巢方面的相关研究大部分局限在动物试验阶段，动物试验已经证实辅酶Q10对卵巢组织具有保护作用。

人体中辅酶Q10水平及卵巢功能均随年龄的增加而下降，如果能证实氧化应激与人的卵巢功能不全存在某种相关性，及证实人体中辅酶Q10水平变化与卵巢功能存在某种相关性，将为辅酶Q10 在妇产科领域的应用提供理论依据。目前对于卵巢功能衰竭患者主要的治疗方法是激素补充治疗，辅酶Q10是否也能成为此类患者强有力的辅助治疗药物，延缓女性的衰老，降低因卵巢功能衰竭带来的骨质疏松、心血管疾病等风险，提高她们的生活质量，有待广大临床及科研工作者的深入探索。

【主要参考资料】

[1]李小君,李春明,马麟娟,周坚红.辅酶Q10的抗氧化性及其对卵巢功能的影响[J].中华生殖与避孕杂志,2018,38(07):606-609.

[2]王文娜,陈明.辅酶Q10心血管病防治应用进展[J].心血管病学进展,2017,38(02):184-189.