Убихинон — химическое соединение¶
Убихинон (коэнзим Q10, коэнзим Q, убихинон-50) — жирорастворимое бензохинонное соединение, участвующее в переносе электронов в дыхательной цепи митохондрий. Молекула состоит из бензольного кольца с двумя карбонильными группами и изопреноидной боковой цепи; у человека и большинства млекопитающих длина цепи составляет 10 изопреновых звеньев, отсюда обозначение Q10. Убихинон синтезируется в организме человека, а также поступает с пищей; его концентрация в тканях снижается с возрастом.
¶Строение и свойства
Химическая формула убихинона-10 — C₅₉H₉₀O₄, молярная масса около 863,34 г/моль. Молекула включает:
- хинонное ядро (2,3-диметокси-5-метил-1,4-бензохинон), способное к обратимому двухэлектронному восстановлению;
- боковую изопреноидную цепь из 10 изопреновых звеньев, обеспечивающую липофильность и закрепление молекулы в внутренней мембране митохондрий.
Убихинон обратимо переходит между окисленной (хинон), полувосстановленной (семихинон) и восстановленной (убихинол) формами. Убихинол является активным антиоксидантом, защищающим мембранные липиды и липопротеины от перекисного окисления.
¶Биосинтез
Синтез убихинона в организме человека осуществляется по пути мевалоната в митохондриях и эндоплазматическом ретикулуме. Ключевые стадии:
- Образование 4-гидроксибензоата из фенилаланина или тирозина.
- Присоединение боковой цепи из полипренилдифосфата, катализируемое гексапренилдифосфат синтазой (COQ4 и другие белки семейства COQ).
- Последовательные гидроксилирования и метилирования с участием ферментов комплекса COQ1–COQ9.
Дефекты генов, кодирующих эти ферменты, приводят к первичным дефицитам коэнзима Q10, проявляющимся митохондриальными энцефаломиопатиями, нефропатией и другими нарушениями.
¶Роль в дыхательной цепи
Убихинон переносит электроны от комплексов I (НАДН-дегидрогеназа) и II (сукцинатдегидрогеназа) к комплексу III (цитохром bc1) дыхательной цепи. Механизм реализуется через цикл Квина:
- Восстановленный убихинол отдаёт по одному электрону цитохрому c1 комплекса III через семихинон.
- Окисленный убихинон принимает электроны от комплексов I и II.
- Перенос электронов через комплекс III сопряжён с транспортом протонов через мембрану, что вносит вклад в протонный градиент и синтез АТФ.
Кроме дыхательной цепи, убихинон участвует в β-окислении жирных кислот, пируватдегидрогеназном комплексе, α-кетоглутаратдегидрогеназном комплексе и цикле Кребса (как переносчик электронов в нескольких звеньях).
¶Суточная потребность и источники
Эндогенный синтез обеспечивает основную часть убихинона в организме. С пищей поступает небольшое количество: наибольшая концентрация отмечена в субпродуктах (печень, почки, сердце), говядине, свинине, сардинах, скумбрии, арахисе, сое и шпинате. Содержание в продуктах невелико — единицы миллиграммов на килограмм, поэтому диетическое поступление лишь дополняет эндогенный синтез.
¶Применение в медицине
Препараты убихинона (коэнзим Q10) применяются в составе комплексной терапии:
- сердечной недостаточности (в ряде исследований отмечено умеренное улучшение систолической функции);
- митохондриальных заболеваний (при первичном дефиците коэнзима Q10 показаны высокие дозы);
- статин-ассоциированной миопатии (по некоторым данным, приём снижает мышечную боль);
- мигрени (профилактический эффект подтверждён в нескольких клинических исследованиях).
В Российской Федерации убихинон включён в перечень веществ, разрешённых к применению в качестве биологически активных добавок. Максимальная суточная доза в составе БАД, как правило, не превышает 200–300 мг. Побочные эффекты при приёме внутрь редки и включают диспепсию, тошноту и кожную сыпь.
¶Убихинон и старение
С возрастом содержание убихинона в тканях снижается — к 80 годам концентрация в миокарде уменьшается примерно вдвое по сравнению с молодым возрастом. Это снижение рассматривается как один из факторов возрастного уменьшения активности митохондрий. Антиоксидантные свойства убихинола также уменьшаются, что повышает чувствительность мембран к окислительному стрессу. Клинические исследования эффективности добавок убихинона в целях замедления старения не дали убедительных результатов.
¶Лабораторная диагностика
Уровень убихинона в плазме и лейкоцитах определяется методами ВЭЖХ с электрохимическим детектированием. Анализ используется преимущественно для подтверждения первичного дефицита коэнзима Q10 и мониторинга заместительной терапии.
Источники:
- Lehninger Principles of Biochemistry (D.L. Nelson, M.M. Cox)
- Биохимия: учебник (В.В. Мещеряков, В.И. Мещеряков)
- Клинические рекомендации по применению коэнзима Q10 в кардиологии
- Справочник по биологически активным добавкам (Минздрав России)