thumb|250px|Ubikinon Ubikinón so odkrili leta 1957 v mitohondrijih goveda. Odkril ga je Fred Crane. Njegovo kemično strukturo so identificirali nekaj let pozneje. Človeški ubikinon, imenovan tudi koencím Q10 (okrajšava CoQ10), je kemično 2,3-dimetoksi-5-metil-6-dekaprenil benzokinon. Pri ljudeh ubikinon vsebuje deset izoprenskih enot, pri podganah in miših pa prevladuje oblika z devet izoprenskimi enotami.
Topen je v lipidih. Najdemo ga v vseh celicah (ubikvitaren) evkariontov in v skoraj vseh celicah prokariontov, razen v nekaterih bakterijah in glivah. Koncentracije pa precej variirajo. Ker ubikinon sintetizira večina človeških organov, ga navadno ne štejemo med vitamine, razen pri starejših in bolnih ljudeh, kadar ga nastaja premalo.
CoQ10 ni pravi vitamin, saj ga človeško telo ustvarja samo. Dokazano pa je, da se nastajanje z leti zmanjšuje. Priporočena dnevna doza je 30 mg, za terapevtske namene pa je doza veliko večja, čez 100 mg. Med uživanjem ubikinona in ubikinola ni pomembnih razlik, obstajajo pa oblike z različno biorazpoložljivostjo. Kadar v telesu ni pomanjkanja, uživanje ubikinona ni smiselno; za indikacije ob posameznih boleznih in v starosti pa bo treba opraviti še veliko dobro zasnovanih kliničnih študij z večjim številom pacientov.
Sinteza CoQ10 se sintetizira v telesu. Sinteza vključuje tri glavne stopnje: iz tirozina ali fenilalanina poteka sinteza benzokinona; sinteza izoprenske verige poteka s pomočjo acetilkoencima A preko mevalonatne poti; tretji korak pa je sklopitev teh struktur. Acetil koencim A je udeležen tako pri sintezi holesterola kot tudi CoQ10. Za sintezo pa so pombni tudi vitamin B6, B12, vitamin C, folna kislina, niacinamid in pantotenska kislina.Mason P. (2001). Dietary supplements, Second Edition, str. 59-61. Pharmaceutical Press.
Metabolične funkcije Primarno se nahaja na notranji mitohondrijski membrani, kjer je nujno potreben za produkcijo ATP (ki je potrebna za vse vitalne celične funkcije). V procesu dihalne verige prenaša elektrone iz flavoproteinov (NADH ali sukcinat) do citokromov preko citokroma b5.
To funkcijo opravlja tako, da prehaja iz oksidirane oblike (1,4-kinon) do reducirane oblike (1,4-dihidroksibenzen).Combs G.F. Jr. (1998). The vitamins; Fundamental aspects in nutrition and health. Second edition. Str. 446-448. Academic Press. Kompleks I (NADH-dehidrogenaza) katalizira prenos elektronov iz NADH do ubikinona. Od NADH prejme dva elektrona, ki jih odda CoQ10. Hkrati se prenesejo protoni v medmembranski prostor. Prav tako CoQ10 elektrone iz FADH2 odda tudi kompleks II. V naslednjem delu se elektroni prenesejo iz ubikinola na citokrom bc1, kompleks III. Sledi prenos na citokrom c. Iz citokroma c pa sledi prenos elektronov preko kompleksa IV na do O2. Citokromi so proteinski prenašalci elektronov, imajo prostetično skupino hem, ki lahko v posameznem ciklu sprejme ali odda le po en elektron, medtem ko CoQH2 lahko odda dva elektrona. Ubikinon in ubikinol sta oba prosto gibljiva v membrani in lahko preneseta elektrone iz komleksa I in II do komleksa III.Devlin T.M. (1998). Textbook of biochemistry, 6th edition. John Wiley & Sons.
Ker vlogo koencima Q10 v telesu določa prav redoks ravnotežje med ubikinonsko in ubikinolno obliko, nobena od obeh oblik ne more biti obravnavana kot prednostna. Zažita oblika koencima Qq10 (ubikinon / ubikinol) torej nikakor ne vpliva na funkcijo CoQ10 v telesu, saj takoj po absorpciji ubikinona pride do spontane redukcije, zaradi česar se CoQ10 v krvni plazmi pojavi pretežno v reducirani obliki (ne glede na to katera oblika se zaužijete). V znanstveni literaturi tudi ni nobenih opažanj, da bi na učinkovitost pretvorbe ubikinona v ubikinol kakorkoli vplivala starost ljudi, niti ne, da bi s starostjo padala tvorba endogenega ubikinola bolj kot ubikinona. Drži pa, da obstajajo različne oblike koencima Q10 z različno biorazpoložljivostjo, in da s staranjem koncentracija Q10 v nekaterih organih začne upadati (Glej poglavje spodaj: Biološka uporabnost).
Koencim Q10 kot antioksidant Ugotovljeno je bilo, da sodeluje CoQ10 pri oksidoredukcijskih reakcijah tudi v drugih celičnih membranah, npr. lizosomih, Golgijevem aparatu, itd. V mitohondijih in lizosomih sodeluje pri prenosu protonov preko membrane, pri čemer se tvori protonski gradient. Prisotnost visokih koncentracij kinola(reducirana oblika kinona) v vseh membranah predstavlja osnovo za antioksidativno delovanje preko direktne reakcije z radikali ali preko regeneracije tokoferola in askorbata.
CoQ10 je v membranah lociran v bližini nesaturiranih lipidnih verig, kjer deluje kot primarni lovilec radikalov. Še bolj pomembna pa je prisotnost encimov v vseh membranah, ki reducirajo kinonski radikal, ki nastane v reakcijah z lipidnimi ali oksidnimi radikali. Znani so vsaj trije taki encimi. To so: NADH citokrom b5 reduktaza, NADH/NADPH oksidoreduktaza in NADPH koencim Q reduktaza. V mitohondrijih lahko NADH in sukcinat dehindrogenaza zadržujeta CoQ10 delno reduciran.Crane F.L. Biochemical Functions of Coenzyme Q10. Department of Biological Sciences, Purdue University, West Lafayette, Indiana
Povezave s tokoferolom Struktura 6-kromanolskega dela CoQ je zelo podobna oksidirani obliki vitamina E (tokoferilkinon). Razlika je v dveh metoksi skupinah na CoQ namesto dveh metilnih skupin na tokoferilkinonskem obroču.
Brez CoQ bi bila regeneracija tokoferola zelo slaba. Kinol reducira tokoferolne radikale, ki nastanejo pri reakciji z lipidnimi ali kisikovimi radikali nazaj v tokoferol. Količina CoQ v mnogih membranah je trikrat do tridesetkrat večja od vsebnosti tokoferola.Quinzii C.M., DiMauro S., Hirano M. (2006). Human Coenzyme Q10 Deficiency. Department of Neurology, Columbia University Medical Center, New York. Ubikinol inhibira lipidno peroksidacijo v membranah celic in v LDL (lipoproteini nizke gostote) in ščiti tudi membranske proteine pred oksidativnimi poškodbami.Stocker R. (2002). »Possible Health Benefits of Coenzyme Q10«. Linus Pauling Institute, Oregon State University. Obstajajo dokazi, da je lahko transport elektronov odvisen od CoQ uporaben za regeneracijo askorbata zunaj celice. Askorbat znotraj celice se lahko regenerira z glutationom.
Direkten dokaz učinkovitosti koencima Q kot antioksidanta je pri kvasovkah s pomanjkanjem le-tega zaradi mutacije in s tem pomanjkljive sinteze. Pride do povečane tvorbe peroksida v primerjavi z normalnimi kvasovkami.
CoQ10 je nujen za tvorbo energije deluje antioksidativno regenerira druge antioksidante stimulira rast celic in inhibira celično apoptozo Zmanjšana biosinteza lahko povzroči pomanjkanje
Viri CoQ10 v hrani Posebno veliko ga je v mišicah organov kot so srce, jetra in ledvica. Najdemo ga v mastnih ribah, npr. v sardinah in skušah, polnozrnatih žitaricah, soji, oreščkih, mesu in zelenjavi – posebej v spinači in brokoliju. Mleko in sir vsebujeta manj CoQ10.
Tip hrane Način priprave Vsebnost ubikinona (μg/g hrane) srčna mišica prašiča cvrenje 203 govedina cvrenje 31 kokoš cvrenje 17 šunka kuhanje 7,7 losos dimljenje 4,3slaniki mariniranje 27 kruh (ržen) / 0,17 kruh (pšenični) / 0,09 riž kuhanje 0,18 brokoli kuhanje 6,6 cvetača kuhanje 4,9 paradižnik / 0,19 krompir kuhanje 0,52 korenje kuhanje 0,21 korenje / 0,24 kumare / 0,08 pomaranče / 2,2 jabolka / 1,1 jogurt / 1,2 kokošja jajca / 1,5
Porazdelitev v telesu Nivoji CoQ10 v plazmi so precej nižji od vitamina E in C in zelo variirajo v tkivih, kjer pa koncentacije presegajo koncentracije vitamina E.
Koncentracija ubikinona je največja v organih z visokimi stopnjami metabolizma; to so srce, ledvica, jetra; kjer deluje kot prenašalec energije.
V koži je koncentracija ubikinona relativno nizka, v epidermisu je desetkrat višja kot pa v dermisu. Dokazana je bilo, da se ubikinon nanešen topikalno absorbira.Dover J.S. & Draleos Z.D. (ur.) (2005). Cosmeceuticals. Elsevier Inc.
Človek je sposoben ob pravilni prehrani sintetizirati dovolj CoQ10, vendar pa začne kmalu po 30 letu endogena raven CoQ10 upadati. Nizke koncentracije so našli pri bolnih ali starejših ljudeh. Ni še jasno kako je kontrolirana distribucija CoQ10 po telesu. V organih z normalno sintetsko sposobnostjo so opazili saturacijski plato in dodatki koencima ne vplivajo na povečanje tega nivoja (razen v jetrih in vranici).
Dodatki CoQ10 morajo vsebovati višje koncentracije, če želimo doseči neki terapevtski efekt. Le teh s hrano ne moremo dobiti. Normalne vrednosti v krvi so okrog 1 µg/mL . Da bi vplivali na zvišanje te koncentracije je potrebno dodajati vsaj 100 mg/dan, kar poveča koncentracije v krvi na okoli 2 µg/mL ali še več. Taka koncentracija pa že lahko ima terapevtske učinke, kar kaže na to, da so potrebne visoke doze v krvi, za dostavo CoQ10 v želena tkiva. Običajno so doze višje od 100 mg/d razdeljene na dve ali tri doze skozi dan.Higdon J. & Drake V.J. (2003, posodobljeno 2007). »Coenzyme Q10«. Micronutrient Information Center, Linus Pauling Institute, Oregon State University. Pridobljeno 18.12.2007.
Pozitivni učinki ubikinona pri boleznih Vpliv CoQ10 so preučevali pri različnih boleznih in stanjih, npr. kardiovaskularne bolezni, rak, veliki fizični napori pri športnikih, bolezni imunske pomanjkljivosti, Parkinsonova bolezen. Pomanjkanje CoQ10 opazimo pri ljudeh s srčnimi motnjami, nevrodegenerativnimi boleznimi, Aidsom ali rakavih boleznih. Vse te bolezni so povezane s povečano tvorbo radikalov in njihovim delovanjem na celice in organe. Pacienti s pomanjkanjem CoQ10 so pokazali klinično izboljšanje ob uporabi CoQ10 per os. Vendar pa so potrebne visoke doze in dolgotrajna uporaba. Njegova biološka uporabnost je slaba, ker je zelo hidrofoben, zato le majhen delež preide v cirkulatorni sistem. Ugoden vpliv je dokazljiv in vitro preko korekcije biokemijskih in histoloških nenormalnosti.
Nevrodegenerativne bolezni Oksidativne poškodbe in neprimerno delovanje mitohondrijev je značilno za Parkinsonovo bolezen, Alzheimerjevo bolezen in Friedreichovo ataksijo. Predklinična študija na 80 ljudeh (dvojno slepa, randomizirana študija kontrolirana s placebom) je pokazala, da lahko CoQ10 ščiti nigrostriatni dopaminergični sistem in velike doze (1200 mg/dan) CoQ10 skozi 16 mesecev naj bi upočasnile napredovanje PB. Neka druga študija z 360 mg dnevno je prav tako zaznala izboljšanje.Bonakdar R.A. & Guarneri E. (2005). Coenzyme Q10. Scripps Center for Integrative Medicine, La Jolla. Vendar pa so potrebne še večje študije, ki bodo te izsledeke potrdile in ovrednotile pozitvne učinke.
Številne klinične študije CoQ10 v zadnjih letih v glavnem podpirajo njegov nevroprotektiven efekt. Pomembno CoQ10 varuje človeške nevroblastomske celice. Pomanjkanje kompleksa I in II v kožnih fibroblastih pri Parkinsonovi bolezni se izboljša s CoQ10. Pri Friedrichovi ataksiji s sukcinatom reduciran CoQ10 varuje membranske lipide in kompleks II pred poškodbo železa v homogenatu človeškega srca in vitro. MitoQ (koencim z usmerjeno mitohondrijsko tarčo) preprečuje celično smrt fibroblastov pri pacientih s Friedrichovo ataksijo, ki se zdravijo z butionin sulfoksimom (tj.inhibitorjem biosinteze glutationa), ki povzroča smrt fibroblastov.