Убіхінон, кофермент Q₁₀ або коензим Q₁₀ (також відомий як убідекаренон, кофермент Q, CoQ₁₀, CoQ, Q₁₀ або Q) — природна ліпофільна сполука, що належить до класу бензохінонів і виконує ключову роль у клітинному диханні як переносник електронів у дихальному ланцюзі мітохондрій. Убіхінон є ендогенним компонентом більшості еукаріотичних клітин, а також виявлений у деяких бактеріях.Сирохман І. В. Товарознавство харчових продуктів функціонального призначення: навч. С 40 пос. [для студ. вищ. навч. закл.] / І. В. Сирохман, В. М. Завгородня. — К.: Центр учбової літератури, 2009. — 544 с. — ІБВК 978-966-364-803-3 Він існує у двох взаємоперетворювальних формах: окисненій (убіхінон) та відновленій (убіхінол), що забезпечує його участь як у енергетичному метаболізмі, так і в антиоксидантному захисті.

Історія відкриття Убіхінон був вперше виділений з мітохондрій бичачого серця у 1957 році групою американського біохіміка Фредеріка Крейна. Майже одночасно незалежна група дослідників під керівництвом Р. А. Мортона ідентифікувала цю сполуку в тканинах щурів і запропонувала назву «убіхінон» (від лат. ubique — «усюди») через її повсюдне поширення в живих організмах. У 1958 році Карл Фолкерс уперше здійснив хімічний синтез коензиму Q₁₀, що підтвердило його структуру як 2,3-диметокси-5-метил-6-декапреніл-1,4-бензохінону.

Хімічна структура та фізико-хімічні властивості Молекула убіхінону складається з хінонового кільця (заміщеного двома метоксильними та однією метильною групами) та ізопренового бічного ланцюга, що містить у людини 10 ізопренових одиниць (звідси індекс «10»). Загальна формула — C₅₉H₉₀O₄, молекулярна маса становить 863,34 г/моль. Убіхінон є жовто-оранжевою кристалічною речовиною, практично нерозчинний у воді, але добре розчинний у ліпідах та органічних розчинниках (гексані, хлороформі, етанолі).Pravst I, Zmitek K, Zmitek J (April 2010). «Coenzyme Q10 contents in foods and fortification strategies». Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 50 (4): 269—280. doi:10.1080/10408390902773037. PMID 20301015. S2CID 38779392.

Відновлена форма — убіхінол (CoQ₁₀H₂) — утворюється при приєднанні двох електронів і двох протонів до хінонового ядра. Ця реакція є оборотною і лежить в основі редокс-циклу, який відбувається в мітохондріальному дихальному ланцюзі. Спектрофотометричне визначення убіхінону ґрунтується на характерному максимумі поглинання при 275 нм в окисненій формі та 290 нм — у відновленій.

Біосинтез та метаболізм Убіхінон синтезується в організмі людини з амінокислоти тирозину, через що його не класифікують як повноцінний вітамін, хоча його роль у метаболічних процесах організму аналогічна ролі вітамінів.

У більшості тканин людини убіхінон синтезується de novo з мевалонату через шлях, що включає утворення 4-гідроксибензоату з тирозину або фенілаланіну. Ключовими ферментами є поліпренил-4-гідроксибензоат-трансфераза (CoQ2) та низка модифікуючих ферментів (CoQ3–CoQ7), які додають метоксильні та метильні групи до ароматичного кільця. Процес локалізований у внутрішній мембрані мітохондрій та частково в ендоплазматичному ретикулумі.

Пік концентрації убіхінону в органах людини припадає на вік близько 20 років, після чого його рівень поступово знижується: у серцевому м'язі до 60 років вміст зменшується приблизно на 40–50 % порівняно з молодим віком. Відновлення убіхінону з екзогенних джерел (харчових продуктів чи БАД) є обмеженим через його високу гідрофобність та низьку біодоступність.

Джерела надходження в організм Щоденно в організм людини з їжею надходить близько 3–5 мг коферменту Q₁₀, переважно з м'ясом та рибою. Найбільша кількість Q₁₀ у харчових продуктах міститься в оліях (мг/кг): соєвій (54–280), оливковій (40–160), ріпаковій (64–73), з виноградних кісточок (64–73), а також у яловичому серці (113) та деяких інших продуктах.

Біологічні функції

Участь у дихальному ланцюзі Молекула Q₁₀ відіграє ключову роль у мітохондріальному окисному фосфорилюванні, сприяючи виробленню аденозинтрифосфату (АТФ), який бере участь у передачі енергії всередині клітин.«Coenzyme Q10». Micronutrient Information Center, Linus Pauling Institute, Oregon State University. 2018. Близько 95 % клітинної енергії регенерується за участю Q₁₀, який є незамінним для нормального функціонування організму.

Основна функція убіхінону — перенесення електронів від комплексів I та II дихального ланцюга до комплексу III (цитохрому bc₁). Цей процес супроводжується транслокацією протонів через внутрішню мітохондріальну мембрану, що створює електрохімічний градієнт, необхідний для синтезу АТФ. Убіхінон є єдиним компонентом електронтранспортного ланцюга, що не зв'язаний ковалентно з білками, і тому виконує роль рухомого буфера, здатного переносити електрони між різними ферментативними комплексами.

Антиоксидантна дія Убіхінол (відновлена форма) є потужним жиророзчинним антиоксидантом, що нейтралізує вільні радикали безпосередньо в мембранах ліпопротеїнів низької щільності (ЛПНЩ) та мітохондріальних мембранах. Він здатний регенерувати α-токоферол (вітамін E) з його радикальної форми, відновлюючи антиоксидантний статус клітини. Дослідження in vitro засвідчують, що убіхінон запобігає окиснювальній модифікації білків та ліпідів, що особливо важливо в тканинах з високою метаболічною активністю (серце, мозок, скелетні м'язи).

Вплив на експресію генів та сигнальні шляхи Останні дані вказують на роль убіхінону як модулятора транскрипційних факторів, зокрема Nrf2 (ядерний еритроїдний фактор 2), який регулює експресію антиоксидантних ферментів. Також показано, що убіхінон впливає на активність сиртуїнів та мішені рапаміцину (mTOR), що може бути пов'язано з його потенційним геропротекторним ефектом.

Клінічне застосування Понад 35 років Q₁₀ застосовують як допоміжний засіб у лікуванні різних серцево-судинних захворювань. Дослідники пов'язують його роль у функціонуванні серцево-судинної системи з антиоксидантними властивостями та здатністю підтримувати мітохондріальний енергетичний обмін у міокарді.

Серцево-судинні захворювання Найбільший обсяг клінічних досліджень присвячено застосуванню убіхінону при хронічній серцевій недостатності. Метааналіз 14 рандомізованих контрольованих досліджень (загалом понад 2000 пацієнтів) показав статистично значуще покращення фракції викиду лівого шлуночка та зниження частоти госпіталізацій при додаванні CoQ₁₀ до стандартної терапії. Особливо виділяється дослідження Q-SYMBIO (2014), яке продемонструвало зниження серцево-судинної смертності на 43 % у пацієнтів з тяжкою серцевою недостатністю, які отримували 300 мг/добу убіхінону. При цьому ефект був достовірним лише для відновленої форми (убіхінолу), що пояснюється його вищою біодоступністю.

Неврологічні розлади Убіхінон досліджувався як потенційний засіб для уповільнення прогресування хвороби Паркінсона, однак велике плацебо-контрольоване дослідження (QE2, 2017) не виявило суттєвого впливу на клінічні симптоми. Натомість отримано обнадійливі результати щодо застосування при мітохондріальних енцефаломіопатіях, зокрема синдромі MELAS, де CoQ₁₀ зменшує частоту мігренеподібних епізодів та покращує толерантність до фізичного навантаження. При хворобі Гантінгтона та бічному аміотрофічному склерозі дані залишаються суперечливими.

Метаболічні порушення Низка досліджень демонструє помірне зниження рівня глюкози натще та глікованого гемоглобіну HbA1c у пацієнтів з цукровим діабетом 2 типу при тривалому прийомі убіхінону (≥ 200 мг/добу). Цей ефект, імовірно, пов'язаний з покращенням чутливості до інсуліну через зниження окиснювального стресу в адипоцитах та скелетних м'язах. Також повідомляється про позитивний вплив на ліпідний профіль (зниження тригліцеридів і підвищення рівня ЛПВЩ), хоча ці дані потребують підтвердження у довготривалих дослідженнях.

Статинова міопатія Одне з найбільш клінічно значущих застосувань — корекція побічних ефектів статинів, які інгібують синтез мевалонату і, відповідно, ендогенного убіхінону. Систематичний огляд 2018 року показав, що додатковий прийом CoQ₁₀ (від 100 до 400 мг/добу) статистично достовірно зменшує біль і м'язову слабкість у пацієнтів зі статин-індукованою міопатією. Проте ефект не спостерігався у пацієнтів без скарг на м'язові симптоми, що свідчить про індивідуальну чутливість.

Фармакокінетика та біодоступність Перорально прийнятий убіхінон всмоктується в тонкому кишечнику за участю жовчних солей та утворення міцел. Максимальна концентрація в плазмі досягається через 5–10 годин, а період напіввиведення становить приблизно 33 години. Біодоступність традиційних кристалічних форм дуже низька (менше 5 %), тому в сучасних препаратах використовують міцелярні, емульговані або ліпосомальні форми, а також форми зі зменшеним розміром частинок (нанокристали). Убіхінол (відновлена форма) має біодоступність у 2–4 рази вищу порівняно з окисненим убіхіноном.

Завдяки сучасним технологіям, фахівцям швейцарської компанії DSM Nutritional Products вдалося отримати з кристалічного коферменту Q₁₀ фармацевтичної якості нові високотехнологічні форми речовини. Ці форми характеризуються високою біодоступністю та стабільністю, що робить їх придатними для використання в різних галузях харчової промисловості та при таблетуванні. Кофермент Q₁₀ активно використовується для створення дієтичних добавок та функціональних продуктів харчування, зокрема у продуктах для спортивного харчування, як антиоксидантний компонент, а також у профілактичних комплексах для серцево-судинної системи.

Безпека та побічні ефекти Убіхінон має дуже низьку токсичність — LD₅₀ для щурів перевищує 4000 мг/кг маси тіла. У клінічних дослідженнях прийом до 1200 мг/добу протягом 12 місяців не викликав серйозних небажаних явищ.Hathcock JN, Shao A (August 2006). «Risk assessment for coenzyme Q10 (Ubiquinone)». Regulatory Toxicology and Pharmacology. 45 (3): 282—288. doi:10.1016/j.yrtph.2006.05.006. PMID 16814438. Водночас дози 100—300 мг на день в окремих випадках можуть викликати безсоння або підвищувати рівень ферментів печінки.Sood B, Preeti Patel P, Keenaghan M (30 January 2024). «Coenzyme Q10». StatPearls, US National Library of Medicine. PMID 30285386 Найчастіші побічні ефекти — шлунково-кишкові розлади (нудота, діарея, диспепсія), які спостерігаються у 5–10 % пацієнтів і мають дозозалежний характер. Взаємодії з варфарином описані в поодиноких випадках, тому пацієнтам, які приймають антикоагулянти, рекомендується моніторинг МНВ.

Дослідження на тваринах та перспективні напрямки У експериментальних моделях на мишах убіхінон показав здатність уповільнювати інволюцію тимуса, зменшувати втрату кісткової маси при остеопорозі та покращувати когнітивні функції в моделях хвороби Альцгеймера. Проте ефекти, як правило, спостерігаються при надфізіологічних дозах, що обмежує пряму екстраполяцію на людей. В останні роки активно розвиваються напрямки синтезу похідних убіхінону з підвищеною здатністю проникати через гематоенцефалічний бар'єр (наприклад, ідебенон) та мітохондріально-таргетованих сполук (MitoQ). Також досліджується роль убіхінону в модуляції мікробіоти кишечника та імунних відповідей.

Убіхінон є есенціальним кофактором енергетичного метаболізму та важливим ендогенним антиоксидантом. Його дефіцит асоційований з вікозалежними захворюваннями, серцево-судинною патологією та нейродегенерацією. Хоча застосування як фармакологічного засобу має доведені переваги при окремих станах (серцева недостатність, статинова міопатія). В багатьох областях дані залишаються суперечливими та потребують подальших рандомізованих досліджень із великими вибірками. Перспективними є розробки нових лікарських форм і таргетних похідних із покращеним біофармацевтичним профілем.

Див. також

Бензохінони Клітинне дихання Дихальний ланцюг Мітохондрія Цитохром-bc1-комплекс Антиоксидантна активність

Примітки

Посилання УБІХІНОНИ //Фармацевтична енциклопедія