Coenzima Q 10


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La coenzima Q , también conocida como ubiquinona , es una familia de coenzimas que es ubicua en los animales y la mayoría de las bacterias (de ahí el nombre de ubiquinona). En los seres humanos, la forma más común es la coenzima Q 10 o ubiquinona-10 . La CoQ 10 no está aprobada por la Administración de Drogas y Alimentos de los Estados Unidos (FDA) para el tratamiento de ninguna condición médica; [1] sin embargo, se vende como suplemento dietético y es un ingrediente de algunos cosméticos. [2] [3]

Es una 1,4-benzoquinona , donde Q se refiere al grupo químico de quinona y 10 se refiere al número de subunidades químicas de isoprenilo en su cola. En las ubiquinonas naturales, el número puede oscilar entre 6 y 10. Esta familia de sustancias liposolubles, que se asemejan a las vitaminas , está presente en todas las células eucariotas que respiran , principalmente en las mitocondrias . Es un componente de la cadena de transporte de electrones y participa en la respiración celular aeróbica , que genera energía en forma de ATP . Noventa y cinco por ciento del cuerpo humanoLa energía se genera de esta manera. [4] [5] Los órganos con los requisitos de energía más altos, como el corazón , el hígado y los riñones, tienen las concentraciones más altas de CoQ 10 . [6] [7] [8]

Hay tres estados redox de CoQ: completamente oxidado ( ubi quinona), semi quinona ( ubisemi quinona) y completamente reducido ( ubiquinol ). La capacidad de esta molécula para actuar como un portador de dos electrones (moviéndose entre la forma quinona y quinol) y un portador de un electrón (moviéndose entre la semiquinona y una de estas otras formas) es fundamental para su papel en la cadena de transporte de electrones. debido a los grupos de hierro-azufre que sólo pueden aceptar un electrón a la vez, y como un antioxidante eliminador de radicales libres .

Deficiencia y toxicidad

Hay dos factores principales que conducen a la deficiencia de CoQ 10 en humanos: biosíntesis reducida y mayor uso por parte del cuerpo. La biosíntesis es la principal fuente de CoQ 10 . La biosíntesis requiere al menos 12 genes y las mutaciones en muchos de ellos causan deficiencia de CoQ. Los niveles de CoQ 10 también pueden verse afectados por otros defectos genéticos (como mutaciones del ADN mitocondrial , ETFDH , APTX , FXN y BRAF , genes que no están directamente relacionados con el proceso biosintético de CoQ 10 ). Algunos de estos, como las mutaciones en COQ6 , pueden provocar enfermedades graves como la resistencia a los esteroides.síndrome nefrótico con sordera neurosensorial .

Se informan algunos efectos adversos, principalmente gastrointestinales, con ingestas muy elevadas. El método de evaluación de riesgos del nivel de seguridad observado (OSL) indicó que la evidencia de seguridad es fuerte en ingestas de hasta 1200 mg / día, y este nivel se identifica como OSL. [9]

Evaluación

Aunque la CoQ 10 se puede medir en el plasma sanguíneo , estas mediciones reflejan la ingesta dietética más que el estado de los tejidos. Actualmente, la mayoría de los centros clínicos miden los niveles de CoQ 10 en cultivos de fibroblastos cutáneos , biopsias musculares y células mononucleares sanguíneas. [10] fibroblastos de cultivo puede usarse también para evaluar la tasa de endógeno de CoQ 10 biosíntesis, mediante la medición de la absorción de 14 C - marcado p -hidroxibenzoato . [11]

Estatinas

Se ha sugerido que la miotoxicidad de las estatinas se debe al deterioro de la biosíntesis de CoQ, pero la evidencia que respalda esto se consideró controvertida en 2011. [10] [ necesita actualización ]

Si bien las estatinas pueden reducir la coenzima Q 10 en la sangre, no está claro si reducen la coenzima Q 10 en el músculo. [12] La evidencia no respalda que la suplementación mejore los efectos secundarios de las estatinas. [12]

Suplemento dietético

Regulación y composición

CoQ 10 se vende en muchas jurisdicciones como un suplemento dietético a nombre de UbiQ 300 y UbiQ 100, no sujeto a las mismas regulaciones que los medicamentos , pero no aprobado para el tratamiento de ninguna condición médica . [1] [13] La fabricación de CoQ 10 no está regulada, y los diferentes lotes y marcas pueden variar significativamente: [1] un análisis de laboratorio de 2004 realizado por ConsumerLab.com de suplementos de CoQ 10 a la venta en los EE. UU. Encontró que algunos no contenían la cantidad identificada en la etiqueta del producto. Las cantidades oscilaron entre "CoQ 10 no detectable", hasta el 75% de la dosis indicada, hasta un 75% de exceso. [14]

Generalmente, la CoQ 10 se tolera bien. Los efectos secundarios más comunes son síntomas gastrointestinales ( náuseas , vómitos , supresión del apetito y dolor abdominal ), erupciones cutáneas y dolores de cabeza . [15]

Si bien no existe una dosis ideal establecida de CoQ 10 , una dosis diaria típica es de 100 a 200 miligramos. Las diferentes formulaciones tienen cantidades declaradas variables de CoQ 10 y otros ingredientes.

Enfermedad del corazón

Una revisión Cochrane de 2014 no encontró "evidencia convincente para apoyar o refutar" el uso de CoQ 10 para el tratamiento de la insuficiencia cardíaca . [16] Otra revisión Cochrane de 2014 encontró evidencia insuficiente para llegar a una conclusión sobre su uso para la prevención de enfermedades cardíacas. [17] Una revisión Cochrane de 2016 concluyó que la CoQ 10 no tuvo ningún efecto sobre la presión arterial . [18] En un metanálisis de 2017 de personas con insuficiencia cardíaca, 30 a 100 mg / día de CoQ 10 resultó en un 31% menos de mortalidad. También se incrementó la capacidad de ejercicio. No se encontraron diferencias significativas en los criterios de valoración de la fracción de eyección del corazón izquierdo yClasificación de la New York Heart Association (NYHA). [19]

Migrañas

La guía de la Canadian Headache Society para la profilaxis de la migraña recomienda, basándose en pruebas de baja calidad, que se ofrezcan 300 mg de CoQ 10 como opción para la profilaxis. [20]

Miopatía por estatinas

La CoQ 10 se ha utilizado habitualmente para tratar la degradación muscular asociada como efecto secundario del uso de estatinas . Un metanálisis de 2015 de ensayos controlados aleatorios encontró que la CoQ 10 no tenía ningún efecto sobre la miopatía por estatinas . [21] Un metanálisis de 2018 concluyó que había evidencia preliminar de que la CoQ 10 oral reduce los síntomas musculares asociados con las estatinas, incluidos el dolor muscular, la debilidad muscular, los calambres musculares y el cansancio muscular. [22]

Cáncer

Hasta 2014 no se habían realizado grandes ensayos clínicos de CoQ 10 en el tratamiento del cáncer . [1] El Instituto Nacional del Cáncer de EE. UU. Identificó problemas con los pocos estudios pequeños que se habían realizado, indicando que "la forma en que se realizaron los estudios y la cantidad de información reportada no estaba claro si los beneficios fueron causados ​​por la CoQ 10 o por otra cosa ". [1] La Sociedad Estadounidense del Cáncer concluyó que "la CoQ 10 puede reducir la eficacia de la quimioterapia y la radioterapia, por lo que la mayoría de los oncólogos recomendarían evitarla durante el tratamiento del cáncer". [23]

Enfermedad dental

Un estudio de revisión de 1995 encontró que no hay ningún beneficio clínico para el uso de CoQ 10 en el tratamiento de la enfermedad periodontal . [24] La mayoría de los estudios que sugirieron lo contrario estaban desactualizados, se centraron en pruebas in vitro , [25] [26] [27] tenían muy pocos sujetos de prueba y / o metodología estadística y configuración de prueba erróneas, [28] [29] o eran patrocinado por un fabricante del producto. [30]

Enfermedad renal crónica

En 2019 se propuso una revisión de los efectos de la suplementación con CoQ 10 en personas con ERC. [31]

Usos adicionales

La coenzima Q10 también se ha utilizado para tratar la enfermedad de Alzheimer, el colesterol alto o la esclerosis lateral amiotrófica (enfermedad de Lou Gehrig). Sin embargo, la investigación ha demostrado que este medicamento puede no ser eficaz para tratar estas afecciones [32].

La coenzima Q10 también se ha utilizado como ingrediente activo en cosmecéuticos y como ingrediente inactivo en formulaciones de protección solar . Cuando se aplica tópicamente en productos para el cuidado de la piel, demuestra cierta capacidad para reducir el estrés oxidativo en la piel, [33] retrasa los signos del envejecimiento cutáneo intrínseco, revierte los signos del envejecimiento cutáneo extrínseco, [34] [35] ayuda a desvanecer la pigmentación , [36] [ 37] aumentan la estabilidad de ciertos protectores solares activos, [38] aumentan el SPF de los protectores solares, [39] y brindan algo de protección infrarroja a los protectores solares. [40] [41] Gran parte de la investigación sobre los beneficios para la piel de la ubiquinona muestra que funciona sinérgicamente con otros antioxidantes tópicos para mejorar la piel y las formulaciones cosméticas.

Interacciones

La coenzima Q 10 tiene el potencial de inhibir los efectos de la teofilina así como el anticoagulante warfarina ; la coenzima Q 10 puede interferir con las acciones de la warfarina al interactuar con las enzimas del citocromo p450 , reduciendo así el INR , una medida de la coagulación sanguínea. [42] La estructura de la coenzima Q 10 es muy similar a la de la vitamina K , que compite con los efectos anticoagulantes de la warfarina y los contrarresta. La coenzima Q 10 debe evitarse en pacientes que actualmente toman warfarina debido al mayor riesgo de coagulación. [15]

Propiedades químicas

La estructura oxidada de CoQ 10 se muestra en la parte superior derecha. Los diversos tipos de coenzima Q pueden distinguirse por el número de subunidades isoprenoides en sus cadenas laterales . La coenzima Q más común en las mitocondrias humanas es CoQ 10 . Q se refiere a la cabeza de la quinona y 10 se refiere al número de repeticiones de isopreno en la cola. La siguiente molécula tiene tres unidades isoprenoides y se llamaría Q 3 .

En su estado puro, es un polvo lipófilo de color naranja, y no tiene sabor ni olor. [43] : 230

Biosíntesis

La biosíntesis ocurre en la mayoría de los tejidos humanos. Hay tres pasos principales:

  1. Creación de la estructura de benzoquinona (usando fenilalanina o tirosina , vía 4-hidroxibenzoato )
  2. Creación de la cadena lateral de isopreno (utilizando acetil-CoA )
  3. La unión o condensación de las dos estructuras anteriores.

Las dos reacciones iniciales ocurren en las mitocondrias , el retículo endoplásmico y los peroxisomas , lo que indica múltiples sitios de síntesis en las células animales. [44]

Una enzima importante en esta vía es la HMG-CoA reductasa , generalmente un objetivo de intervención en las complicaciones cardiovasculares. La familia de medicamentos para reducir el colesterol "estatinas" inhibe la HMG-CoA reductasa. Un posible efecto secundario de las estatinas es la disminución de la producción de CoQ 10 , que puede estar relacionada con el desarrollo de miopatía y rabdomiólisis . Sin embargo, el papel que juegan las estatinas en la deficiencia de CoQ es controvertido. Aunque estos medicamentos reducen los niveles sanguíneos de CoQ, aún no se han realizado estudios sobre los efectos de los niveles musculares de CoQ. La suplementación con CoQ tampoco reduce los efectos secundarios de las estatinas. [10] [12]

Los genes involucrados incluyen PDSS1 , PDSS2 , COQ2 y ADCK3 ( COQ8 , CABC1 ). [45]

Los organismos distintos de los humanos utilizan sustancias químicas de origen algo diferentes para producir la estructura de benzoquinona y la estructura de isopreno. Por ejemplo, la bacteria E. coli produce la primera a partir del corismato y la última a partir de una fuente distinta del mevalonato. La levadura común S. cerevisiae , sin embargo, deriva la primera del corismato o la tirosina y la última del mevalonato . La mayoría de los organismos comparten el intermedio común 4-hidroxibenzoato, pero nuevamente utilizan diferentes pasos para llegar a la estructura "Q". [46]

Absorción y metabolismo

Absorción

CoQ 10 es un polvo cristalino insoluble en agua. La absorción sigue el mismo proceso que la de los lípidos; el mecanismo de absorción parece ser similar al de la vitamina E , otro nutriente soluble en lípidos. Este proceso en el cuerpo humano implica la secreción en el intestino delgado de enzimas pancreáticas y bilis , lo que facilita la emulsificación y formación de micelas necesarias para la absorción de sustancias lipofílicas . [47] La ingesta de alimentos (y la presencia de lípidos) estimula la excreción biliar corporal de ácidos biliares y mejora en gran medida la absorción de CoQ.10 . La CoQ 10 exógena se absorbe en el intestino delgado y se absorbe mejor si se toma con una comida. La concentración sérica de CoQ 10 en condiciones de alimentación es más alta que en condiciones de ayuno. [48] [49]

Metabolismo

Los datos sobre el metabolismo de la CoQ 10 en animales y seres humanos son limitados. [50] Un estudio con 14 C marcado con la CoQ 10 en ratas mostraron la mayor parte de la radiactividad en el hígado dos horas después de la administración oral cuando se observó la radiactividad plasmática máxima, pero la CoQ 9 (con sólo 9 unidades de isoprenilo) es la forma predominante de coenzima Q en ratas. [51] Parece que la CoQ 10 se metaboliza en todos los tejidos, mientras que una ruta principal para su eliminación es la excreción biliar y fecal . Después de la retirada de CoQ 10suplementación, los niveles vuelven a la normalidad en unos pocos días, independientemente del tipo de formulación utilizada. [52]

Farmacocinética

Se han publicado algunos informes sobre la farmacocinética de CoQ 10 . El pico plasmático se puede observar 2-6 horas después de la administración oral, dependiendo principalmente del diseño del estudio. En algunos estudios, también se observó un segundo pico plasmático aproximadamente a las 24 horas después de la administración, probablemente debido tanto al reciclaje enterohepático como a la redistribución del hígado a la circulación. [47] Tomono y col . usó CoQ10 cristalino marcado con deuterio para investigar la farmacocinética en humanos y determinó un tiempo medio de eliminación de 33 horas. [53]

Mejorando la biodisponibilidad de CoQ 10

Es bien conocida la importancia de cómo se formulan los fármacos para la biodisponibilidad. Con el fin de encontrar un principio para aumentar la biodisponibilidad de CoQ 10 después de la administración oral, se han adoptado varios enfoques nuevos; Se han desarrollado y probado diferentes formulaciones y formas en animales y seres humanos. [50]

Reducción del tamaño de las partículas

Se han explorado las nanopartículas como un sistema de administración de varios fármacos, como la mejora de la biodisponibilidad oral de fármacos con características de baja absorción. [54] Sin embargo, esto no ha tenido éxito con CoQ 10 , aunque los informes han diferido ampliamente. [55] [56] El uso de suspensión acuosa de CoQ 10 finamente pulverizado en agua pura también revela sólo un efecto menor. [52]

Cápsulas de gel blando con CoQ 10 en suspensión de aceite

Un enfoque exitoso es utilizar el sistema de emulsión para facilitar la absorción del tracto gastrointestinal y mejorar la biodisponibilidad. Las emulsiones de aceite de soja (microesferas de lípidos) pudieron estabilizarse muy eficazmente con lecitina y se utilizaron en la preparación de cápsulas de gelatina blanda. En uno de los primeros intentos de este tipo, Ozawa et al. realizó un estudio farmacocinético en beagles en el que se investigó la emulsión de CoQ 10 en aceite de soja; aproximadamente el doble del plasma de CoQ 10 nivel que el de la preparación de comprimidos de control se determinó durante la administración de una microesfera de lípidos. [52]Aunque Kommuru et al. Observaron una mejora casi insignificante de la biodisponibilidad . con ucápsulas de gelatina blanda a base de aceite en un estudio posterior en perros, [57] se confirmó el aumento significativo de la biodisponibilidad de CoQ 10 para varias formulaciones a base de aceite en la mayoría de los otros estudios. [58]

Nuevas formas de CoQ 10 con mayor solubilidad en agua

Facilitar la absorción del fármaco aumentando su solubilidad en agua es una estrategia farmacéutica común y también se ha demostrado que tiene éxito con la CoQ 10 . Se han desarrollado varios enfoques para lograr este objetivo, y muchos de ellos producen resultados significativamente mejores que las cápsulas de gelatina blanda a base de aceite a pesar de los muchos intentos de optimizar su composición. [50] Ejemplos de tales enfoques son el uso de la dispersión acuosa de CoQ 10 sólido con el polímero tiloxapol , [59] formulaciones basadas en varios agentes solubilizantes, como lecitina hidrogenada , [60] y la complejación con ciclodextrinas.; entre estos últimos, se ha encontrado que el complejo con β-ciclodextrina tiene una biodisponibilidad muy aumentada [61] [62] y también se utiliza en las industrias farmacéutica y alimentaria para la fortificación con CoQ 10 . [50]

Historia

En 1950, GN Festenstein fue el primero en aislar una pequeña cantidad de CoQ 10 del revestimiento del intestino de un caballo en Liverpool , Inglaterra. En estudios posteriores, el compuesto se denominó brevemente sustancia SA , se consideró quinona y se observó que se podía encontrar en muchos tejidos de varios animales. [63]

En 1957, Frederick L. Crane y sus colegas del Instituto de Enzimas de la Universidad de Wisconsin-Madison aislaron el mismo compuesto de las membranas mitocondriales del corazón de res y notaron que transportaba electrones dentro de las mitocondrias. Lo llamaron Q-275 para abreviar, ya que era una quinona . [64] [63] Pronto notaron que Q-275 y la sustancia SA estudiada en Inglaterra pueden ser el mismo compuesto. Esto se confirmó más tarde ese año y Q-275 / sustancia SA pasó a llamarse ubiquinona, ya que era una quinona ubicua que se podía encontrar en todos los tejidos animales. [63] [43]

En 1958, DE Wolf y sus colegas que trabajaban con Karl Folkers en Merck en Rahway informaron sobre su estructura química completa . [65] [63] [43] Más tarde, ese mismo año, DE Green y sus colegas del grupo de investigación de Wisconsin sugirieron que la ubiquinona debería llamarse mitoquinona o coenzima Q debido a su participación en la cadena de transporte de electrones mitocondrial . [63] [43]

En 1966, A. Mellors y AL Tappel de la Universidad de California fueron los primeros en demostrar que la CoQ 6 reducida era un antioxidante eficaz en las células. [66] [43]

En la década de 1960, Peter D. Mitchell amplió la comprensión de la función mitocondrial a través de su teoría del gradiente electroquímico , que involucra la CoQ 10 , y a finales de la década de 1970, los estudios de Lars Ernster ampliaron la importancia de la CoQ 10 como antioxidante. La década de 1980 fue testigo de un fuerte aumento en el número de ensayos clínicos con CoQ 10 . [43]

Concentraciones dietéticas

En 2010 se publicaron revisiones detalladas sobre la aparición de CoQ 10 y la ingesta dietética. [67] Además de la síntesis endógena dentro de los organismos, varios alimentos también suministran CoQ 10 al organismo. Sin embargo, a pesar del gran interés de la comunidad científica en este compuesto, se ha realizado un número muy limitado de estudios para determinar el contenido de CoQ 10 en componentes dietéticos. Los primeros informes sobre este aspecto se publicaron en 1959, pero la sensibilidad y selectividad de los métodos analíticos en ese momento no permitían análisis confiables, especialmente para productos con bajas concentraciones. [67] Desde entonces, los avances en la química analítica han permitido una determinación más confiable de CoQ 10. concentraciones en varios alimentos:

La carne y el pescado son las fuentes más ricas de CoQ 10 en la dieta ; se pueden encontrar niveles superiores a 50 mg / kg en el corazón e hígado de res , cerdo y pollo . Los productos lácteos son fuentes mucho más pobres de CoQ 10 que los tejidos animales. Los aceites vegetales también son bastante ricos en CoQ 10 . Dentro de las verduras, el perejil y la perilla son las fuentes más ricas en CoQ 10 , pero se pueden encontrar diferencias significativas en sus niveles de CoQ 10 en la literatura. Brócoli , uvas y coliflor.son fuentes modestas de CoQ 10 . La mayoría de las frutas y bayas representan una fuente pobre o muy pobre de CoQ 10 , con la excepción de los aguacates , que tienen un contenido relativamente alto de CoQ 10 . [67]

Consumo

En el mundo desarrollado, la ingesta diaria estimada de CoQ 10 se ha determinado en 3 a 6 mg por día, derivado principalmente de la carne. [67]

Efecto del calor y el procesamiento.

Cocinar friendo reduce el contenido de CoQ 10 entre un 14% y un 32%. [68]

Ver también

  • Idebenona : análogo sintético con propiedades de generación de oxidantes reducidas
  • Mesilato de mitoquinona : análogo sintético con permeabilidad mitocondrial mejorada

Referencias

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enlaces externos

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