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Coenzima Q10


La coenzima Q es una familia de coenzimas ubicua en animales y en muchos Pseudomonadota [1] (de ahí su otro nombre, ubiquinona ). En humanos, la forma más común es la coenzima Q 10 , también llamada CoQ10 ( / ˌ k oʊ k j uː ˈ t ɛ n / ) o ubiquinona-10 .

La coenzima Q 10 es una 1,4-benzoquinona , en la que Q se refiere al grupo químico quinona y 10 se refiere al número de subunidades químicas de isoprenilo (que se muestran entre paréntesis en el diagrama) en su cola. En las ubiquinonas naturales, hay de seis a diez subunidades en la cola.

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 componente de la cadena de transporte de electrones y participa en la respiración celular aeróbica , que genera energía en forma de ATP . El noventa y cinco por ciento de la energía del cuerpo humano se genera de esta manera. [2] [3] Los órganos con mayores necesidades de energía, como el corazón , el hígado y los riñones , tienen las concentraciones más altas de CoQ 10 . [4] [5] [6]

Hay tres estados redox de CoQ: completamente oxidado ( ubiquinona ), semiquinona ( ubisemi quinona ) y completamente reducido ( ubiquinol ). La capacidad de esta molécula para actuar como portador de dos electrones (que se mueve entre la forma quinona y quinol) y como portador de un electrón (que se mueve 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 y azufre que solo pueden aceptar un electrón a la vez y como antioxidante eliminador de radicales libres .

Deficiencia y toxicidad

Hay dos vías principales de 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 provocan una 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 ). Algunas de ellas, como las mutaciones en COQ6 , pueden provocar enfermedades graves como el síndrome nefrótico resistente a esteroides con sordera neurosensorial .

Se reportan algunos efectos adversos, principalmente gastrointestinales, con ingestas muy elevadas. El método de evaluación de riesgos del nivel seguro observado (OSL) indicó que la evidencia de seguridad es sólida en ingestas de hasta 1200 mg/día, y este nivel se identifica como OSL. [7]

Evaluación

Aunque la CoQ 10 puede medirse 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 de piel , biopsias de músculos y células mononucleares sanguíneas. [8] Los fibroblastos en cultivo también se pueden utilizar para evaluar la tasa de biosíntesis endógena de CoQ 10 , midiendo la absorción de p -hidroxibenzoato marcado con 14 C. [9]

estatinas

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. [10] La evidencia no respalda que la suplementación mejore los efectos secundarios de las estatinas. [10] Sin embargo, un metanálisis más reciente realizado en China, uno de los mayores productores mundiales de este suplemento, concluyó que "la suplementación con CoQ10 mejoró los SAMS [síntomas musculares asociados a las estatinas], lo que implica que la suplementación con CoQ10 podría ser un enfoque complementario para mejorar Miopatía inducida por estatinas." [11]

Suplemento dietético

Regulación y composición

CoQ 10 no está aprobado por la Administración de Medicamentos y Alimentos de EE. UU. (FDA) para el tratamiento de ninguna afección médica. [12] [13] Sin embargo, se vende como un suplemento dietético con el nombre de UbiQ 300 y UbiQ 100, no está sujeto a las mismas regulaciones que los medicamentos y es un ingrediente de algunos cosméticos. [14] [15] La fabricación de CoQ 10 no está regulada y los diferentes lotes y marcas pueden variar significativamente: [12] un análisis de laboratorio realizado en 2004 por ConsumerLab.com de los 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 variaron desde "CoQ 10 no detectable ", pasando por el 75% de la dosis indicada, hasta un exceso del 75%. [16] [17]

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 . [18]

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

Cardiopatía

Una revisión Cochrane de 2014 no encontró evidencia suficiente para llegar a una conclusión sobre su uso para la prevención de enfermedades cardíacas. [19] Una revisión Cochrane de 2016 concluyó que la CoQ 10 no tenía ningún efecto sobre la presión arterial . [20] Una revisión Cochrane de 2021 no encontró "ninguna evidencia convincente que respalde o refute" el uso de CoQ 10 para el tratamiento de la insuficiencia cardíaca . [21]

En un metanálisis de 2017 de personas con insuficiencia cardíaca, 30 a 100 mg/día de CoQ 10 dieron como resultado una mortalidad un 31 % menor. También aumentó la capacidad de ejercicio. No se encontraron diferencias significativas en los criterios de valoración de la fracción de eyección del corazón izquierdo y la clasificación de la New York Heart Association (NYHA). [22]

En un metanálisis de 2023 de personas mayores, se comparó la ubiquinona con el ubiquinol. Los resultados demuestran un efecto cardiovascular beneficioso de la ubiquinona. Esto no pudo confirmarse para el ubiquinol. [23]

Migrañas

La guía de la Sociedad Canadiense de Dolor de Cabeza para la profilaxis de la migraña recomienda, basándose en evidencia de baja calidad, que se ofrezcan 300 mg de CoQ 10 como opción para la profilaxis. [24]

Miopatía por estatinas

Aunque la CoQ 10 se ha utilizado para tratar los supuestos efectos secundarios de los medicamentos con estatinas relacionados con los músculos , un metanálisis de 2015 de ensayos controlados aleatorios encontró que la CoQ 10 no tuvo ningún efecto sobre la miopatía por estatinas . [25] Un metanálisis de 2018 concluyó que había evidencia preliminar de que la CoQ 10 oral reducía los síntomas musculares asociados a las estatinas, incluidos dolor muscular, debilidad muscular, calambres musculares y cansancio muscular. [11]

Cáncer

Hasta 2014, no se habían realizado grandes ensayos clínicos de CoQ 10 en el tratamiento del cáncer . [12] El Instituto Nacional del Cáncer de EE. UU . identificó problemas con los pocos y pequeños estudios que se habían llevado a cabo y afirmó que "la forma en que se realizaron los estudios y la cantidad de información reportada no dejaba claro si los beneficios fueron causados ​​por el CoQ 10 o por algo más". [12] La Sociedad Estadounidense del Cáncer concluyó: "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". [26]

enfermedad dental

Un estudio de revisión de 1995 encontró que no existe ningún beneficio clínico con el uso de CoQ 10 en el tratamiento de la enfermedad periodontal . [27]

Enfermedad renal crónica

En 2019 se propuso una revisión de los efectos de la suplementación con CoQ 10 en personas con ERC . [28]

Encefalomielitis miálgica/Síndrome de fatiga crónica

Un ensayo controlado aleatorio de 2021 encontró que la suplementación conjunta con CoQ 10 y NADH puede reducir la fatiga cognitiva percibida y mejorar la calidad de vida relacionada con la salud en personas con EM/SFC . [29]

Usos adicionales

La coenzima Q10 también se ha utilizado como ingrediente activo en cosmecéuticos y como ingrediente inactivo en formulaciones de protectores solares . Cuando se aplica tópicamente en productos para el cuidado de la piel, demuestra cierta capacidad para reducir el estrés oxidativo en la piel, [30] retrasar los signos del envejecimiento intrínseco de la piel, revertir los signos del envejecimiento extrínseco de la piel, [31] [32] ayudar a atenuar la despigmentación , [33] [ 34] aumentan la estabilidad de ciertos activos de protección solar, [35] aumentan el SPF de los protectores solares, [36] y brindan cierta protección infrarroja a los protectores solares. [37] [38] Gran parte de la investigación sobre los beneficios de la ubiquinona para la piel muestra que funciona sinérgicamente con otros antioxidantes tópicos para mejorar la piel y las formulaciones cosméticas.

La CoQ 10 también se ha utilizado en fertilización in vitro y criopreservación de ovocitos como tratamiento previo para mejorar la respuesta ovárica y la calidad embrionaria en mujeres con reserva ovárica disminuida. [39]

Interacciones

La coenzima Q 10 tiene potencial para inhibir los efectos de la teofilina y del 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. [40] La estructura de la coenzima Q 10 es muy similar a la de la vitamina K , que compite y contrarresta los efectos anticoagulantes de la warfarina. Se debe evitar la coenzima Q 10 en pacientes que actualmente toman warfarina debido al mayor riesgo de coagulación. [18]

Propiedades químicas

La estructura oxidada de CoQ 10 se muestra a continuación. Los distintos tipos de coenzima Q se pueden distinguir por el número de subunidades isoprenoides en sus cadenas laterales . La coenzima Q más común en las mitocondrias humanas es la CoQ 10 . Q se refiere a la cabeza de 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 .

Coenzima Q3

En estado puro es un polvo lipófilo de color naranja, sin sabor ni olor. [41] : 230 

Biosíntesis

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

  1. Creación de la estructura de la benzoquinona (usando fenilalanina o tirosina , vía 4-hidroxibenzoato )
  2. Creación de la cadena lateral de isopreno (usando 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. [42]

Una enzima importante en esta vía es la HMG-CoA reductasa , habitualmente un objetivo de intervención en las complicaciones cardiovasculares. La familia de medicamentos reductores del colesterol "estatinas" inhibe la HMG-CoA reductasa. Un posible efecto secundario de las estatinas es la disminución de la producción de CoQ 10 , lo que puede estar relacionado con el desarrollo de miopatía y rabdomiolisis . Sin embargo, el papel que desempeñan las estatinas en la deficiencia de CoQ es controvertido. Aunque las estatinas reducen los niveles sanguíneos de CoQ, aún están por realizarse estudios sobre los efectos de los niveles musculares de CoQ. La suplementación con CoQ tampoco reduce los efectos secundarios de las estatinas. [8] [10]

Los genes implicados incluyen PDSS1 , PDSS2 , COQ2 y ADCK3 ( COQ8 , CABC1 ). [43]

Otros organismos además de los humanos producen las estructuras de benzoquinona e isopreno a partir de sustancias químicas de origen algo diferente. Por ejemplo, la bacteria E. coli produce el primero a partir de corismato y el segundo a partir de una fuente no mevalonato . La levadura común S. cerevisiae , sin embargo, deriva la primera del corismato o de la tirosina y la segunda del mevalonato . La mayoría de los organismos comparten el intermediario 4-hidroxibenzoato común, pero nuevamente utilizan diferentes pasos para llegar a la estructura "Q". [44]

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 liposoluble. Este proceso en el cuerpo humano implica la secreción en el intestino delgado de enzimas pancreáticas y bilis , lo que facilita la emulsificación y la formación de micelas necesarias para la absorción de sustancias lipófilas . [45] 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 las comidas. La concentración sérica de CoQ 10 en condiciones de alimentación es mayor que en condiciones de ayuno. [46] [47]

Metabolismo

Los datos sobre el metabolismo de la CoQ 10 en animales y humanos son limitados. [48] ​​Un estudio con CoQ 10 marcada con 14 C en ratas mostró la mayor parte de la radioactividad en el hígado dos horas después de la administración oral cuando se observó la radioactividad plasmática máxima, pero la CoQ 9 (con solo 9 unidades de isoprenilo) es la forma predominante de coenzima Q en ratas. [49] 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 . Tras la retirada de la suplementación con CoQ 10 , los niveles vuelven a la normalidad al cabo de unos días, independientemente del tipo de formulación utilizada. [50]

Farmacocinética

Se han publicado algunos informes sobre la farmacocinética de CoQ 10 . El pico plasmático se puede observar entre 2 y 6 horas después de la administración oral, dependiendo principalmente del diseño del estudio. En algunos estudios, también se observó un segundo pico plasmático aproximadamente 24 horas después de la administración, probablemente debido tanto al reciclaje enterohepático como a la redistribución desde el hígado a la circulación. [45] Tomono y cols . utilizaron CoQ10 cristalina marcada con deuterio para investigar la farmacocinética en humanos y determinaron un tiempo medio de eliminación de 33 horas. [51]

Mejora de la biodisponibilidad de CoQ 10

Es bien conocida la importancia de cómo se formulan los medicamentos para su biodisponibilidad. Para encontrar un principio que aumente 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 humanos. [48]

Reducción del tamaño de partículas

Las nanopartículas se han explorado como sistema de administración de diversos fármacos, como la mejora de la biodisponibilidad oral de fármacos con características de absorción deficientes. [52] Sin embargo, esto no ha tenido éxito con CoQ 10 , aunque los informes han diferido ampliamente. [53] [54] El uso de una suspensión acuosa de CoQ 10 finamente pulverizado en agua pura también revela sólo un efecto menor. [50]

Cápsulas de gel blando con CoQ 10 en suspensión de aceite

Un enfoque exitoso es utilizar el sistema de emulsión para facilitar la absorción en el tracto gastrointestinal y mejorar la biodisponibilidad. Las emulsiones de aceite de soja (microesferas lipídicas) podían estabilizarse muy eficazmente con lecitina y se utilizaban 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; durante la administración de una microesfera lipídica se determinó aproximadamente el doble del nivel de CoQ 10 en plasma que el de la preparación de la tableta de control. [50] Aunque Kommuru et al. observaron una mejora casi insignificante de la biodisponibilidad . con cápsulas de gelatina blanda a base de aceite en un estudio posterior en perros, [55] la biodisponibilidad significativamente mayor de CoQ 10 se confirmó para varias formulaciones a base de aceite en la mayoría de los otros estudios. [56]

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. [48] ​​Ejemplos de tales enfoques son el uso de la dispersión acuosa de CoQ 10 sólida con el polímero tiloxapol , [57] formulaciones basadas en diversos agentes solubilizantes, como la lecitina hidrogenada , [58] y la formación de complejos con ciclodextrinas ; entre estos últimos, se ha descubierto que el complejo con β-ciclodextrina tiene una biodisponibilidad muy aumentada [59] [60] y también se utiliza en las industrias farmacéutica y alimentaria para la fortificación con CoQ 10 . [48]

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. [61]

En 1957, Frederick L. Crane y sus colegas del Instituto Enzimático Madison de la Universidad de Wisconsin aislaron el mismo compuesto de las membranas mitocondriales del corazón de res y observaron que transportaba electrones dentro de las mitocondrias. Lo llamaron Q-275 para abreviar porque era una quinona. [62] [61] 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. [61] [41]

En 1958, DE Wolf y sus colegas que trabajaban con Karl Folkers en Merck en Rahway informaron sobre su estructura química completa . [63] [61] [41] Más tarde ese año, DE Green y sus colegas pertenecientes al 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 . [61] [41]

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. [64] [41]

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 . [41]

Concentraciones dietéticas

En 2010 se publicaron revisiones detalladas sobre la aparición de CoQ 10 y la ingesta dietética . [65] Además de la síntesis endógena dentro de los organismos, la CoQ 10 también es suministrada al organismo a través de varios alimentos. A pesar del gran interés de la comunidad científica por este compuesto, se han realizado un número muy limitado de estudios para determinar el contenido de CoQ 10 en los componentes de la dieta. Los primeros informes sobre este aspecto se publicaron en 1959, pero la sensibilidad y selectividad de los métodos analíticos de aquella época no permitían realizar análisis fiables, especialmente para productos con bajas concentraciones. [65] Desde entonces, los avances en la química analítica han permitido una determinación más confiable de las concentraciones de CoQ 10 en varios alimentos:

Los aceites vegetales son las fuentes más ricas en CoQ 10 dietético ; La carne y el pescado también son bastante ricos en CoQ 10. 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. Entre las verduras, el perejil y la perilla son las fuentes más ricas de CoQ 10 , pero en la literatura se pueden encontrar diferencias significativas en sus niveles de CoQ 10 . El brócoli , las uvas y la 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 de CoQ 10 relativamente alto . [sesenta y cinco]

Consumo

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

Los surcoreanos tienen una ingesta diaria promedio estimada de CoQ (Q 9 + Q 10 ) de 11,6 mg/d, derivada principalmente del kimchi . [66]

Efecto del calor y el procesamiento.

Cocinar mediante fritura reduce el contenido de CoQ 10 entre un 14% y un 32%. [67]

Ver también

Referencias

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