קו-אנזים Q10

קו-אנזים Q10 (באנגלית: Coenzyme Q10), הידוע גם בשם ubiquinone, הוא קו-פקטור ביוכימי (קו-אנזים) ונוגד חמצון המיוצר על ידי גוף האדם. ניתן לקבל אותו גם ממקורות תזונתיים, כגון בשר, דגים, שמני זרעים, ירקות ותוספי תזונה. CoQ10 נמצא באורגניזמים רבים, כולל בעלי חיים וחיידקים. המבנה שלו כולל 'ראש' של 1,4-בנזוקינון - האחראי לתפקודו ומחובר ל'זנב' של 10 פחמנים (מכאן שמו Q10), הגורם לו להיות מסיס בשמן.

CoQ10 ממלא תפקיד בזרחון חמצוני מיטוכונדריאלימיטוכונדריון, המסייע בייצור של אדנוזין טריפוספט (ATP), המעורב בהעברת אנרגיה בתוך תאים. הוא דרוש לכל תא בגוף האדם, ומרוכז במיוחד בלב ובכליות. התאים שמשתמשים באנרגיה רבה יותר הם 'צרכנים' גדולים יותר של Q10.

למרות שהמולקולה נמצאת בכל מקום ברקמות אנושיות, CoQ10 אינו מזון ואין לו רמת צריכה מומלצת, השימוש בו כתוסף אינו מאושר בארצות הברית כתרופה או למניעת מחלות.
 פונקציות ביולוגיות 
CoQ10 הוא מרכיב בשרשרת העברת האלקטרונים המיטוכונדריאלית (ETC), שם הוא ממלא תפקיד בזרחון החמצוני, תהליך הנדרש לביו-סינתזה של אדנוזין טריפוספט (ATP), מקור האנרגיה העיקרי של התאים.

CoQ10 היא מולקולה ליפופילית הממוקמת בכל הממברנות הביולוגיות של גוף האדם ומשמשת כמרכיב לסינתזה של ATP ומהווה קו-פקטור מקיים חיים לשלושת הקומפלקסים (קומפלקס I, קומפלקס II וקומפלקס III) של ETC במיטוכונדריה. ל-CoQ10 תפקיד בהובלת פרוטונים על פני ממברנות ליזוזומליות כדי לווסת את ה-pH בתפקודי הליזוזומים.

תהליך הזרחון החמצוני המיטוכונדריאלי מתרחש בממברנה המיטוכונדריאלית הפנימית של תאים אוקריוטיים. קרום זה מקופל למבנים הנקראים cristae, אשר מגדילים את שטח הפנים הזמין עבור זרחון חמצוני. CoQ10 ממלא תפקיד בתהליך זה כקו-פקטור חיוני של ה-ETC הממוקם בממברנה המיטוכונדריאלית הפנימית ומשרת את הפונקציות הבאות:
 העברת אלקטרונים בשרשרת מעבר האלקטרונים של המיטוכונדריה (ETC), באמצעות תיווך של אלקטרונים בין קומפלקסים מיטוכונדריאליים כמו ניקוטינאמיד אדנין דינוקלאוטיד (NADH), יוביקינון רדוקטאז (קומפלקס I), וסוקצינאט-יוביקינון רדוקטאז (קומפלקס II), וכן בתהליכי חמצון של חומצות שומן וחומצות אמינו מסועפות (באמצעות דהידרוגנאזות הקשורות לפלאבין), אל האנזים יוביקינול–ציטוכרום-c רדוקטאז (קומפלקס III) שבשרשרת. CoQ10 משתתף גם במטבוליזם של חומצות שומן ושל גלוקוז, בכך שהוא מעביר אלקטרונים שנוצרים בתהליך החיזור של חומצות שומן וגלוקוז אל קולטני אלקטרונים.
 CoQ10 גם משמש כנוגד חמצון מסיס בשומן. הוא עובד ביחד עם ויטמין E כדי לנטרל רדיקלים חופשיים. CoQ10 "מנקה" רדיקלים חופשיים ומגן על תאים ממצב של עקה חמצונית. הוא מעכב חמצון של חלבונים ושל DNA ומגן על ויטמין E מפני חמצון.

 ביוכימיה 
קו-אנזימים Q היא משפחת קו-אנזים שנמצאת בבעלי חיים רבים ובהרבה חיידקים. העובדה שהקו-אנזים נפוץ כל כך היא המקור של שמו השני, יוביקינון. בבני אדם, הצורה הנפוצה ביותר של קו-אנזים Q היא קו-אנזים Q10, הנקראת גם CoQ10 או יוביקינון-10 (ubiquinone-10). קו-אנזים Q10 הוא 1,4-בנזוקינון, שבו "Q" מתייחס לקבוצה הכימית של קינון ו-"10" מתייחס למספר תת-היחידות הכימיות של איזופרניל (מוצגות בסוגריים בתרשים) בזנבו. ביוביקינונים טבעיים ישנן בין שש לעשר יחידות משנה בזנב, כאשר אצל בני אדם יש זנב של 10 יחידות איזופרן (50 אטומי פחמן) המחוברות ל"ראש" הבנזוקינון. משפחה זו של חומרים מסיסים בשומן נמצאת בכל התאים האוקריוטיים הנושמים, בעיקר במיטוכונדריה. תשעים וחמישה אחוזים מהאנרגיה של גוף האדם נוצרת בדרך זו. האיברים עם דרישות האנרגיה הגבוהות ביותר - כמו הלב, הכבד והכליות - מכילים את הריכוזים הגבוהים ביותר של CoQ10 . ישנם שלושה מצבי חיזור של CoQ: מחומצן לגמרי (ubi quinone), חצי קינון (ubisemi quinone), ומחוזר לחלוטין (קינול -ubiquinol). היכולת של מולקולה זו לפעול כנשא של שני אלקטרונים (הנע בין צורת הקינון לקינול) וכנושאת אלקטרון אחת (הנע בין הסמיקינון לאחת מהצורות האחרות הללו) היא מרכזית בתפקידה בשרשרת ההובלה של האלקטרונים.

 מחסור 
ישנם שני מסלולים עיקריים הגורמים למחסור ב-CoQ10 בבני אדם: ביוסינתזה מופחתת ושימוש מוגבר על ידי הגוף. ביוסינתזה היא המקור העיקרי של CoQ10. ביוסינתזה תקינה דורשת לפחות 15 גנים, ומוטציות בכל אחד מהם עלולות לגרום למחסור ב-CoQ. רמות CoQ10 עשויות להיות מושפעות גם מפגמים גנטיים אחרים (כגון מוטציות של DNA המיטוכונדריאלי, ETFDH, APTX, FXN ו-BRAF, גנים שאינם קשורים ישירות לתהליך הביוסינתטי של CoQ10). חלק מאלה, כמו מוטציות ב-COQ6, עלולים להוביל למחלות קשות כמו תסמונת נפרוטית עמידה לסטרואידים עם חירשות תחושתית עצבית.

 מדידה 
למרות שניתן למדוד את רמות הקואנזים Q10 בפלזמת הדם, מדידות אלו משקפות את הצריכה התזונתית ולא את רמותיו ברקמות. כיום, רוב המרכזים הקליניים מודדים את רמות CoQ10 בתרביות של פיברובלסטים מעור, בביופסיות שריר ובתאי דם מונונוקלאריים. ניתן גם להשתמש בפיברובלסטים מתורבתים כדי להעריך את קצב הסינתזה הפנימית של CoQ10, באמצעות מדידת קליטה של p-הידרוקסיבנזואט שמסומן ב־14C.

 סטטינים 
למרות שסטטינים עשויים להפחית את רמות CoQ10 בדם, לא ברור אם הם מפחיתים את רמותיו גם בשריר. אין עדות שתומכת בכך שתוספי CoQ10 משפרים את תופעות הלוואי של סטטינים.

 תכונות כימיות 
המבנה המחומצן של CoQ10 מוצג להלן. ניתן להבחין בין הסוגים השונים של קואנזים Q על ידי מספר תת-היחידות האיזופרנואידיות בשרשראות הצדדיות שלהן. הקו-אנזים Q הנפוץ ביותר במיטוכונדריה אנושית הוא CoQ10. האות Q מתייחסת לראש הקינון ו"10" מתייחס למספר חזרות האיזופרן בזנב. למולקולה למטה יש שלוש יחידות איזופרנואיד והיא תיקרא Q3 .

במצבה הטהור, התרכובת נמצאת בצורת אבקה כתומה ואין לה טעם או ריח.

 ביוסינתזה 
ביוסינתזה של CoQ10 מתרחשת ברוב הרקמות האנושיות. ישנם שלושה שלבים עיקריים:

 יצירת מבנה הבנזוקינון (באמצעות פנילאלנין או טירוזין, דרך 4-hydroxybenzoate)
 יצירת שרשרת צד איזופרן (באמצעות אצטיל-CoA)
 חיבור של שני המבנים לעיל

שתי התגובות הראשונות מתרחשות במיטוכונדריה, ברשתית האנדופלזמית ובפרוקסיזומים, עובדה המצביעה על מספר אתרים בתאי בעלי חיים בהם מתבצעת הסינתזה. אנזים חשוב במסלול זה הוא HMG-CoA reductase, שהוא בדרך כלל יעד להתערבות בסיבוכים קרדיווסקולריים. תרופות להורדת כולסטרול ממשפחת ה"סטטינים" מעכבות HMG-CoA רדוקטאז. תופעת לוואי אפשרית אחת של נטילת סטטינים היא ירידה בייצור של CoQ10, אשר עשוי להיות קשור להתפתחות של מיופתיה ורבדומיוליזה . עם זאת, התפקיד של סטטינים במחסור ב-CoQ10 שנוי במחלוקת. למרות שהסטטינים מפחיתים את רמות ה-CoQ10 בדם, עדיין אין תוצאות של מחקרים על ההשפעות על הרמות בשרירים של CoQ10. ידוע גם כי תוספת CoQ10 אינה מפחיתה את תופעות הלוואי של תרופות סטטינים.

הגנים המעורבים כוללים PDSS1, PDSS2, COQ2 ו-ADCK3 (COQ8, CABC1).

אורגניזמים שונים מייצרים את מבני הבנזוקינון והאיזופרן מחומרי מוצא שונים במקצת. רוב האורגניזמים חולקים את תוצר הביניים הנפוץ 4-hydroxybenzoate, אך משתמשים בשלבים שונים כדי להגיע למבנה "Q".

 תוסף תזונה 
CoQ10 מיוצר באופן טבעי על ידי הגוף וממלא תפקיד מכריע בצמיחה והגנה על תאים. למרות תפקידו המשמעותי בגוף, הוא לא משמש כתרופה לטיפול במחלה ספציפית כלשהי. עם זאת, CoQ10 זמין באופן נרחב כתוסף תזונה ללא מרשם ומומלץ על ידי חלק מאנשי מקצוע בתחום הבריאות, למרות היעדר ראיות מדעיות סופיות התומכות בהמלצות אלו, במיוחד כשמדובר במחלות לב וכלי דם..

 רגולציה והרכב 
CoQ10 אינו מאושר על ידי מנהל המזון והתרופות האמריקאי (FDA) לטיפול בשום מצב רפואי. עם זאת, הוא נמכר כתוסף תזונה שאינו כפוף לאותן תקנות כמו תרופות רפואיות, והוא מרכיב במוצרי קוסמטיקה מסוימים. הייצור של CoQ10 אינו מוסדר, ואצוות ומותגים שונים עשויים להיות שונים זה מזה באופן משמעותי.

 מחקר 
בסקירת Cochrane משנת 2014 לא נמצאו מספיק ראיות כדי להגיע למסקנה לגבי השימוש בו למניעת מחלות לב. סקירת Cochrane משנת 2016 הגיעה למסקנה של-CoQ10 לא הייתה השפעה על לחץ הדם. סקירת Cochrane משנת 2021 קבעה ש "אין ראיות משכנעות לתמוך או להפריך" את השימוש ב-CoQ10 לטיפול באי ספיקת לב. מטא-אנליזה משנת 2017 שבחנה אנשים עם אי ספיקת לב שנטלו CoQ10 במינון של 30–100 מ"ג ליום מצאה ירידה של 31% בתמותה ושיפור ביכולת הגופנית, ללא הבדל משמעותי במדדי פליטת הדם מחדר שמאל של הלב. מטא-אנליזה נוספת משנת 2021 מצאה כי קואנזים Q10 היה קשור לירידה של 31% בתמותה מכל הסיבות בקרב חולי אי ספיקת לב. במטא-אנליזה משנת 2023 שבחנה אנשים מבוגרים, נמצא שלחומר יוביקינון (ubiquinone) יש השפעה קרדיווסקולרית, אך ליוביקינול (ubiquinol) לא נמצאה השפעה כזו.

למרות ש-CoQ10 נחקר כתרופה אפשרית לטיפול בתופעות לוואי של סטטינים הקשורות לשרירים, תוצאות המחקרים היו מעורבות. מטא-אנליזה משנת 2018 ההסיקה שיש ראיות ראשוניות לכך שתוסף CoQ10 דרך הפה עשוי להפחית תסמינים של פגיעות בשריר הקשורות לסטטינים, כולל כאבי שרירים, חולשת שרירים, התכווצויות ועייפות שרירים, עם זאת, מטא-אנליזות משנים 2015 ו-2024 מצאו ש-CoQ10 אינו משפיע על מיופתיה שנגרמת מסטטינים.

 פרמקולוגיה 
 קליטה 
CoQ10 בצורתו הטהורה הוא אבקה גבישית שאינה מסיסה במים. הספיגה שלו כחומר פרמקולוגי מתבצעת בתהליך הדומה לזה של שומנים; מנגנון הספיגה שלו נראה דומה לזה של ויטמין E, שגם הוא חומר מזין מסיס בשומן. תהליך זה בגוף האדם כולל הפרשה של אנזימים מהלבלב והמרה לתוך המעי הדק, מה שמסייע לאמולסיפיקציה וליצירת מיצלות – הדרושות לספיגה של חומרים ליפופיליים. צריכת מזון (ובמיוחד שומנים) מעוררת את הפרשת חומצות המרה ומגבירה באופן משמעותי את הספיגה של CoQ10 .CoQ10 חיצוני (שמגיע מתוסף) נספג מהמעי הדק, ונספג בצורה הטובה ביותר כאשר הוא נלקח עם ארוחה. ריכוז ה-CoQ10 בדם לאחר אכילה גבוה יותר מאשר בצום.

 מטבוליזם 
CoQ10 עובר חילוף חומרים בכל הרקמות, כאשר המטבוליטים עוברים פוספוריזציה בתאים. CoQ10 מחוזר לאוביקווינול במהלך או לאחר ספיגה במעי הדק. זה נספג על ידי כיילומיקרונים chylomicrons, ומופץ מחדש בדם בתוך ליפופרוטאינים. סילוקו מתרחש באמצעות הפרשת מרה וצואה.

 פרמקוקינטיקה 
כמה דיווחים פורסמו על הפרמקוקינטיקה של CoQ10. ניתן לראות את שיא הריכוז בפלזמה 6-8 שעות לאחר מתן דרך הפה כאשר הוא נלקח כתרופה. בחלק מהמחקרים, נצפה שיא פלזמה שני כ-24 שעות לאחר מתן התרופה, כנראה עקב מיחזור אנטרוהפטי וחלוקה מחדש מהכבד למחזור הדם.

נעשה שימוש ב-CoQ10 גבישי שסומן בדאוטריום לצורך חקירת פרמקוקינטיקה בבני אדם, ונמצא שזמן מחצית החיים של הפינוי שלו הוא 33 שעות.

 זמינות ביולוגית 
בניגוד לצריכה של CoQ10 כמרכיב במזון, כמו אגוזים או בשר, שהם המקור ל-CoQ10 בדרך כלל, יש ספק לגבי הזמינות הביולוגית של CoQ10 כאשר הוא נלקח כתוסף תזונה. הזמינות הביולוגית של תוספי CoQ10 עשויה להיות מופחתת בשל האופי הליפופילי של המולקולה שלה ומשקלה המולקולרי הגדול.

 הפחתת גודל החלקיקים 
נחקר השימוש בננו-חלקיקים כמערכת הובלה לתרופות שונות, למשל לשיפור הזמינות הביולוגית דרך הפה של תרופות בעלות ספיגה נמוכה. עם זאת, השיטה הזו לא הוכיחה הצלחה עם CoQ10, אם כי הדיווחים בנושא שונים מאוד זה מזה. השימוש בתרחיף מימי של אבקת CoQ10 טהורה ומרוסקת דק במים מראה השפעה מזערית בלבד.

 מסיסות במים 
הגברת מסיסות התרופה במים כדי לשפר את הספיגה שלה היא אסטרטגיה פרמקולוגית נפוצה, והיא גם הצליחה במקרה של CoQ10 . פותחו גישות שונות להשגת מטרה זו, ורבות מהן הראו תוצאות טובות יותר באופן משמעותי בהשוואה לקפסולות ג'ל רכות המבוססות על שמן – על אף ניסיונות רבים לשפר את ההרכב שלהן. דוגמאות לגישות אלה כוללות פיזור מימי של CoQ10 מוצק עם הפולימר tyloxapol, פורמולציות המבוססות על חומרים מגבירי מסיסות, כגון לציטין מוקשה, ויצירת קומפלקסים עם ציקלודקסטרינים; מתוכם, נמצא כי הקומפלקס עם β-cyclodextrin  מוביל לזמינות ביולוגית גבוהה במיוחד והוא נמצא בשימוש בתעשיות התרופות והמזון להעשרת מוצרים ב-CoQ10.

 השפעות שליליות ואמצעי זהירות 
בדרך כלל, תוסף CoQ10 הנלקח דרך הפה נסבל היטב. תופעות הלוואי השכיחות ביותר הן תסמינים במערכת העיכול (בחילות, הקאות, ירידה בתיאבון וכאבי בטן), פריחות וכאבי ראש. כמה תופעות לוואי, בעיקר במערכת העיכול, מדווחות עם צריכת התוסף. מינונים של 100-300 מ"ג ליום עלול לגרום לנדודי שינה או לעליה באנזימי הכבד. שיטת הערכת סיכון על פי הרמה בטוחה שנצפתה מצאה כי קיימות ראיות מספקות לבטיחות בצריכה של עד 1200 מ"ג ליום.

יש לנהוג בזהירות בשימוש בתוספי CoQ10 באנשים עם חסימת דרכי המרה ובמהלך הריון או הנקה.

 אינטראקציות פוטנציאליות בין תרופתיות 
נטילת CoQ10 כתרופה עשויה לעכב את ההשפעת התרופה תיאופילין  וכן את התרופה נוגדת הקרישה וורפרין. CoQ10 עשוי להפריע לפעולות הוורפרין על ידי אינטראקציה עם אנזימי ציטוכרום p450  ובכך להפחית את ה-INR , מדד לקרישת דם. המבנה של CoQ10 דומה לזה של ויטמין K, שמתחרה עם השפעות נוגדות הקרישה של וורפרין וסותר את השפעתו כנוגד קרישה. לכן לא מומלץ להשתמש ב-CoQ10 אצל אנשים הנוטלים וורפרין בשל הסיכון המוגבר להיווצרות קרישי דם.

 ריכוזים תזונתיים 
סקירות מפורטות על הימצאותו של CoQ10 ועל הצריכה התזונתית שלו פורסמו בשנת 2010. בנוסף לסינתזה האנדוגנית בגוף, CoQ10 מסופק גם באמצעות מגוון מזונות. ריכוזי CoQ10 במזונות שונים הם:
+ CoQ10 רמות במזונות נבחרים Food  CoQ10 ריכוזn (מ״גֿֿ\ק״ג) שמנים צמחיים שמן סויה  54–280 שמן זית  40–160 שמן זרעי ענבים  64–73 שמן זרעי חמניה  4–15שמן קנולה  64–73בשר בקר לב  113 כבד  39–50 שריר  26–40 חזיר לב  12–128 כבד  23–54 שריר  14–45 בשר עוף חזה  8–17ירכיים24–25כנפיים11 דגים סרדין  5–64 מקרל – דג אדום 43–67 מקרל – דג לבן  11–16 סלמון  4–8 טונה  5 אגוזים בוטנים  27 אגוזי מלך  19 זרעי שומשום  18–23 פיסטוק  20 אגוזי לוז  17 שקדים  5–14 ירקות פטרוזיליה  8–26 ברוקולי  6–9 כרובית  2–7 תרד  up to 10 כרוב סיני  2–5 פירות אבוקדו  10 ענבי שועל  3 ענבים  6–7 תות שדה  1 תפוז  1–2 אשכולית  1 תפוח עץ  1 בננה  1
שמנים צמחיים, בשר ודגים עשירים ב-CoQ10. מוצרי חלב הם מקורות הרבה פחות טובים ל-CoQ10 מאשר רקמות מן החי. מבין הירקות, ברוקולי וכרובית הם מקורות טובים ל-CoQ10. רוב הפירות והגרגרים הם מקורות גרועים ל-CoQ10, למעט אבוקדו, שמכיל כמות גבוהה של שמן ו-CoQ10.

 צריכה 
בעולם המפותח, הצריכה היומית המשוערת של CoQ10 נקבעה על 3-6 מ"ג ליום, המופק בעיקר מבשר.

 השפעת החום והעיבוד 
בישול על ידי טיגון מפחית את תכולת CoQ 10 ב-14-32%.

 היסטוריה 
בשנת 1950 בודדה כמות קטנה של CoQ10 מרירית המעי של סוס. התרכובת זוהתה תחילה כ"חומר SA", אך מאוחר יותר סווגה כקינון המצוי ברקמות רבות של בעלי חיים. בשנת 1957 בודד אותו חומר מממברנות מיטוכונדריות בלב בקר, ונמצא כי הוא מעורב בהעברת אלקטרונים בתוך המיטוכונדריה. בשלב זה כונה הקינון בשם Q-275. בהמשך, אוחדו שני השמות "Q-275" ו"חומר SA" תחת המונח יוביקינון (ubiquinone), וזאת בשל תפוצתו הרחבה בכל רקמות בעלי החיים. המבנה הכימי המלא של היוביקינון פורסם בשנת 1958. בשל תפקידו בשרשרת העברת האלקטרונים המיטוכונדריאלית, זכה היוביקינון לשמות נוספים, ובהם מיטוקינון (mitoquinone) וקו-אנזים Q.בשנת 1966 דווח לראשונה כי הצורה המחוזרת של CoQ6 מהווה נוגד חמצון יעיל בתאים.

 קישורים חיצוניים






הערות שוליים

קטגוריה:קואנזימים