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 humanos, la forma más común es la coenzima Q 10 o la ubiquinona-. CoQ 10 no está aprobado por la Administración de Drogas y alimentos de los Estados Unidos (FDA) para el tratamiento de cualquier afección médica;
Sin embargo, se vende como un suplemento dietético.
Es una 1,4-benzoquinona, donde Q se refiere al grupo químico de la quinona y 10 se refiere al número de subunidades químicas de isoprenilo en su cola. En las ubiquinonas naturales, el número puede ser de 6 a 10. Esta familia de sustancias liposolubles, que se parecen 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. Los órganos con los requisitos energéticos más altos, como el corazón, el hígado y los riñones, tienen las concentraciones más altas de CoQ 10.
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 de quinona y quinol) y un portador de un electrón (moviéndose entre la semiquinona y una de estas otras formas) es central para su papel en la cadena de transporte de electrones.
Debido a los grupos de Hierro-azufre que solo pueden aceptar un electrón a la vez, y como antioxidante que elimina los radicales libres.
Deficiencia y toxicidad
Hay dos factores principales que conducen a la deficiencia de CoQ 10 en humanos: reducción de la biosíntesis 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 COQ, pueden conducir a enfermedades graves como la resistencia a los esteroides.síndrome nefrótico con sordera neurosensorial.
Algunos efectos adversos, en gran parte gastrointestinales, se informan con ingestas muy altas. El método de evaluación de riesgo de nivel seguro observado (OSL) indicó que la evidencia de seguridad es fuerte en ingestas de hasta 1200 mg / día, y este nivel se identifica como OSL.
Evaluación
Aunque la CoQ 10 puede medirse en plasma sanguíneo, estas mediciones reflejan la Ingesta alimentaria en lugar del estado del tejido. Actualmente, la mayoría de los centros clínicos miden los niveles de CoQ 10 en fibroblastos cutáneos cultivados, biopsias musculares y células mononucleares sanguíneas.
Fibroblastos Cultura se pueden usar también para evaluar la tasa de endógeno de CoQ 10 biosíntesis, mediante la medición de la absorción de 14 C – marcado p -hidroxibenzoato.
Estatinas
Se ha sugerido que la miotoxicidad de las estatinas se debe al deterioro de la biosíntesis de CoQ, pero la evidencia que lo respalda se consideró controvertida en 2011.
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. La evidencia no respalda que la suplementación mejore los efectos secundarios de las estatinas.
Suplemento dietético
Regulación y composición
CoQ 10 se vende en muchas jurisdicciones como un suplemento dietético, no está sujeto a las mismas regulaciones que los medicamentos, pero no está aprobado para el tratamiento de ninguna afección médica. La fabricación de CoQ 10 no está regulada, y los diferentes lotes y marcas pueden variar significativamente:
Un análisis de laboratorio realizado en 2004 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 exceso del 75%.
En general, la CoQ 10 es bien tolerada. Los efectos secundarios más comunes son síntomas gastrointestinales ( náuseas, vómitos, supresión del apetito y dolor abdominal ), erupciones cutáneas y dolores de cabeza.
Si bien no existe una dosis ideal establecida de CoQ 10, una dosis diaria típica es de 100-200 miligramos. Las diferentes formulaciones tienen cantidades declaradas variables de CoQ 10 y otros ingredientes.
Enfermedad del corazón
Una revisión Cochrane de 2014 encontró que «no hay evidencia convincente para apoyar o refutar» el uso de CoQ 10 para el tratamiento de la insuficiencia cardíaca. Otra revisión Cochrane de 2014 encontró evidencia insuficiente para llegar a una conclusión sobre su uso para la prevención de enfermedades del corazón.
Una revisión Cochrane de 2016 concluyó que la CoQ 10 no tuvo ningún efecto sobre la presión arterial. En un metaanálisis de 2017 de personas con insuficiencia cardíaca, 30–100 mg / día de CoQ 10 resultó en una mortalidad 31% menor. La capacidad de ejercicio también aumentó. No se encontraron diferencias significativas en los puntos finales de la fracción de eyección del corazón izquierdo yClasificación de la New York Heart Association (NYHA).
Dolores de cabeza por migraña
La guía de la Canadian Headache Society para la profilaxis de la migraña recomienda, con base en evidencia de baja calidad, que se ofrezcan 300 mg de CoQ 10 como opción para la profilaxis.
Estatina miopatía
La CoQ 10 se ha utilizado habitualmente para tratar la degradación muscular asociada como un efecto secundario del uso de medicamentos con estatinas. Un metaanálisis de 2015 de ensayos controlados aleatorios encontró que la CoQ 10 no tuvo ningún efecto sobre la miopatía por estatinas. Un metaanálisis de 2018 concluyó que había evidencia preliminar de la CoQ 10 oral que reduce los síntomas musculares asociados a las estatinas, incluidos el dolor muscular, la debilidad muscular, los calambres musculares y el cansancio muscular.
cáncer
A partir de 2014 no se habían realizado ensayos clínicos grandes y bien diseñados de CoQ 10 en el tratamiento del cáncer. El Instituto Nacional del Cáncer de EE. UU. Identificó problemas con los pocos y pequeños estudios que se habían llevado a cabo, declarando, «la forma en que se realizaron los estudios y la cantidad de información informada no aclararon si los beneficios fueron causados por la CoQ 10 o por otra cosa «.
La Sociedad estadounidense del Cáncer concluyó que «la CoQ 10 puede reducir la efectividad de la quimioterapia y la radioterapia, por lo que la mayoría de los oncólogos recomendarían evitarla durante el tratamiento del cáncer».
Enfermedad dental
Un estudio de revisión de 1995 encontró que no hay beneficio clínico para el uso de CoQ 10 en el tratamiento de la enfermedad periodontal. La mayoría de los estudios que sugirieron lo contrario estaban desactualizados, centrados en pruebas in vitro, tenían muy pocos sujetos de prueba y / o metodología estadística errónea y configuración del ensayo, o estaban patrocinado por un fabricante del producto.
Enfermedad renal crónica
En 2019 se propuso una revisión de los efectos de la suplementación con CoQ 10 en personas con ERC.
Interacciones
La coenzima Q 10 tiene el potencial de inhibir los efectos de la teofilina y 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 de la sangre. 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.
Propiedades químicas
La estructura oxidada de CoQ 10 se muestra en la esquina 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 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 molécula a continuación tiene tres unidades isoprenoides y se llamaría Q 3.
Coenzima Q3
En estado puro, es un polvo lipófilo de color naranja y no tiene sabor ni olor. : 230
Biosíntesis
La biosíntesis ocurre en la mayoría de los tejidos humanos. Hay tres pasos principales:
Creación de la estructura de benzoquinona (usando Fenilalanina o tirosina, a través de 4-hidroxibenzoato )
Creación de la cadena lateral de isopreno (usando acetil-CoA )
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 células animales.
Una enzima importante en esta vía es la HMG-CoA reductasa, generalmente un objetivo para la intervención en complicaciones cardiovasculares. La familia de «estatinas» de medicamentos reductores del Colesterol 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 juega la estatina en la deficiencia de CoQ es controvertido. Aunque estos medicamentos reducen los niveles sanguíneos de CoQ, los estudios sobre los efectos de los niveles musculares de CoQ aún están por venir. Los suplementos de CoQ tampoco reducen los efectos secundarios de los medicamentos con estatinas.
Los genes involucrados incluyen PDSS, PDSS, COQ y ADCK ( COQ, CABC ).
Los organismos que no son humanos usan sustancias químicas de origen algo diferentes para producir la estructura de benzoquinona y la estructura de isopreno. Por ejemplo, la bacteria E. coli produce el primero a partir de corismato y el segundo a partir de una fuente no mevalonato. Sin embargo, la levadura común S.
Cerevisiae deriva la primera del corismato o la tirosina y la segunda del mevalonato. La mayoría de los organismos comparten el intermedio 4-hidroxibenzoato común, pero nuevamente utiliza diferentes pasos para llegar a la estructura «Q».
Absorción y metabolismo
Absorción
CoQ 10 es un polvo cristalino insoluble en agua. La absorción sigue el mismo proceso que el 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 la formación de micelas necesarias para la absorción de sustancias lipofílicas.
La ingesta de alimentos (y la presencia de lípidos) estimula la excreción biliar corporal de los ácidos biliares y mejora en gran medida la absorción de CoQ. La CoQ 10 exógena se absorbe del intestino delgado y se absorbe mejor si se toma con una comida. La concentración sérica de CoQ 10 en condiciones de alimentación es mayor que en condiciones de Ayuno.
Metabolismo
Los datos sobre el metabolismo de la CoQ 10 en animales y humanos son limitados. Un estudio con CoQ 10 marcado con 14 C en ratas mostró la mayor parte de la radiactividad en el hígado dos horas después de la administración oral cuando se observó el pico de radiactividad plasmática, pero la CoQ 9 (con solo 9 unidades de isoprenilo) es la forma predominante de coenzima Q en ratas.
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 10 Suplementación, los niveles vuelven a la normalidad en unos pocos días, independientemente del tipo de formulación utilizada.
Farmacocinética
Se han publicado algunos informes sobre la farmacocinética de CoQ 10. El pico plasmático se puede observar 2 a 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 del hígado a la circulación.
Tomono y col. usó CoQ 10 cristalino marcado con deuterio para investigar la farmacocinética en humanos y determinó un tiempo medio de eliminación de 33 horas.
Mejora de la biodisponibilidad de CoQ 10
La importancia de cómo se formulan los medicamentos para la biodisponibilidad es bien conocida. Con el fin de encontrar un principio para aumentar la biodisponibilidad de CoQ 10 después de la administración oral, se han tomado varios enfoques nuevos; Se han desarrollado y probado diferentes formulaciones y formas en animales y humanos.
Reducción del tamaño de partícula
Las nanopartículas se han explorado como un sistema de administración de diversos fármacos, como mejorar la biodisponibilidad oral de fármacos con características de absorción deficientes. Sin embargo, esto no ha tenido éxito con CoQ 10, aunque los informes han diferido ampliamente. El uso de suspensión acuosa de CoQ 10 finamente en polvo en agua pura también revela solo un efecto menor.
Cápsulas de gel blando con CoQ 10 en suspensión de aceite
Un enfoque exitoso fue utilizar el sistema de emulsión para facilitar la absorción del tracto gastrointestinal y mejorar la biodisponibilidad. Las emulsiones de aceite de soja (microesferas lipídicas) podrían estabilizarse de manera muy efectiva con lecitina y se usaron en la preparación de cápsulas de gelatina blanda.
En uno de los primeros intentos, 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 nivel de CoQ 10 en plasma que el de la preparación del comprimido de control se determinó durante la administración de una microesfera lipídica.Aunque una mejora casi insignificante de la biodisponibilidad fue observada por Kommuru et al.
Con cápsulas de gelatina blanda a base de aceite en un estudio posterior en perros, la biodisponibilidad significativamente mayor de CoQ 10 se confirmó para varias formulaciones a base de aceite en la mayoría de los otros estudios.
Nuevas formas de CoQ 10 con mayor solubilidad en agua
Facilitar la absorción del fármaco al aumentar su solubilidad en agua es una estrategia farmacéutica común y también se ha demostrado que tiene éxito para 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.
Ejemplos de tales enfoques son el uso de la dispersión acuosa de CoQ 10 sólido con el polímero de tiloxapol, formulaciones basadas en diversos agentes solubilizantes, como la lecitina hidrogenada, y la formación de complejos con ciclodextrinas; entre estos últimos, se ha encontrado que el complejo con β-ciclodextrina tiene una biodisponibilidad altamente aumentada.
Y también se utiliza en las industrias farmacéutica y alimentaria para la fortificación de CoQ 10.
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 que era quinona y se observó que se podía encontrar en muchos tejidos de varios animales.
En 1957, Frederick L. Crane y sus colegas del Instituto de Enzimas 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- para abreviar, ya que era una quinona.
Pronto notaron que Q- y la sustancia SA estudiada en Inglaterra pueden ser el mismo compuesto. Esto se confirmó más tarde ese año y Q- / sustancia SA pasó a llamarse ubiquinona, ya que era una quinona ubicua que se podía encontrar en todos los tejidos animales.
En 1958, DE Wolf y sus colegas que trabajan con Karl Folkers en Merck en Rahway informaron de su estructura química completa. Más tarde ese 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.
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.
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 fines 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.
Concentraciones dietéticas
En 2010 se publicaron revisiones detalladas sobre la aparición de CoQ 10 y la ingesta dietética. Además de la síntesis endógena dentro de los organismos, la CoQ 10 también se suministra al organismo mediante diversos alimentos. 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 los componentes de la Dieta.
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. Desde entonces, los desarrollos en 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 y el 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 de CoQ 10, pero se pueden encontrar diferencias significativas en sus niveles de CoQ 10 en la literatura. Brócoli, uvas y coliflorson 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.
Ingesta
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.
Efecto del calor y el procesamiento
Cocinar al freír reduce el contenido de CoQ 10 en un 14–32%.