辅酶Q10生理功能及应用研究进展
2014-03-01万艳娟吴军林吴清平广东环凯微生物科技有限公司广东广州50663广东省微生物研究所广东广州50070
万艳娟,吴军林,2,吴清平(.广东环凯微生物科技有限公司,广东广州50663;2.广东省微生物研究所,广东广州50070)
辅酶Q10生理功能及应用研究进展
万艳娟1,吴军林1,2,吴清平2,*
(1.广东环凯微生物科技有限公司,广东广州510663;2.广东省微生物研究所,广东广州510070)
辅酶Q10是生物体内广泛存在的一类脂溶性醌类物质,在线粒体呼吸链中起重要作用,它能够参与氧化磷酸化及ATP的生成过程,可作为细胞代谢和细胞呼吸的激活剂。本文介绍了辅酶Q10的抗氧化、增强人体免疫力、加强心脏动力、增强脑力及调节血脂的生理功能,同时也总结了辅酶Q10对神经退行性疾病、高血压、心血管等疾病的治疗作用及其在食品中的应用,最后对辅酶Q10未来的研究方向和应用前景进行了展望。
辅酶Q10,生理功能,应用
辅酶Q10(Coenzyme Q10,CoQ10)是人体中唯一的辅酶Q类物质,又称泛醌,是一种脂溶性醌类化台物,最早于1948年被发现,由于在人体器官中的存在以及在生理等方面的重要功能,因此又叫维生素Q或维生素辅酶Q10。随着临床医学和流行病学研究的不断深入,辅酶Q10已被证实具有抗氧化和清除自由基,抗肿瘤和提高人体免疫力,缓解疲劳和提高运动能力,防老抗衰以及保护心血管等多种保健功效。除了药用外,辅酶Q10可以作为某些高级化妆品的添加剂及食品中的添加剂等,因此辅酶Q10是食品、药品、化妆品等工业的重要原料。本文对辅酶Q10的化学结构、理化性质、生物活性等方面的研究进展与应用前景作一简要综述,旨在综合利用和开发辅酶Q10资源。
1 辅酶Q10简介
辅酶Q类化合物在自然界分布广泛,存在于很多动物、植物及微生物中,目前已发现的辅酶Q类包括辅酶Q1至辅酶Q13,人体内存在的是辅酶Q10,其分子式:C59H90O4;分子量:863.36;化学名称为2,3-二甲氧基-5-甲基-6-癸异戊烯基-苯醌;CAS号为303-98-0;辅酶Q10为黄色或淡黄色、无臭无味的结晶状粉末,易溶于氯仿、苯、四氯化碳,溶于丙酮、石油醚和乙醚;微溶于乙醇,不溶于水和甲醇;遇光易分解成红色物质,对温度和湿度稳定,熔点49℃[1],其结构简式如图1。
图1 辅酶Q10的分子结构式Fig.1 Molecular structural formula of coenzyme Q10
辅酶Q10是生物细胞呼吸链中的重要递氢体,参与氧化磷酸化及ATP的生成过程,调控细胞氧化还原环境。在呼吸链中辅酶Q10是一个和蛋白质结合不紧密的辅酶,使它在黄素蛋白类和细胞色素之间能作为一种特殊灵活的载体而起作用;另外,其醌环中苯醌的羟基取代基使它倾向于极性,而结构中的聚异戊二烯侧链使它在疏水性环境中具有较低的自由能,能在线粒体内膜中迅速扩散[2]。辅酶Q10从复合体Ⅰ和复合体Ⅱ接受氢,将质子释放至线粒体基质内,电子传递给细胞色素,通过这一过程促进氧化磷酸化及电子的主动转移,由此形成机体能量贮存的主要物质ATP[3]。它还具有抗氧化和控制细胞内氧气流动的功能,是脂质抗氧化剂、自由基清除剂和膜稳定剂,是细胞代谢的激活剂,能够提高有机体的免疫力。
2 辅酶Q10的生理功能
2.1 清除自由基和抗氧化功能
辅酶Q10存在还原型和氧化型两种状态,其中还原型辅酶Q10易被氧化,能阻止脂质和蛋白质的过氧化,清除自由基。辅酶Q10通过氧化还原性结构的变换,能加强细胞内膜抵抗外界氧化因子的损害,在生物体某些部位其作用效果与VE相类似,而在阻止低密度脂氧化方面比VE、胡萝卜素及蕃茄红素更有效。辅酶Q10又是VE增效剂,其活力再生类似于VC的作用,是唯一的一种天然存在的、在人体中能再生(转化成活性形式)的脂溶性抗氧化剂。彭亮等[4]探讨了辅酶Q10对人体的抗氧化作用,将120例符合要求的健康志愿者按血清丙二醛含量随机分为样品组和对照组,样品组连续服用受试物120d,测定两组人群血清中丙二醛(MDA)含量及超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性和安全性指标。研究结果显示,辅酶Q10能有效降低人体内过氧化脂质MDA的含量,并提高两种主要的抗氧化酶SOD和GSHPx的活性,说明辅酶Q10对人体具有抗氧化作用。
2.1.1 减少氧化应激 氧化应激是由自由基在体内产生的一种负面作用,是导致衰老和疾病的一个重要因素。辅酶Q10是有效的抗氧化剂和自由基清除剂,可以减缓氧化应激带来的危害。Othman[5]观察了辅酶Q10用于治疗血吸虫诱导肝脏产生的氧化应激以及辅助吡喹酮治疗肝纤维化的效果,结果发现经过辅酶Q10治疗后,肝脏的氧化应激和肝功能都有所改善,氧化应激标志物明显减少,而且联合吡喹酮使用显著改善了肝脏中的氧化还原状态,肝纤维化得到明显的抑制。
2.1.2 改善线粒体功能障碍 氧化应激与线粒体功能障碍互为因果,恶性循环。氧化应激产生的大量自由基可损伤线粒体复合物Ⅰ,另一方面,线粒体复合物Ⅰ的抑制导致更多自由基的生成。线粒体功能障碍涉及的疾病相当广泛,包括糖尿病、神经退行性病、脓毒性休克、心肌缺血再灌注损伤以及老化退化性疾病等。因此保护线粒体功能、阻止其功能障碍的发生,将有助于这些疾病的治疗。外源性的辅酶Q10能改善病变组织的辅酶Q10缺乏,辅酶Q10可以穿过血脑屏障,减少由于细胞脂质过氧化损伤引起的细胞凋亡,或者通过稳定细胞膜结构,维持钙离子通道的完整性以减少细胞损伤,减缓多巴胺对线粒体的损伤,从而最终起到保护神经的作用[2]。
2.1.3 抗细胞凋亡 辅酶Q10可以抑制细胞凋亡,其作用机理可能是:a.直接保护线粒体DNA:在氧化应激状态下,辅酶Q10可以直接清除氧自由基,激活碱性酪胺酸激酶,阻止氧化导致的线粒体DNA缺失突变,阻断线粒体损伤与自由基产生的恶性循环,维持整个呼吸链的完整性,从而减少凋亡细胞的数量;b.抑制线粒体去极化:辅酶Q10可不依赖于自由基清除剂和呼吸链辅酶特性,而是通过与线粒体渗透性转换通道(permeability transition pore,PTP)结合,抑制PTP开放,阻止线粒体去极化及释放细胞色素C,减少Caspase 9的激活,有效减少细胞凋亡;c.辅酶Q10还能够通过增加ATP的产生效率,衰减细胞凋亡和死亡信号,减少细胞的凋亡与死亡[6]。Chen等[7]研究发现辅酶Q10可以增强角质细胞活力,减少细胞凋亡。李熙东[8]也探讨了辅酶Q10对PD大鼠黑质细胞损伤的保护作用,结果发现研究组与对照组比较,黑质凋亡细胞数明显减少,表明辅酶Q10能有效防止PD大鼠黑质细胞损伤。
2.1.4 膜稳定剂 辅酶Q10作为可逆性的递氢体参与质子与电子的传递,影响某些酶的活性,是细胞自身的天然抗氧化剂,是细胞代谢的激活剂,故具有保护和恢复生物膜结构的功能。同时可使有毒的过氧化物还原成无毒的羟基化合物,并使H2O2分解,不受毒性氧的损害,从而保护了细胞膜结构和功能的完整性[9]。
2.1.5 减少皮肤皱纹、延缓皮肤衰老和阻断皮肤损伤 辅酶Q10可以提高皮肤的生物利用率,调理皮肤,增加角化细胞浓度,提高皮肤细胞的抗氧化能力,抑制皮肤老化,以达到对皮炎、粉刺、褥疮、皮肤溃疡等皮肤疾病的治疗作用。辅酶Q10还能促进上皮细胞生成和肉芽组织良性化,预防疤痕形成,促进疤痕修复;抑制磷酸酪氨酸酶的活性,防止黑色素以及黑斑生成;减低皱纹深度,改善皮肤暗沉;能增加透明质酸浓度,提高肌肤含水量;对改善暗沉肤色、减少皱纹,恢复肌肤原有的光滑、弹性和保湿性有着良好的效果[10]。
氧化应激是导致皮肤老化的主要原因,通过对辅酶Q10抗氧化和抗衰老性质的一些体内和体外实验进行分析,结果显示辅酶Q10可以保护皮肤免于氧化性损伤[11]。有学者通过体内实验研究发现辅酶Q10具有抗炎性,能够使皮肤伤口愈合[12]。洪钢[13]研究表明光损害是由于光照后皮肤中产生大量活性氧簇,消耗皮肤中的抗氧化系统包括氧化酶和低分子抗氧化剂,进而使脂质、蛋白质氧化,DNA破坏,金属酶激活等,使皮肤产生一系列变化;维生素C、维生素E、辅酶Q10作为天然的抗氧化剂通过消除活性氧簇,在保护皮肤免于光损害、阻止光老化的进展方面显示了较好的作用。
证明 假设{zn}关于度量d不收敛,则必存在两个子列收敛到不同的极限点。设{xnk}关于d收敛到a,{ynl}关于d收敛到b,不妨设a 0,存在N0,使得当m,n>N0时, ρ0(zn,zm)
2.2 增强人体免疫力和抗肿瘤
2.2.1 缓解体力疲劳,增强免疫力 祝青哲采用小鼠游泳模型,研究辅酶Q10纳米脂质体强化运动饮料的抗疲劳作用,通过测定抗疲劳相关指标及小鼠血浆、肝脏、心脏中辅酶Q10的含量,结果显示:给予辅酶Q10纳米脂质体强化运动饮料后,小鼠负重游泳时间明显延长,肝糖原消耗量减少,运动后血清尿素氮水平和血乳酸含量降低;血清超氧化物歧化酶活力升高,丙二醛含量降低;血浆、肝脏、心脏中辅酶Q10的含量提高,肝脏中含量显著提高[14]。刘慧燕等通过研究也发现了补充辅酶Q10可以提供大鼠的运动能力,具有抗疲劳的作用。她认为辅酶Q10作为生物抗氧化剂,可通过消除体内因运动而产生的过氧自由基,提高血清中SOD活力,降低血清中MDA含量,保持细胞的完整性,防止胞内酶的渗漏,从而延缓疲劳的产生,有助于运动后疲劳的消除[15]。Nikbakht等[16]研究了男性运动员在连续比赛后服用辅酶Q10,其血浆中中性白细胞的数量明显减少,由此认为辅酶Q10有利于保护运动员的免疫系统,增强机体免疫力。对于正常人在过度劳累后口服辅酶Q10可以改善机体疲劳,增强机体活力[17]。
早在1970年,就有相关研究报道了老鼠服用辅酶Q10能提高机体免疫细胞杀死细菌的活力,并提高抗体反应,激发免疫球蛋白和抗体数量的增加。徐彩菊等[18]研究了辅酶Q10对小鼠免疫调节功能的影响,结果表明辅酶Q10能提高小鼠细胞免疫功能,对小鼠体液免疫功能有一定调节作用,能增强单核-巨噬细胞的吞噬能力和NK细胞的活性。由此认为辅酶Q10主要是通过激活NK细胞活性,启动T细胞的功能,进而提高T细胞的应答能力,活化巨噬细胞;且辅酶Q10不仅能增强非特异性免疫反应,同时也能增强特异性免疫反应。
2.2.2 抗肿瘤 近年来的研究表明,辅酶Q10作为机体非特异性免疫增强剂在提高机体免疫力和抗肿瘤等方面可起较好作用,临床对于晚期转移性癌症有一定的疗效。冯乐平等[19]研究了辅酶Q10在荷瘤小鼠照射中的作用,测量结果显示,在照射中应用辅酶Q10时肿瘤体积明显小于对照组,说明辅酶Q10在伴随肿瘤辐射应用时具有良好的抑瘤效果。乳房癌、前列腺癌、胰腺癌和结肠癌等患者体内辅酶Q10的浓度与正常人相比则含量较低,经给予病人以90mg/d剂量的辅酶Q10,并结合一定剂量的抗氧化剂如胡萝素卜、硒、不饱和脂肪酸等一起服用治疗一年后,病人均未发生肿瘤转移现象[20]。辅酶Q10也可用于癌症患者的综合治疗,以减轻放、化疗引起的副反应,程艳[3]研究了辅酶Q10射液治疗晚期癌症患者癌因性疲乏的临床疗效,治疗组接受辅酶Q10注射液+护理干预+常规治疗,对照组仅予常规治疗,结果显示治疗组在缓解癌因性疲乏程度优于对照组,说明辅酶Q10注射液能有效改善晚期癌症患者的缓解癌因性疲乏。
2.3 加强心脏动力、增强脑力
辅酶Q10是人体中最重要的一种物质,其在心肌中含量甚高,当它缺乏时会造成心脏功能的不足,导致血液循环不畅、心脏工作能力下降,最终导致心脏病。辅酶Q10对心肌的主要作用为促进细胞氧化磷酸化,改善心肌能量代谢,减轻缺血对心肌的损伤;增加心脏血的输出量;改善慢性充血状态和抗心率失常等作用,从而能保护心肌,改善心功能,为心肌提供足够的能量[21]。临床研究表明:超过75%的心脏病患者在服用辅酶Q10后,病情显著改善。辅酶Q10是代谢激活剂,能够激活细胞呼吸,可以为心肌细胞和脑细胞提供充足的氧气和能量,使细胞保持良好健康的状态,因此能预防心脑血管事件发生。
2.4 调节血脂
3 辅酶Q10的应用
3.1 辅酶Q10在预防和治疗疾病中的应用
3.1.1 治疗神经退行性疾病 细胞凋亡、线粒体功能障碍及氧化应激都是引起神经退行性疾病如帕金森病、肌肉萎缩侧索硬化症等的可能原因,辅酶Q10在治疗这些疾病上表现出非常大的潜力。
3.1.1.1 肌肉萎缩侧索硬化症(ALS) 又称渐冻人症,是运动神经元病的一种,是累及上运动神经元(大脑、脑干、脊髓),又影响到下运动神经元(颅神经核、脊髓前角细胞)及其支配的躯干、四肢和头面部肌肉的一种慢性进行性变性疾病,临床上常表现为上、下运动神经元合并受损的混合性瘫痪。ALS的发病机理现在还不是很清楚,但是线粒体功能障碍和氧化应激可能是导致ALS的一个原因[22-23]。在一项安慰剂对照小样本(31例)Ⅱ期临床实验中,以3000mg/d作为治疗剂量,主要终点指标为观察改良肌萎缩侧索硬化症功能评价量表评分的减少程度,通过8个月的研究,结果显示患者耐受性良好且差异具有统计学意义(p<0.05),有待进一步大样本临床实验[24]。在Kaufmann等[25]开展的一项随机双盲安慰剂对照临床实验中共纳入185例肌萎缩侧索硬化症患者,辅酶Q10剂量为2700mg/d,观察9个月,结果同样显示具有一定疗效。最近,Kawasaki等[26]也报道了一位有肌萎缩症状的医学家亲自服用辅酶Q10一段时间后其症状有明显的改善。总而言之,辅酶Q10对于治疗ALS是有一定的效果的,尚需通过大样本Ⅲ期临床实验加以验证。
3.1.1.2 帕金森氏病(PD) 帕金森病患者体内的自由基过量导致神经细胞损伤或者死亡、线粒体功能障碍也可能是PD的发病原因。Sohmiya等[27]报道,在PD患者中,不仅细胞浆中辅酶Q10的水平显著降低,而且氧化型辅酶Q10占总辅酶Q10的百分比有显著提高,这表明氧化应激的存在,提示补充辅酶Q10可能有利于帕金森病的治疗。Shults等[28]根据一项双盲临床实验,对80例早期PD患者随机分组,每日接受辅酶Q10300、600、1200mg/d或安慰剂治疗,8个月后出现了剂量反应效应,表明辅酶Q10能减缓PD各种功能的退化,高剂量辅酶Q10组抑制疾病发展的程度超过安慰剂组44%,接受辅酶Q10的各组受试者血液中辅酶Q10水平和线粒体中的氧化代谢率都有所提高,说明了辅酶Q10能减缓PD的发展速度、延长患者生存时间,提高生活质量。另外,Yue[29]利用帕金森症的果蝇模型测试了辅酶Q10的神经保护作用,结果表明辅酶Q10能显著提高脑多巴胺的浓度,为筛选治疗PD的药物提供了一条便捷的途径。
3.1.1.3 亨丁顿舞蹈症(HD) HD是一种染色体显性遗传所导致的脑部退化疾病,Q10可以改善HD症状。Smith[30]研究发现补充辅酶Q10对HD小鼠有治疗的效果。另有学者以HD小鼠模型分别研究了米诺环素和辅酶Q10以及两者联合使用来治疗HD的效果,发现两者结合使用对小鼠的HD症状有更加明显的改善,更能延长生存期[31]。Hyson等[32]也认为一定剂量的辅酶Q10可以延缓HD病人病情的恶化。
3.1.1.4 弗立特里希氏共济失调 弗立特里希氏共济失调是一种致命遗传性神经系统疾病,这类疾病会导致步态不稳、言语障碍、心脏疾病、糖尿病等症状,在白色人种中非常普遍。在一项临床实验中,50位患者被随机分为两组,分别给予高、低剂量的辅酶Q10和Ve进行治疗,与治疗之前相比发现两组患者体内血清中辅酶Q10水平有显著增加,由此说明两者发挥了积极的临床效果[33]。
3.1.2 治疗高血压 有研究表明,辅酶Q10在治疗高血压方面是有益的。Yamagami等发现原发性高血压患者白细胞内的辅酶Q10活性降低,于是对20例血清辅酶Q10降低的高血压患者服用辅酶Q1033mg,3次/d,12周后,收缩压和舒张压均有明显降低;辅酶Q10主要使用于缺乏辅酶Q10所导致的原发性高血压,目前临床上常用的8种降压药物,其中除利血平外,均会增加高血压患者心脏中辅酶Q10的缺乏,使用降压药物同时辅用辅酶Q10可增强降压效果,预防不良反应的发生[34]。Rosenfeldt等[35]在分析362位联合使用了辅酶Q10和降血压药物的高血压病人的12项临床指标后也指出,辅酶Q10具有潜在的降低收缩压和舒张压的能力,且没有特别的副作用。在此项研究中,50%的病人可停止服用至少一种降压药。另一项相关的研究也指出,辅酶Q10的降压作用在几个月后逐渐产生,不同病人的剂量不同。
3.1.3 预防和治疗心血管疾病
3.1.3.1 治疗心力衰竭 患有充血性心力衰竭的患者和其他心血管疾病的患者,其心脏组织中辅酶Q10的含量明显低于健康人群,并通过对心肌活检表明,心衰程度越严重的患者,其心肌辅酶Q10含量越低,如果每日补充辅酶Q10可显著改善其病症[2]。刘兆英等[36]采用参麦注射液合用辅酶Q10治疗充血性心力衰竭病例38例,以随机常规综合治疗病例30例作为对照组进行研究观察。结果发现对心功能影响治疗组的总有效率达89.5%,对照组的总有效率为66.7%,两组比较有显著性差异;对左室射血分数影响治疗组用药前后有非常显著的差异,而对照组用药前后无显著差异。由此认为,参麦注射液合用辅酶Q10能提高心肌收缩力,改善心肌缺血及心力衰竭患者的心功能。王秋娟等[37]观察并评价辅酶Q10联合美托洛尔治疗慢性心力衰竭的临床疗效,联用组治疗后心功能显著改善,左心室射血分数增加显著。此外Fotino等[38]采用芸荟分析评估了辅酶Q10对充血性心力衰竭患者的作用,得出辅酶Q10可以改善患者的射血分数。
3.1.3.2 治疗心绞痛 有机硝酸酯类药物因其速效、可靠、安全等因素,在临床治疗心绞痛被长期、广泛使用,然而长期使用此类药物容易产生耐药性。丁进[39]将205例稳定型心绞痛患者随机分为常规治疗组、辅酶Q10组和曲美他嗪组,治疗8周后,比较各组心绞痛发作次数、每周硝酸甘油消耗量、平板运动实验指标,结果辅酶Q10组及曲美他嗪组心绞痛发作次数、硝酸甘油消耗量明显减少,运动至出现心绞痛所需时间显著延长,做功负荷量明显增加,说明辅酶Q10与曲美他嗪均能有效缓解稳定型心绞痛患者临床症状,改善运动诱发的心肌缺血,提高运动耐量,而且辅酶Q10更为廉价。
3.1.3.3 缓解他汀类副作用 他汀类药物是一种新型、强效、高效的降血脂和降胆固醇药物,但随其广泛应用,有关其副作用的报道逐渐增加,会导致体内辅酶Q10不足,进而引起肌痛甚至横纹肌溶解症状,严重者可导致肾功能衰竭、死亡。麦海燕[40]对他汀类药物与辅酶Q10联合应用进行研究和分析,认为他汀类药物在应用时与辅酶Q10联合使用的效果更好,会产生更大的益处,作用机制一方面是他汀类药物联合辅酶Q10可阻止他汀类药物引起的辅酶Q10减少,从而促进降血脂作用;另外,联合辅酶Q10可以降低血液中低密度脂质体氧化物的生成,有利于缓解他汀类药物引起的副作用。
3.1.3.4 治疗双硫仑样反应 双硫仑样反应是临床常见的药物不良反应,一般常人饮酒后乙醇在体内经过乙醇脱氢酶催化生成醋醛乙醛经过乙醛脱氢酶催化生成醋酸,后者进入三羧酸循环代谢,而头孢类药物会抑制乙醛脱氢酶的活性使乙醛在体内过度聚集导致乙醇的中间代谢产物乙醛代谢受阻,使血液中乙醛浓度增加而发生乙醛中毒反应。一些抗菌药物亦可抑制乙醛脱氢酶而导致与上述相似的反应临床上统称为双硫仑样反应。徐克雷等[41]对31例诊断为双硫仑样反应的患者加用辅酶Q10与丹参酮ⅡA注射液进行治疗,同时回顾31例经常规治疗的双硫仑样反应患者,比较2组患者症状恢复时间、心率、血清肌酸磷酸激酶同工酶(CK-MB)水平。结果显示与常规治疗组相比,治疗组患者症状恢复时间、心率显著缩短、血CK-MB水平明显下降,表明辅酶Q10与丹参酮ⅡA注射液对双硫仑样反应具有良好疗效,适合临床广泛应用。
3.1.4 辅酶Q10的其他应用 生物体的多种疾病表征跟辅酶Q10缺乏有关,如肌肉营养不良、肾疾病、牙周病甚至男性不育等,辅酶Q10可作为这些疾病的治疗药物或辅助药物;辅酶Q10因影响人体利用碳水化合物代谢途径和降低血糖,因此在治疗糖尿病方面可能有效;因辅酶Q10是线粒体内脂和碳水化合物代谢的必要物质,由此转化产生ATP或细胞能量,对于肥胖患者来说,将人体中过多脂肪转化成能量,可适当减轻体重;辅酶Q10可作为机体非特异性免疫增强剂用于病毒性肝炎、亚急性肝坏死、暴发性肝炎所致的脑水肿的综合治疗。此外,近年来的研究也发现了辅酶Q10用于十二指肠溃疡、促进胰腺功能与分泌及艾滋病等的辅助治疗也有良好的临床效果。
3.2 辅酶Q10在食品工业中的应用
3.2.1 辅酶Q10在食品中的安全性 人体在初生时辅酶Q10并不高,约到20岁时含量达到最高峰。在25岁以后,辅酶Q10合成能力逐步下降,随着年龄的增长,体内各器官组织中的辅酶Q10逐步减少,心脏中的辅酶Q10减少得更为明显,当人体内辅酶Q10的含量减少25%以后,各种疾病就会产生,因此辅酶Q10的外源性补充非常必要[42]。辅酶Q10的显著特点是无毒性、无致畸作用和无明显副作用,临床使用十分安全。人体及其他多种动植物体内都含有辅酶Q10,人们长期食用含辅酶Q10的食品迄今未见有明显的毒副作用报道。Hidaka[43]认为辅酶Q10作为膳食补充剂是非常安全的,另外Yerramilli-Rao等[44]进行了比格犬服用辅酶Q10毒性的研究,作用剂量分别为每天1200、1800mg/kg,观察39周,结果发现其行为、血生化指标、脏器病理组织的检查结果等都没有出现异常。
3.2.2 国内外辅酶Q10在食品中的研究及应用情况 辅酶Q10作为细胞自身产生的天然抗氧化剂和细胞代谢激活剂,具有抗氧化、抗衰老、提高人体免疫力和抗肿瘤等多种保健功能,由于其使用的安全性已经得到普遍认可,辅酶Q10的用途非常广泛。在美国,辅酶Q10是前十大膳食补充剂之一,年销售额超过10亿美元,美国FDA在2003年发出批文正式将辅酶Q10作为食品添加剂应用到饮料、糖果、糕点、乳酪、酸奶等食品生产中,可以作为一种非处方药和功能性食品在超市、食品连锁店和药店自由出售;法国等公司开发了含有辅酶Q10及多种复合维生素、矿物质的运动型饮料,采用功能性营养成分强化的运动型饮料能够更好的补充运动中损失的电质、体液和能量物质,延缓疲劳的产生,从而提高运动能力;丹麦、挪威和荷兰等乳制品出口大国,厂商将辅酶Q10直接添加到乳酪、酸奶和牛奶中,以此增加产品的抗肥胖作用。
我国对于辅酶Q10的研究主要应用于医药方面,在食品中添加的相关研究较少。2006年9月25日,我国国家食品药品监督管理局出台了《以辅酶Q10为原料生产的保健食品申报与审评规定(征求意见稿)》,辅酶Q10在我国才逐渐开始广泛应用于保健食品。据统计,至今我国共批准含有辅酶Q10的国产保健食品产品94个,主要有片剂、胶囊、软胶囊剂型。浙江医药股份有限公司周迪等[45]对于冷水溶性辅酶Q10微粒的制备及其稳定性进行了研究,水溶性的微胶囊克服了脂溶性的辅酶Q10在饮料等食品方面添加的不足之处,具有更易被人体吸收,生物利用度更大的优点;秦天苍等[46]开发出了适宜中、老年人及运动员的辅酶Q10食用油,扩大了辅酶Q10在食品中的应用范围。由此可见辅酶Q10在我国食品中的应用与研究还属于起步阶段,随着社会进步和经济发展,人类对自身健康的日益关注,辅酶Q10类保健食品将会受到更多的关注,会有更加广阔的发展前景。
虽然辅酶Q10作为人体最重要的辅酶之一,正广泛应用于医疗保健行业中,但由于辅酶Q10具有易溶于脂而难溶于水的物理性质,因此,在药物和化妆品方面有广泛的应用,但很难添加应用在各种食品和饮料中。辅酶Q10利用的关键是其生物利用度,如何提高辅酶Q10的生物利用度是当前研究领域的焦点。目前已有学者成功利用固体分散体技术、环糊精包合技术、纳米粒、微囊技术等来改善辅酶Q10的水溶性和增强贮存过程中的稳定性,这些技术的运用均不同程度的提高了其生物利用度,但也存在缺点,需要加入大量的辅助材料,辅助材料的安全性必须考虑,这些制剂技术过程不含或少含其他辅料,将会是研究热点[47]。
4 展望
辅酶Q10具有抗肿瘤、抗氧化性,以及作为细胞代谢激活剂,可提高人体免疫力和治疗人体免疫系统疾病,特别在心血管疾病治疗中有重要作用。因此,辅酶Q10可作为一种新型的具重大医学价值的生化药物或开发保健食品的良好材料。但是关于辅酶Q10在治疗临床疾病过程中的具体作用机理还不是很清楚,尚需要进一步的研究。此外,辅酶Q10与相关药物联合使用治疗疾病的效果会更好,而且大量的研究也表明联合应用抗氧化剂可以产生协同或相加效应,但目前此方面的研究不是很多,提示未来可以开展更多种类更广范围的辅酶Q10与药物或抗氧化剂的结合来治疗相关疾病和产品的开发。随着对辅酶Q10功能的深入研究,其在医药品、化妆品以及保健食品领域都将有着非常广阔的应用前景及市场潜力。
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Research progress in physiological functions and application of coenzyme-Q10
WAN Yan-juan1,WU Jun-lin1,2,WU Qing-ping2,*
(1.Guangdong Huankai Microbial Sci&Tech Co.,Ltd.,Guangzhou 510663,China;2.Guangdong Institute of Microbiology,Guangzhou 510070,China)
Coenzyme-Q10,also known as a lipophilic quinone compound widely-existing in living organisms,is an important component of the electron transport chain in mitochondria.As the activator for the cell respiration and metabolism,it can promote oxidation reaction and phosphating reaction,and be responsible for generation of energy.In this paper,the physiological functions of coenzyme-Q10on the anti-oxidation,immunity-enhancing,heart-strengthening,brainpower-promoting and hypolipidemic were reviewed.In addition,the therapeutic role of coenzyme-Q10,including but not confined to neurodegenerative disorders,hypertension,cardiovascular diseases,and its application in the food industry were also summarized.At last,the outlook for research directions and application of coenzyme-Q10were concluded.
coenzyme-Q10;physiological functions;application
TS202.1
A
1002-0306(2014)14-0390-06
10.13386/j.issn1002-0306.2014.14.077
2013-10-08 *通讯联系人
万艳娟(1987-),女,硕士研究生,研究方向:食品化学与营养。
国家自然科学基金项目(31271940,31000762);广州市珠江科技新星专项(201352200079)。