辅酶Q10在代谢综合征和心血管疾病中的研究进展

李爱萍 赵慧娟 贾梦阳 李怀智 潘红艳

[摘要]代谢综合征（MS）是一组以肥胖、高血糖、血脂异常、高胰岛素血症以及高血压等聚集发病的临床症候群，各组分相互关联，促进疾病的发生。体重增加是 MS 的主要危险因素，而胰岛素抵抗是其主要病理生理机制和中心环节。MS 患者的心血管疾病（CVD）患病率明显增加。MS 各组分与 CVD 的发生密切相关，目前各组分所致 CVD 的病理生理机制并不明确。辅酶 Q10（CoQ10）是一种有效的抗氧化剂，可以清除自由基，保护细胞免受氧化，在 MS 及 CVD 中起着重要作用。补充 CoQ10可改善 MS，提高心肌梗死患者心室射血分数，降低心肌梗死的发病率。近年来 CoQ10逐渐成为研究热点。本文就 CoQ10、MS 和 CVD 的关系及研究进展进行探讨。

[关键词]代谢综合征;心血管疾病;辅酶 Q10;胰岛素抵抗;脂肪因子

[中图分类号] R589; R54  [文献标识码] A   [文章编号]2095-0616（2022）09-0054-04

Study advances in the application of coenzyme Q10 in metabolic syndrome and cardiovascular diseases

LI  Aiping    ZHAO  Huijuan    JIA  Mengyang    LI  Huaizhi    PAN  Hongyan

Department of Endocrinology， Shenzhen University General Hospital， Guangdong， Shenzhen 518055， China

[Abstract] Metabolic syndrome （MS） is a group of clinical syndromes with the clustering of obesity， hyperglycemia， dyslipidemia， hyperinsulinemia and hypertension， which are interrelated to promote the development of the disease. Weight gain is the main risk factor for MS， while insulin resistance is the main pathophysiological mechanism and central link. The prevalence rate of cardiovascular disease （CVD） is significantly increased in patients with MS. The above-mentioned components of MS are closely associated with the development of CVD， but the pathophysiological mechanisms of CVD induced by each component are not identified yet . Fortunately， coenzyme Q10（CoQ10） is found to be an effective antioxidant that scavenges free radicals and protects cells from oxidation and plays an important role in MS and CVD. CoQ10 supplementation can improve MS， increase cardiac ejection fraction in patients with myocardial infarction and reduce the incidence of myocardial infarction. CoQ10 has gradually become a study focus in recent years. And this paper discusses the correlation among CoQ10， MS and CVD， and demonstrates the related study advances.

[Key words] Metabolic syndrome; Cardiovascular disease; CoQ10; Insulin resistance; Adipokines

代謝综合征（metabolic syndrome， MS）是一种以炎性细胞因子活性增加为特征的促炎状态，包含一系列与心血管疾病（cardiovascular disease， CVD）发生发展相关的危险因子。MS 发病率逐年增加，各组分在代谢上相互关联，且与动脉粥样硬化独立相关，进而促进动脉粥样硬化性 CVD 的发生，严重影响人类健康。辅酶 Q10（coenzyme Q10， CoQ10）是一种有效的抗氧化剂，在代谢中起着重要的作用。研究表明补充 CoQ10可改善炎症状态及胰岛素抵抗（insulin resistance， IR），改善心肌细胞代谢，并有可能降低心肌梗死的发生率。本文就 CoQ10与 MS 各组分及 CVD 的相关研究进展进行综述。

1 MS、CVD、CoQ10概述

1.1 MS

1988年， Gerald[1]描述了一组以 IR 为中心病理生理特征的代谢异常，并使用术语 X 综合征来描述 IR、高血压、2型糖尿病（type 2 diabetes mellitus， T2DM）和 CVD 之间的潜在关系。1998年，世界卫生组织（World Health Organization， WHO）率先提出其定义和诊断标准，其中 IR 被认为是 MS 的主要致病因素[2]。2005年，国际糖尿病联盟（the International Diabetes Federation， IDF）提出了统一定义，强调中心性肥胖的重要性，并将其作为诊断 MS 的必要条件[3]。

我国关于 MS 的诊断标准为，具备以下3项或更多项即可确诊：①腹型肥胖（即中心型肥胖）：男性腰围≥90 cm，女性腰围≥85 cm;②高血糖：空腹血糖≥6.1 mmol/L 或糖负荷后2 h 血糖≥7.8 mmol/L 和/或已确诊为糖尿病并治疗者;③高血压：血压≥130/85 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa）和/或已确诊为高血压并治疗者;④空腹三酰甘油（triglyceride， TG）≥1.70 mmol/L;⑤空腹高密度脂蛋白胆固醇（high density lipoprotein cholesterol，HDL-C）<1.04 mmol/L[4]。

1.2 CVD

CVD 发生的病理生理机制较为复杂，其相关的潜在发病机制为动脉粥样硬化，可进一步导致冠状动脉疾病、脑血管疾病和外周血管疾病的发展，最后造成心肌梗死、心律失常或卒中。有新的证据表明炎症机制在动脉粥样硬化形成中起关键作用，促炎信号通路的激活、细胞因子/趋化因子的表达和氧化应激的增加也是导致动脉粥样硬化的机制之一[5]。

1.3 CoQ10

CoQ10在線粒体内膜中合成，是人体必需的化合物。其结构基础属于醌类化学基团，具有高度亲脂性，是线粒体中产生三磷酸腺苷（adenosine triphosphate， ATP）所必需的电子传递链的组成部分。CoQ10作为细胞间抗氧化剂，可保护质膜免受过氧化，在代谢中有着重要地位。

2 MS与CVD

2.1肥胖与CVD

生活方式的改变和快速的城市化引发了肥胖流行。肥胖为 MS 主要组分之一，会增加 IR、T2DM 和 CVD 的风险。越来越多的证据表明，脂肪成分的异质性和脂肪组织的分布对 IR 和心脏代谢紊乱的发展至关重要。研究表明，约有1/3肥胖患者未表现出明显的心血管代谢异常，在这些代谢健康型肥胖患者中，内脏脂肪含量及炎症标志物水平偏低，胰岛素敏感性较高[6]。

脂肪组织是分泌脂肪因子的重要器官，常见脂肪因子包括脂联素（adiponeetin， ADP）、瘦素（leptin）等。脂肪堆积可致促炎介质如白细胞介素-6（interleukin 6，IL-6）、肿瘤坏死因子-α（tumour necrosis factor-α， TNF-α）、C-反应蛋白（C -reactive protein， CRP）等分泌增多，进而促进炎症反应。

脂联素可减缓动脉粥样硬化斑块的形成，在预防 IR、糖尿病和动脉粥样硬化方面发挥着至关重要的作用，为治疗肥胖、IR、T2DM 和动脉粥样硬化提供潜在治疗靶点[7]。

瘦素是一种受肥胖相关基因调控的脂肪细胞分泌的激素，具有促炎作用，可刺激促炎细胞因子的释放[8]。在营养和代谢状态、免疫反应调节、炎症以及心血管功能方面具有多效作用。

IL-6是一种强效的炎症细胞因子，在 MS 患者的脂肪组织中可监测到 IL-6水平升高;流行病学研究报告了 IL-6浓度增加与高血压、动脉粥样硬化和心血管事件相关[9]。

2.2 IR与CVD

IR 是指靶组织对胰岛素敏感性降低，代偿性引起胰岛β细胞分泌胰岛素增加，从而引起高胰岛素血症。在动物模型中，代偿性高胰岛素血症可通过改变雌激素受体相关的基因表达模式在动脉粥样硬化斑块的形成中发挥关键作用[10]。一项纳入了65项研究的荟萃分析显示， IR 是 CVD 的良好预测指标[11]。Monti 等[12]研究发现，肝胰岛素抵抗与心血管风险的新标志物瘦素/脂联素比、脂蛋白（a）和 TNF-α呈正相关。

2.3高血糖与CVD

T2DM 是 CVD 发生的主要危险因素。糖尿病患者动脉粥样硬化进展过程中涉及多种代谢异常。高血糖所致心血管病变发展的主要生化途径如下：氧化应激、晚期糖基化终末产物（advanced glycation  end products， AGEs）的形成增加、AGEs 受体的激活、多元醇和己糖胺生成增加、蛋白激酶 C 活化以及慢性血管炎症等[13]。

2.4高血压与CVD

高血压是 CVD 主要的单一风险因素。2019年发表的一篇综述阐述了18个基因型/表型与近50%的原发性高血压人群具有相关性，这表明针对特定原发性高血压亚型的精准治疗和防控策略是可行的[14]。在高血压患者或在30岁时就接受降压药物治疗的成人中，发生心血管事件的风险比血压正常的同龄人约高40%，此外，高血压患者的心血管事件往往比血压水平较低的个体早5年左右出现[15]。

2.5血脂与CVD

MS 患者的血脂代谢异常以三酰甘油升高、高密度脂蛋白胆固醇降低为特征，低密度脂蛋白可正常或升高。血液中脂质沉积于动脉内皮下，造成内皮细胞损伤，进而发展至动脉粥样硬化。MS 患者低密度脂蛋白颗粒较小且致密，对氧化应激的抵抗力更低，其血浆半衰期延长，更容易渗透到动脉壁中[16]。

3  CoQ10与MS

CoQ10作为一种有效的抗氧化剂，可以清除自由基，保护细胞免受氧化。最近研究发现 T2DM患者的 CoQ10水平明显低于健康人群[17]。补充 CoQ10的基本原理是基于其在细胞能量代谢和作为抗氧化剂中的关键作用，以及其对氧化应激和炎症的潜在调节作用。

在 MS 患者中进行的随机试验结果表明，补充 CoQ10对血清胰岛素水平、IR、β-细胞功能和血浆总抗氧化能力有有益影响[18]。一项分析显示，CoQ10补充剂可显著降低炎症标志物 IL-6、 TNF-α及 CRP 水平[19]。随机对照临床试验结果表明，补充 CoQ10可以显著改善患者血糖控制，并改善其血管功能障碍[20]。Hosseinzadeh等[21]报道在每日补充 CoQ10后，患者 HbA1c 水平有显著改善。Zhang 等[22]进行的一项荟萃分析证实补充了 CoQ10对患者血糖控制和血脂水平有明显改善。

在血脂方面， Sharifi 等[23]进行的荟萃分析表明，在 CVD 患者中，CoQ10可顯著降低三酰甘油浓度。Jorat等[24]发现心血管病患者补充 CoQ10可显著降低其总胆固醇水平，增加高密度脂蛋白胆固醇水平。

近年来，关于补充 CoQ10对血压的影响也进行了大量的研究。Mohseni等[25]发现，在没有生活方式干预的情况下，补充 CoQ10可显著降低收缩压，但未改善其他心血管病风险因素。

4 CoQ10与CVD

氧化应激是引起 CVD 的重要因素。CoQ10可抑制脂质过氧自由基形成的初始过程，对抗生物膜中的 ROS 和自由基。ROS 被证明可以促进动脉粥样硬化斑块的形成[26]。

Ivanov 等[27]在大鼠模型中发现冠状动脉闭塞10 min 后静脉注射 CoQ10，其心肌梗死面积更小，左心室梗死后肥大更少，射血分数更高。Huang 等[28]发现经皮冠状动脉成形术后1个月，血浆 CoQ10浓度较高的心肌梗死患者在6个月的随访中具有更好的左心功能表现。Shah 等[29]发现， CoQ10降低了致命性和非致命性心肌梗死的发生率。

5总结

MS 是一种复杂的病理生理状态，与 CVD 之间的既定关系已得到充分证明。CoQ10作为一种有效的抗氧化剂，在代谢中起着重要作用。接下来需要继续探索三者之间确切的病理生理机制，以提供进一步的靶向治疗，降低 CVD 风险。

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（收稿日期：2021-12-20）