Coenzyme Q 10 -Coenzyme Q10

Coenzyme Q 10
CoenzymeQ10.svg
Noms
Nom IUPAC préféré
2-[(2 E ,6 E ,10 E ,14 E ,18 E ,22 E ,26 E ,30 E ,34 E )-3,7,11,15,19,23,27,31,35, 39-décaméthyltétraconta-2,6,10,14,18,22,26,30,34,38-décaén-1-yl]-5,6-diméthoxy-3-méthylcyclohexa-2,5-diène-1,4 -dione
Autres noms
Ubiquinone, ubidécarénone, coenzyme Q, CoQ 10 , / ˌ k ˌ k JU t ɛ n / , CoQ, Q 10 , la vitamine Q
Identifiants
Modèle 3D ( JSmol )
ChEBI
ChEMBL
ChemSpider
Carte d'information de l'ECHA 100.005.590 Modifiez ceci sur Wikidata
CID PubChem
UNII
  • InChI=1S/C59H90O4/c1-44(2)24-15-25-45(3)26-16-27-46(4)28-17-29-47(5)30-18-31-48( 6)32-19-33-49(7)34-20-35-50(8)36-21-37-51(9)38-22-39-52(10)40-23-41-53( 11)42-43-55-54(12)56(60)58(62-13)59(63-14)57(55)61/h24,26,28,30,32,34,36,38, 40,42H,15-23,25,27,29,31,33,35,37,39,41,43H2,1-14H3/b45-26+,46-28+,47-30+,48-32 +,49-34+,50-36+,51-38+,52-40+,53-42+ ChèqueOui
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  • O=C1/C(=C(\C(=O)C(\OC)=C1\OC)C)C\C=C(/C)CC\C=C(/C)CC\C=C (/C)CC\C=C(/C)CC\C=C(/C)CC\C=C(/C)CC\C=C(/C)CC\C=C(/C)CC \C=C(/C)CC\C=C(/C)C
Propriétés
C 59 H 90 O 4
Masse molaire 863,365  g·mol -1
Apparence solide jaune ou orange
Point de fusion 48 à 52 °C (118 à 126 °F ; 321 à 325 K)
insoluble
Pharmacologie
C01EB09 ( OMS )
Composés apparentés
Quinones apparentées
1,4-Benzoquinone
Plastoquinone
Ubiquinol
Sauf indication contraire, les données sont données pour les matériaux dans leur état standard (à 25 °C [77 °F], 100 kPa).
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Références de l'infobox

La coenzyme Q , également connue sous le nom d' ubiquinone , est une famille de coenzymes omniprésente chez les animaux et la plupart des bactéries (d'où le nom d'ubiquinone). Chez l'homme, la forme la plus courante est la coenzyme Q 10 ou l' ubiquinone-10 . CoQ 10 n'est pas approuvé par la Food and Drug Administration (FDA) des États-Unis pour le traitement d'un problème médical ; cependant, il est vendu comme complément alimentaire et est un ingrédient de certains produits cosmétiques.

C'est une 1,4-benzoquinone , où Q fait référence au groupe chimique quinone et 10 fait référence au nombre de sous-unités chimiques isoprényl dans sa queue. Dans les ubiquinones naturelles, le nombre peut aller de 6 à 10. Cette famille de substances liposolubles, qui ressemblent à des vitamines , est présente dans toutes les cellules eucaryotes respirantes , principalement dans les mitochondries . Il fait partie de la chaîne de transport des électrons et participe à la respiration cellulaire aérobie qui génère de l'énergie sous forme d' ATP . Quatre-vingt-quinze pour cent de l' énergie du corps humain est générée de cette façon. Les organes ayant les besoins énergétiques les plus élevés, tels que le cœur , le foie et les reins, ont les concentrations de CoQ 10 les plus élevées.

Il existe trois états redox de CoQ : entièrement oxydé ( ubi quinone ), semi quinone ( ubisemi quinone ) et entièrement réduit ( ubiquinol ). La capacité de cette molécule à agir comme un porteur à deux électrons (se déplaçant entre la forme quinone et quinol) et un porteur à un électron (se déplaçant entre la semiquinone et l'une de ces autres formes) est au cœur de son rôle dans la chaîne de transport des électrons. en raison des amas fer-soufre qui ne peuvent accepter qu'un électron à la fois, et en tant qu'antioxydant piégeur de radicaux libres .

Carence et toxicité

Il existe deux facteurs majeurs qui conduisent à une carence en CoQ 10 chez l'homme : une biosynthèse réduite et une utilisation accrue par l'organisme. La biosynthèse est la principale source de CoQ 10 . La biosynthèse nécessite au moins 12 gènes , et des mutations dans beaucoup d'entre eux provoquent une déficience en CoQ. Les niveaux de CoQ 10 peuvent également être affectés par d'autres anomalies génétiques (telles que des mutations de l'ADN mitochondrial , ETFDH , APTX , FXN et BRAF , des gènes qui ne sont pas directement liés au processus de biosynthèse de la CoQ 10 ). Certaines d'entre elles, telles que les mutations de la COQ6 , peuvent entraîner des maladies graves telles que le syndrome néphrotique résistant aux stéroïdes avec surdité de perception .

Certains effets indésirables, en grande partie gastro-intestinaux, sont rapportés avec des apports très élevés. La méthode d'évaluation des risques du niveau de sécurité observé (OSL) a indiqué que les preuves d'innocuité sont solides pour des apports allant jusqu'à 1200 mg/jour, et ce niveau est identifié comme le OSL.

Évaluation

Bien que la CoQ 10 puisse être mesurée dans le plasma sanguin , ces mesures reflètent l'apport alimentaire plutôt que l'état des tissus. Actuellement, la plupart des centres cliniques mesurent les niveaux de CoQ 10 dans les fibroblastes cutanés en culture , les biopsies musculaires et les cellules mononucléées du sang. Fibroblastes de culture peuvent également être utilisés pour évaluer le taux de CoQ endogène 10 biosynthèse, en mesurant l'absorption de 14 C - marqué p hydroxybenzoate .

Statines

Il a été suggéré que la myotoxicité des statines est due à une altération de la biosynthèse de la CoQ, mais les preuves à l'appui ont été jugées controversées en 2011.

Alors que les statines peuvent réduire la coenzyme Q 10 dans le sang, il n'est pas clair si elles réduisent la coenzyme Q 10 dans le muscle. Les preuves ne soutiennent pas que la supplémentation améliore les effets secondaires des statines. Cependant, une méta-analyse plus récente a conclu que « la supplémentation en CoQ10 a amélioré les SAMS, ce qui implique que la supplémentation en CoQ10 pourrait être une approche complémentaire pour améliorer la myopathie induite par les statines ».

Complément alimentaire

Règlement et composition

CoQ 10 est vendu dans de nombreuses juridictions en tant que complément alimentaire au nom d'UbiQ 300 et UbiQ 100, non soumis aux mêmes réglementations que les médicaments , mais non approuvé pour le traitement d'une condition médicale . La fabrication de CoQ 10 n'est pas réglementée, et les différents lots et marques peuvent varier considérablement : une analyse en laboratoire réalisée en 2004 par ConsumerLab.com sur les suppléments de CoQ 10 en vente aux États-Unis a révélé que certains ne contenaient pas la quantité indiquée sur l'étiquette du produit. Les quantités allaient de "pas de CoQ 10 détectable ", jusqu'à 75 % de la dose indiquée, jusqu'à un excès de 75 %.

Généralement, la CoQ 10 est bien tolérée. Les effets secondaires les plus courants sont les symptômes gastro-intestinaux ( nausées , vomissements , suppression de l'appétit et douleurs abdominales ), les éruptions cutanées et les maux de tête .

Bien qu'il n'y ait pas de dosage idéal établi de CoQ 10 , une dose quotidienne typique est de 100 à 200 milligrammes. Différentes formulations ont des quantités déclarées variables de CoQ 10 et d'autres ingrédients.

Cardiopathie

Une revue Cochrane de 2014 n'a trouvé « aucune preuve convaincante pour soutenir ou réfuter » l'utilisation de la CoQ 10 pour le traitement de l' insuffisance cardiaque . Une autre revue Cochrane de 2014 a trouvé des preuves insuffisantes pour tirer une conclusion sur son utilisation pour la prévention des maladies cardiaques. Une revue Cochrane de 2016 a conclu que la CoQ 10 n'avait aucun effet sur la pression artérielle . Dans une méta-analyse de 2017 sur les personnes souffrant d'insuffisance cardiaque, 30 à 100 mg/j de CoQ 10 ont entraîné une baisse de 31 % de la mortalité. La capacité d'exercice a également été augmentée. Aucune différence significative n'a été trouvée dans les critères d'évaluation de la fraction d'éjection du cœur gauche et de la classification de la New York Heart Association (NYHA).

Migraines

La ligne directrice de la Société canadienne des maux de tête pour la prophylaxie de la migraine recommande, sur la base de preuves de faible qualité, que 300 mg de CoQ 10 soient offerts comme choix pour la prophylaxie.

Myopathie aux statines

La CoQ 10 a été couramment utilisée pour traiter la dégradation musculaire associée à un effet secondaire de l'utilisation de statines . Une méta-analyse d' essais contrôlés randomisés en 2015 a révélé que la CoQ 10 n'avait aucun effet sur la myopathie aux statines . Une méta-analyse de 2018 a conclu qu'il existait des preuves préliminaires que la CoQ 10 orale réduisait les symptômes musculaires associés aux statines, notamment les douleurs musculaires, la faiblesse musculaire, les crampes musculaires et la fatigue musculaire.

Cancer

En 2014, aucun essai clinique à grande échelle de la CoQ 10 dans le traitement du cancer n'avait été mené. Le National Cancer Institute des États-Unis a identifié des problèmes avec les quelques petites études qui avaient été menées, déclarant : « la façon dont les études ont été menées et la quantité d'informations rapportées ne permettaient pas de savoir si les avantages étaient causés par le CoQ 10 ou par autre chose. ". L' American Cancer Society a conclu : « La CoQ 10 peut réduire l'efficacité de la chimiothérapie et de la radiothérapie, c'est pourquoi la plupart des oncologues recommanderaient de l'éviter pendant le traitement du cancer.

Maladie dentaire

Une étude de revue de 1995 a révélé qu'il n'y a aucun avantage clinique à l'utilisation de la CoQ 10 dans le traitement de la maladie parodontale . La plupart des études suggérant le contraire étaient obsolètes, axées sur des tests in vitro , avaient trop peu de sujets de test et/ou une méthodologie statistique et une configuration d'essai erronées, ou étaient sponsorisées par un fabricant du produit.

Maladie rénale chronique

Une revue des effets de la supplémentation en CoQ 10 chez les personnes atteintes d'IRC a été proposée en 2019.

Utilisations supplémentaires

La coenzyme Q10 a également été utilisée pour traiter la maladie d'Alzheimer, l'hypercholestérolémie ou la sclérose latérale amyotrophique (maladie de Lou Gehrig). Cependant, la recherche a montré que cela peut ne pas être efficace dans le traitement de ces conditions

La coenzyme Q10 a également été utilisée comme ingrédient actif dans les produits cosméceutiques et comme ingrédient inactif dans les formulations de crème solaire . Lorsqu'il est appliqué localement dans des produits de soin de la peau, il démontre une certaine capacité à réduire le stress oxydatif de la peau, à retarder les signes de vieillissement cutané intrinsèque, à inverser les signes de vieillissement cutané extrinsèque, à aider à atténuer la dyspigmentation , à augmenter la stabilité de certains actifs de protection solaire, à augmenter le SPF des crèmes solaires, et offrir une certaine protection infrarouge aux crèmes solaires. Une grande partie des recherches sur les bienfaits pour la peau de l'ubiquinone montrent qu'elle agit en synergie avec d'autres antioxydants topiques pour améliorer la peau et les formulations cosmétiques.

Interactions

La coenzyme Q 10 a le potentiel d'inhiber les effets de la théophylline ainsi que l' anticoagulant warfarine ; la coenzyme Q 10 peut interférer avec les actions de la warfarine en interagissant avec les enzymes du cytochrome p450 , réduisant ainsi l' INR , une mesure de la coagulation sanguine. La structure de la coenzyme Q 10 est très similaire à celle de la vitamine K , qui concurrence et contrecarre les effets anticoagulants de la warfarine. La coenzyme Q 10 doit être évitée chez les patients prenant actuellement de la warfarine en raison du risque accru de coagulation.

Propriétés chimiques

La structure oxydée de CoQ 10 est montrée ci-dessus. Les différents types de coenzyme Q peuvent être distingués par le nombre de sous-unités isoprénoïdes dans leurs chaînes latérales . La coenzyme Q la plus courante dans les mitochondries humaines est la CoQ 10 . Q fait référence à la tête de quinone et 10 au nombre de répétitions d'isoprène dans la queue. La molécule ci-dessous a trois unités isoprénoïdes et s'appellerait Q 3 .

Coenzyme Q3

A l'état pur, c'est une poudre lipophile de couleur orangée, sans goût ni odeur.

Biosynthèse

La biosynthèse se produit dans la plupart des tissus humains. Il y a trois grandes étapes :

  1. Création de la structure benzoquinone (en utilisant la phénylalanine ou la tyrosine , via le 4-hydroxybenzoate )
  2. Création de la chaîne latérale isoprène (à l'aide d' acétyl-CoA )
  3. La jonction ou la condensation des deux structures ci-dessus

Les deux premières réactions se produisent dans les mitochondries , le réticulum endoplasmique et les peroxysomes , indiquant de multiples sites de synthèse dans les cellules animales.

Une enzyme importante dans cette voie est l' HMG-CoA réductase , généralement une cible d'intervention dans les complications cardiovasculaires. La famille des "statines" des médicaments anti-cholestérol inhibe l'HMG-CoA réductase. Un effet secondaire possible des statines est une diminution de la production de CoQ 10 , qui peut être liée au développement d' une myopathie et d' une rhabdomyolyse . Cependant, le rôle joué par les statines dans le déficit en CoQ est controversé. Bien que ces médicaments réduisent les niveaux sanguins de CoQ, des études sur les effets des niveaux musculaires de CoQ sont encore à venir. La supplémentation en CoQ ne réduit pas non plus les effets secondaires des statines.

Les gènes impliqués comprennent PDSS1 , PDSS2 , COQ2 et ADCK3 ( COQ8 , CABC1 ).

Les organismes autres que les humains utilisent des sources chimiques quelque peu différentes pour produire la structure de la benzoquinone et la structure de l'isoprène. Par exemple, la bactérie E. coli produit la première à partir de chorismate et la seconde à partir d'une source non mévalonate. La levure commune S. cerevisiae , cependant, dérive la première du chorismate ou de la tyrosine et la seconde du mévalonate . La plupart des organismes partagent l'intermédiaire commun 4-hydroxybenzoate, encore une fois utilise différentes étapes pour arriver à la structure "Q".

Absorption et métabolisme

Absorption

CoQ 10 est une poudre cristalline insoluble dans l'eau. L'absorption suit le même processus que celui des lipides ; le mécanisme d'absorption semble être similaire à celui de la vitamine E , un autre nutriment liposoluble. Ce processus dans le corps humain implique la sécrétion dans l' intestin grêle d' enzymes pancréatiques et de bile , ce qui facilite l' émulsification et la formation de micelles nécessaires à l'absorption des substances lipophiles . La prise alimentaire (et la présence de lipides) stimule l'excrétion biliaire corporelle des acides biliaires et améliore considérablement l'absorption de la CoQ 10 . La CoQ 10 exogène est absorbée par l'intestin grêle et est mieux absorbée si elle est prise avec un repas. La concentration sérique de CoQ 10 à l'état nourri est plus élevée qu'à jeun.

Métabolisme

Les données sur le métabolisme de la CoQ 10 chez les animaux et les humains sont limitées. Une étude avec la CoQ 10 marquée au 14 C chez le rat a montré la majeure partie de la radioactivité dans le foie deux heures après l'administration orale lorsque le pic de radioactivité plasmatique a été observé, mais la CoQ 9 (avec seulement 9 unités d'isoprényle) est la forme prédominante de la coenzyme Q dans les rats. Il semble que la CoQ 10 soit métabolisée dans tous les tissus, alors qu'une voie majeure pour son élimination est l' excrétion biliaire et fécale . Après l'arrêt de la supplémentation en CoQ 10 , les taux reviennent à la normale en quelques jours, quel que soit le type de formulation utilisée.

Pharmacocinétique

Certains rapports ont été publiés sur la pharmacocinétique de la CoQ 10 . Le pic plasmatique peut être observé 2 à 6 heures après l'administration orale, en fonction principalement de la conception de l'étude. Dans certaines études, un deuxième pic plasmatique a également été observé environ 24 heures après l'administration, probablement en raison à la fois du recyclage entérohépatique et de la redistribution du foie vers la circulation. Tomono et al . ont utilisé la CoQ10 cristalline marquée au deutérium pour étudier la pharmacocinétique chez l'homme et ont déterminé un demi-temps d'élimination de 33 heures.

Améliorer la biodisponibilité de la CoQ 10

L'importance de la façon dont les médicaments sont formulés pour la biodisponibilité est bien connue. Afin de trouver un principe pour augmenter la biodisponibilité de la CoQ 10 après administration orale, plusieurs nouvelles approches ont été prises ; différentes formulations et formes ont été développées et testées sur les animaux et les humains.

Réduction de la taille des particules

Les nanoparticules ont été explorées en tant que système d'administration pour divers médicaments, tels que l'amélioration de la biodisponibilité orale de médicaments présentant de mauvaises caractéristiques d'absorption. Cependant, cela n'a pas été couronné de succès avec CoQ 10 , bien que les rapports diffèrent largement. L'utilisation d'une suspension aqueuse de CoQ 10 en poudre fine dans de l'eau pure ne révèle également qu'un effet mineur.

Gélules molles avec CoQ 10 en suspension d'huile

Une approche réussie consiste à utiliser le système d' émulsion pour faciliter l'absorption à partir du tractus gastro-intestinal et pour améliorer la biodisponibilité. Emulsions d' huile de soja (microsphères lipidiques) pourraient être stabilisées de façon très efficace par la lécithine et ont été utilisés dans la préparation de gélule les gélules. Dans l'une des premières tentatives de ce type, Ozawa et al. réalisé une étude pharmacocinétique sur des beagles dans laquelle l'émulsion de CoQ 10 dans l'huile de soja a été étudiée; environ deux fois le niveau plasmatique de CoQ 10 que celui de la préparation de comprimé témoin a été déterminé pendant l'administration d'une microsphère lipidique. Bien qu'une amélioration presque négligeable de la biodisponibilité ait été observée par Kommuru et al. avec des capsules molles à base d'huile dans une étude ultérieure sur des chiens, la biodisponibilité significativement accrue de la CoQ 10 a été confirmée pour plusieurs formulations à base d'huile dans la plupart des autres études.

Nouvelles formes de CoQ 10 avec une solubilité accrue dans l'eau

Faciliter l'absorption du médicament en augmentant sa solubilité dans l'eau est une stratégie pharmaceutique courante et s'est également avérée efficace pour la CoQ 10 . Diverses approches ont été développées pour atteindre cet objectif, beaucoup d'entre elles produisant des résultats nettement meilleurs que les gélules molles à base d'huile malgré les nombreuses tentatives pour optimiser leur composition. Des exemples de telles approches sont l'utilisation de la dispersion aqueuse de CoQ 10 solide avec le polymère tyloxapol , des formulations à base de divers agents solubilisants, tels que la lécithine hydrogénée , et la complexation avec des cyclodextrines ; parmi ces derniers, le complexe avec la β-cyclodextrine s'est avéré avoir une biodisponibilité fortement augmentée et est également utilisé dans les industries pharmaceutiques et alimentaires pour la fortification en CoQ 10 .

Histoire

En 1950, GN Festenstein a été le premier à isoler une petite quantité de CoQ 10 de la paroi intestinale d'un cheval à Liverpool , en Angleterre. Dans des études ultérieures, le composé a été brièvement appelé substance SA , il a été considéré comme de la quinone et il a été noté qu'il pouvait être trouvé dans de nombreux tissus d'un certain nombre d'animaux.

En 1957, Frederick L. Crane et ses collègues de l' Institut des enzymes de l' Université du Wisconsin-Madison ont isolé le même composé des membranes mitochondriales du cœur de bœuf et ont noté qu'il transportait des électrons dans les mitochondries. Ils l'ont appelé Q-275 en abrégé car c'était une quinone . Bientôt, ils ont noté que Q-275 et la substance SA étudiée en Angleterre peuvent être le même composé. Cela a été confirmé plus tard cette année-là et Q-275/substance SA a été renommé ubiquinone car il s'agissait d'une quinone omniprésente qui pouvait être trouvée dans tous les tissus animaux.

En 1958, sa structure chimique complète a été rapportée par DE Wolf et ses collègues travaillant sous Karl Folkers chez Merck à Rahway . Plus tard cette année-là, DE Green et ses collègues appartenant au groupe de recherche du Wisconsin ont suggéré que l'ubiquinone devrait être appelée mitoquinone ou coenzyme Q en raison de sa participation à la chaîne de transport d'électrons mitochondriale .

En 1966, A. Mellors et AL Tappel de l' Université de Californie ont été les premiers à montrer que la CoQ 6 réduite était un antioxydant efficace dans les cellules.

Dans les années 1960, Peter D. Mitchell a approfondi la compréhension de la fonction mitochondriale via sa théorie du gradient électrochimique , qui implique la CoQ 10 , et à la fin des années 1970, les études de Lars Ernster ont élargi l'importance de la CoQ 10 en tant qu'antioxydant. Les années 1980 ont vu une forte augmentation du nombre d'essais cliniques impliquant la CoQ 10 .

Concentrations alimentaires

Des revues détaillées sur l'apparition de la CoQ 10 et l'apport alimentaire ont été publiées en 2010. Outre la synthèse endogène au sein des organismes, la CoQ 10 est également fournie à l'organisme par divers aliments. Malgré le grand intérêt de la communauté scientifique pour ce composé, cependant, un nombre très limité d'études ont été réalisées pour déterminer le contenu de CoQ 10 dans les composants alimentaires. Les premiers rapports sur cet aspect ont été publiés en 1959, mais la sensibilité et la sélectivité des méthodes analytiques de l'époque ne permettaient pas des analyses fiables, notamment pour les produits à faibles concentrations. Depuis, les développements de la chimie analytique ont permis une détermination plus fiable des concentrations de CoQ 10 dans divers aliments :

CoQ 10 niveaux dans les aliments sélectionnés
Nourriture Concentration de CoQ 10 (mg/kg)
Du bœuf cœur 113
le foie 39-50
muscle 26-40
Porc cœur 12–128
le foie 23–54
muscle 14–45
Poulet Sein 8-17
la cuisse 24–25
aile 11
Poisson sardine 5–64
maquereau :
chair rouge 43-67
chair blanche 11-16
Saumon 4–8
Thon 5
Huiles soja 54-280
olive 4-160
Pépin de raisin 64–73
tournesol 4-15
canola 64–73
Des noisettes cacahuète 27
noyer 19
graine de sésame 18–23
pistache 20
Noisette 17
amande 5–14
Des légumes persil 8–26
brocoli 6–9
choufleur 2–7
épinard jusqu'à 10
chou chinois 2–5
Fruit avocat dix
cassis 3
raisin 6–7
fraise 1
Orange 1-2
pamplemousse 1
Pomme 1
banane 1

La viande et le poisson sont les sources les plus riches de CoQ 10 alimentaire ; des niveaux supérieurs à 50 mg/kg peuvent être trouvés dans le cœur et le foie de bœuf , de porc et de poulet . Les produits laitiers sont des sources beaucoup plus pauvres de CoQ 10 que les tissus animaux. Les huiles végétales sont également assez riches en CoQ 10 . Au sein des légumes, le persil et la périlla sont les sources de CoQ 10 les plus riches , mais des différences significatives dans leurs niveaux de CoQ 10 peuvent être trouvées dans la littérature. Le brocoli , les raisins et le chou - fleur sont des sources modestes de CoQ 10 . La plupart des fruits et des baies représentent une source pauvre à très pauvre de CoQ 10 , à l'exception des avocats , qui ont une teneur en CoQ 10 relativement élevée .

Admission

Dans le monde développé, l'apport quotidien estimé de CoQ 10 a été déterminé à 3-6 mg par jour, provenant principalement de la viande.

Effet de la chaleur et du traitement

La cuisson par friture réduit la teneur en CoQ 10 de 14 à 32 %.

Voir également

  • Idebenone - analogue synthétique avec des propriétés génératrices d'oxydant réduites
  • Mésylate de mitoquinone - analogue synthétique avec une perméabilité mitochondriale améliorée

Les références

Liens externes