Coenzima Q10: una molécula pleiotrópica única

Introducción

La coenzima Q-10 (CoQ-10) es en realidad una familia de moléculas que fue aislada en 1957. Se la puede encontrar en forma reducida, la ubiquinona u oxidada, llamada ubiquinol. Ambas son formas intercambiables . Del total, el 95% se encuentra como ubiquinol . La "Q" y el numero "10" se refieren al grupo químico quinona y las subunidades 10 isoprenilo, respectivamente.

Su estructura química se determinó en 1958 . Se produce endógenamente a partir de la combinación del ácido 4-hidroxibenzoico, producido a partir de L-tirosina, con el pirofosfato de poliprenilo, producido a partir de farnesil pirofosfato de la vía del mevalonato(FPP) .

Es un componente del metabolismo energético celular, concretamente, interviene en la cadena de transporte de electrones mitocondrial. Aproximadamente el 14,5% se encuentra en el citosol en distintas organelas como lisosomas, aparato de Golgi, peroxisomas o libre. El 41% se encuentra en las mitocondrias, principalmente en la membrana mitocondrial interna y 37,5% en el núcleo de la célula . Sus niveles en el organismo de un adulto se aproximan a los 2 gr.

Desempeña diversas funciones de gran importancia como las relacionadas con la capacidad redox, transporte de electrones, es un cofactor obligatorio de las proteínas desacoplantes, modulador del poro de transición para la producción de ATP. participa en la beta-oxidación de ácidos grasos, en la síntesis de nucleótidos, regula la apoptosis y es un potente antioxidante .

La coenzima CoQ 10 está presente en la mayoría de los tejidos. Sin embargo, los que poseen mayor actividad metabólica como el corazón, cerebro, riñones, hígado, músculo esquelético, posee los niveles mas elevados de CoQ10 y son típicamente donde se ven la mayoría de los beneficios de la suplementación.

Los niveles tisulares de este compuesto disminuyen con la edad, debido al aumento de las necesidades, disminución de la producción, o la ingesta insuficiente de los precursores químicos necesarios para la síntesis . Las estatinas disminuyen su síntesis debido a la inhibición de la enzima 3-hidroxi-3-metilglutaril-coenzima A (HMG-CoA) que reduce los niveles de la piscina y las tasas de síntesis de CoQ10 . En los seres humanos, los niveles normales sanguíneos de coenzima Q 10 varian entre 0,30 a 3,84 g / ml .

En los alimentos se encuentra principalmente en las carnes, los mariscos, los aceites, los frutos secos y las legumbres.

La CoQ10 es utilizada como suplemento dietario para el tratamiento de patologías mitocondriales hereditarias o adquiridas, en cuadros de inmunodepresión genéticos o adquiridos como VIH/SIDA, en enfermedades neurológicas, cardiovasculares, metabólicas, cáncer, infertilidad masculina, fatiga crónica y fibromialgia, entre otras. A su vez se emplea para mejorar el rendimiento en el ejercicio y para disminuir los efectos dal proceso de envejecimiento.

Beneficios saludables

Efectos antioxidantes

Es el único antioxidante soluble en lípidos sintetizados de forma endógena. En su forma reducida (ubiquinol) puede secuestrar radicales libres a través de la conversión a su forma oxidada (ubiquinona) y así inhibir la oxidación de proteínas, ADN, la peroxidación lipídica de la membrana celular y los de lipoproteínas presentes en la circulación. La capacidad de la CoQ10 para prevenir la peroxidación proviene de la inhibición de los radicales peroxilo lipídicos y la restauración de la vitamina E (α-tocoferol) desde su estado radical a su estado antioxidante . Es posible que además la estimule la actividad de Nrf2, proteína nuclear que regula la respuesta antioxidante e induce la actividad de las enzimas antioxidantes, proporcionando un efecto antioxidante indirecto

Salud dermatológica

La piel envejecida posee una función mitocondrial anormal. La disminución de CoQ10 se correlaciona con menor potencial de membrana mitocondrial y un cambio de la lipólisis hacia la glucólisis para sostener el metabolismo energético . La CoQ10 retrasa el envejecimiento que induce el estrés oxidativo. In vitro ha mostrado aumentar la elastina, preservar el colágeno generando el rejuvenecimiento de las arrugas cutáneas. . Se asocia con tasas de cicatrización de heridas acelerados por supresión de la mieloperoxidasa y niveles más altos de polímero similar al colágeno (CLP) . Bloquea la enzima que erosiona la matriz, MMP-1.

Efectos sobre el ejercicio

Durante el ejercicio aumenta el consumo de oxígeno y aumenta la producción de radicales libres. La concentración muscular de CoQ10 correlaciona positivamente con la capacidad oxidativa muscular y parece estar correlacionada con el rendimiento de ejercicio aeróbico . Facilita la función mitocondrial en el músculo esquelético y participa en las reacciones redox.

Es capaz, además, de aumentar los niveles PGC1α, estimular la actividad PPAR y generar un aumento en los niveles de enzimas antioxidantes (γGCS, GSR, GST, Nrf2) . La PGC1α es un factor de la biogénesis mitocondrial . Su sobreexpresión en mamíferos reduce las tasas de fatiga muscular . Puede disminuir durante el envejecimiento y es activado por el ejercicio. Debido a estos efectos puede atenuar la disfunción muscular relacionada con la edad . En algunas especies, se ha observado que las fibras musculares con una capacidad oxidativa superior tienen una concentración relativamente más alta de CoQ10 .

La suplementación con CoQ10 podría aumentar la producción de energía en atletas adultos mayores en tratamiento con estatinas Además puede mejorar rendimiento en un ejercicio prolongado, por efecto de fatiga . Esto sería dosis dependiente. Y se relacionaría con un soporte estructural a las células del músculo esquelético a través de la estabilización de la membrana, mediante la prevención del aumento de creatina quinasa y GOT, biomarcadores de daño muscular. Esto reduce la liberación de subproductos del metabolismo muscular que contribuyen a la fatiga . También puede aumentar la oxidación de grasas inducida por el ejercicio .

Sistema nervioso

CoQ10, como ubiquinol, se encuentra en todas las regiones del cerebro. Las concentraciones más altas se observan en la corteza cerebral, seguida por el hipocampo y el cuerpo estriado y luego, en cantidades progresivamente menores, en el cerebro medio-diencéfalo, el cerebelo y tronco cerebral.

En animales que recibieron la suplementación con CoQ10 durante un período prolongado se observó un aumento en las concentraciones de esta sustancia a nivel cerebral. Algunos estudios señalan que dosis altas de CoQ10 en animales han sido asociadas con un empeoramiento del perfil cognitivo . Otros, en contraste sugieren que la CoQ mejora el aprendizaje espacial y atenúa el daño oxidativo cuando se administra en dosis relativamente altas. Así, en los individuos con síntomas asociados con la edad de deterioro cognitivo, la ingesta alta de CoQ puede ser beneficioso .En la enfermedad de Parkinson la CoQ10 podría restaurar la respiración mitocondrial, reducir el estrés oxidativo e inducir efectos neuroprotectores sobre células dopaminérgicas. .

Las concentraciones de CoQ10 en el suero parecen estar reducidas en las personas con depresión resistente al tratamiento . Un estudio mostró que la inyección de CoQ10 en ratas con depresión inducida por estrés crónico fue capaz de ejercer efectos antidepresivos. Se estima que está relacionado con las reducciones de corticosterona sérica y la reducción del estrés oxidativo del hipocampo . La CoQ10 ha demostrado cierta eficacia en reducción de los síntomas .

Seria útil en algunos subtipos de migraña. Estudios recientes han sugerido que al menos algunos subtipos de migraña pueden estar relacionados con un defecto mitocondrial y producción excesiva de radicales libres con disminución de disponibilidad de energía en las neuronas y los astrocitos. Los marcadores de estos eventos son la baja actividad de la superóxido dismutasa, la activación de citocromo-c oxidasa y óxido nítrico, altos niveles de lactato y piruvato, y bajas relaciones de fosfato inorgánico y fosfocreatina-N-acetil aspartato-colina .

Los pacientes con síndrome de Prader-Willi no parecen tener niveles reducidos de CoQ10 en el suero. A pesar de esto, el suplemento con CoQ10 en niños con esta patología genética resultó eficaz como la hormona de crecimiento para estimular el desarrollo de las capacidades cognitivas.

Salud cardiovascular

El tejido cardíaco es el órgano que posee la mayor concentración de CoQ10, aproximadamente 132nmol / g . En los cambios patológicos del tejido cardiaco los niveles de CoQ10 parecen disminuir progresivamente . La suplementación con CoQ10 tiene un efecto cardioprotector y puede resultar beneficioso en pacientes que sufrieron un evento coronario . El déficit de CoQ10 es un factor de riesgo independiente para la progresión de la enfermedad coronaria . Su administración en infarto agudo de miocardio se asocia con una mejor función ventricular izquierda, reducción de la angina de pecho y de arritmias, así como la reducción de incidentes cardiacos . A su vez tiene la capacidad para reducir la remodelación del miocardio después de una lesión en ratas . Este compuesto puede reducir el daño al tejido cardiaco inducido por las antraciclinas, grupo de compuestos quimioterapicos entre los que se encuentran la doxorrubicina y la daunorrubicina . Todos los mecanismos nombrados serían la base de la mejora de la función endotelial, del flujo sanguíneo observado en los diabéticos tipo II con o sin el tratamiento con estatinas, paciente con cardiopatía isquémica, y en personas obesas sanas .

La CoQ10 puede reducir la presión arterial secundaria a efectos antioxidantes mediado por el aumento de la actividad de la superóxido dismutasa extracelular (SOD) . Esta enzima altamente localizada al endotelio y reducida en las personas con enfermedad de arterial coronaria tiene la capacidad de preservar la actividad de óxido nítrico, compuesto vasodilatador e hipotensor .

Efectos metabólicos

La CoQ10 puede aumentar los niveles de HDL-C, potenciando el efecto de las estatinas. Además protege a las lipoproteinas de la oxidación y puede reducir la velocidad de oxidación de las LDL, reduciendo las lesiones endoteliales. El mecanismo parece estar relacionado con la preservación de la función de óxido nítrico (ON) o alteraciones en la señalización JAK / STAT que inhiben el aumento de activación de NF-kB. Este último suele activarse tras el aumento de especies reactivas de oxígeno que se produce cuando oLDL actúa sobre las células endoteliales . Debido a esto, se piensa que la CoQ10 seria un biomarcador para estrés oxidativo endotelial y arterosclerosis .

La suplementación con CoQ10 como ubiquinol podría aumentar la liberación de insulina inducida por la comida . Además podría reducir las concentraciones de HbA1c . Al menos en los estudios en animales, la suplementación con CoQ10 reduce la progresión patológica o aparición de la enfermedad renal diabética, complicaciones vasculares y la neuropatía .

Trastornos mitocondriales

La administración de suplementos de coenzima Q10 representa un tratamiento para algunos trastornos mitocondriales raros y graves. También para otros trastornos metabólicos en el organismo no es capaz de producir suficiente CoQ10 .

En la fibromialgia habría bajos niveles de CoQ10 en células inmunes y en células de la piel aunque los niveles séricos están incrementados. . La concentración reducida de CoQ10 se asocia con niveles de oxidación más altos, que se cree que desempeñan un papel en la etiopatogenia de esta patología . Una serie de estudios de casos han descripto la mejoría sintomática con suplementación de CoQ10. Además, sería útil como suplemento en el síndrome de fatiga crónica.

Sexualidad masculina

La CoQ10 es un antioxidante natural que se encuentra en el líquido seminal . Suplementos con CoQ10 en hombres infértiles aumentan los niveles de CoQ10 seminales . Debido a este efecto previene la fragmentación del ADN y mejora la disponibilidad energética para optimizar la motilidad del espermatozoide . En la astenozoospermia se observan alteraciones en el contenido seminal de CoQ10 . De hecho, los niveles de CoQ10 en el semen correlacionan con el recuento de espermatozoides, la motilidad y la capacidad antioxidante total y podría mejorar la fertilidad . .

Además podría atenuar la progresión de la enfermedad de Peyronie especialmente en parámetros como la capacidad eréctil, el dolor, cambios en la curvatura del pene .

Absorción y excreción

Después de la ingestión oral, la CoQ10 pasa el estómago relativamente poco afectada. Similar a otros nutrientes lipófilos, es absorbida en el sistema linfático junto con la grasa contenida en los quilomicrones. Antes o durante su inclusión en los quilomicrones, la CoQ10 es reducida a ubiquinol, su sustrato anti-oxidante.

Dosis

Se requieren 500 mg de CoQ10 por día (combinación de la síntesis endógena y la ingesta alimentaria) . Los suplementos de CoQ10 pueden ser tanto en la forma oxidada (ubiquinona) o en la forma reducida (ubiquinol), pues ambos parecen aumentar en forma similar los niveles circulantes de CoQ10 en el cuerpo.

La ingesta dietética promedio es de alrededor de solo 3-6 mg por día (datos europeos y asiáticos) . La ingesta diaria sugerida oscila entre 30-100 mg en personas sanas, pero debiera ser aumentada a 60-1200 mg en algunas condiciones médicas tales como el uso de estatinas . Mediante la suplementación de 90-120 mg/día es posible aumentar las concentraciones séricas de 50-150%. La dosis estándar para CoQ10 es generalmente 90 - 200 mg una vez al día junto con los alimentos para mejorar su absorción. Dividiendo la dosis diaria se pueden reducir los efectos secundarios.

Contraindicaciones:

Diabetes mellitus y/o en forma concomitante con hipoglucemiantes orales.

Uso concomitante de inhibidores de HMG-CoA reductasa .

Efectos adversos

No se han reportado efectos adversos severos asociados al uso de coenzima Q 10. Los efectos reportados incluyen: insomnio, elevación de enzimas hepáticas con uso crónico en dosis altas de 300 mg / día, erupciones, náuseas y epigastralgias .

Advertencias y precauciones

y lactancia: no se han documentado trastornos a las dosis diarias recomendadas, durante el embarazo y la lactancia. Sin embargo, no se recomienda su consumo ya que los estudios realizados hasta la fecha no aseguran inocuidad sobre el feto y el infante.

Tabaco: fumar disminuye la reserva de coenzima Q-10 .

Cirugía: la coenzima Q-10 podría interferir con el control de la presión arterial durante y después de una cirugía. Por eso se recomienda evitarla 2 semanas antes de un procedimiento quirúrgico .

Cáncer: la CoQ10 podría reducir la efectividad de ciertos medicamentos quimioterapéuticos. Las personas sometidas a quimioterapia con ciertas drogas deberían usar con precaución coenzima Q-10 .

Fármacos antihipertensivos: la coenzima Q-10 podría aumentar los efectos de los medicamentos para bajar la presión arterial .

Fármacos hipoglucemiantes: los hipoglucemiantes, gliburida y los niveles de coenzima Q 10 y reducen sus efectos. Por otro lado, la coenzima Q-10 podría disminuir la glucemia .

Warfarina (Coumadin): se asoció la CoQ10 a mayor riesgo de sangrado . El mecanismo implica un efecto activador del metabolismo de warfarina además de un moderado incremento en el aclaramiento total de enantiómeros de warfarina. Por eso es aconsejable que usando dosis superiores a los 100 mg de CoQ10, se ajuste la dosis de warfarina o acenocumarol.

Teofilina: la CoQ10 puede aumentar su concentración y su vida media .

Estatinas: su uso a largo plazo reduce los niveles de CoQ10 por inhibición de la enzima HMG-CoA reductasa que interviene en el proceso de síntesis . Esta disminución de CoQ10 es un predictor independiente de riesgo cardiovascular . Además es un posible causante de la miopatía relacionada con estatinas

La combinación de CoQ10 y estatinas parece funcionar de forma aditiva en el aumento de HDL-C .

Pomelo: inhibe al transportador de la glicoproteína P que regula el flujo de salida de CoQ10 de las células intestinales y así mejora la biodisponibilidad de esta sustancia .

Ácidos grasos omega 3: pueden disminuir los niveles de coenzima Q-10 y reducir su efecto.

Betacaroteno: la coenzima Q-10 puede aumentar los niveles de betacaroteno en la sangre, mejorar los efectos.

Levadura roja: podría reducir los niveles de coenzima Q-10 y disminuir su efecto.

Conclusiones

La CoQ10 es un componente vital del metabolismo energético celular con potente efecto antioxidante. Por ese motivo posee múltiples efectos sobre la salud. Es fundamentalmente útil en patologías mitocondriales como la fibromialgia, el infarto de miocardio, insuficiencia cardiaca y enfermedades cognitivas más allá de sus efectos positivos sobre el rendimiento deportivo. Además, la combinación de antioxidantes como la coQ10 con tratamientos tópicos mejoran los efectos anti-aging de piel.