Пиролохинолин хинонът (PQQ) беше „открит“ и проучен по-подробно едва преди няколко години. PQQ проявява две изключително интересни свойства, които отличават това вещество от други жизненоважни вещества:

1. антиоксидантната му сила, но v.a.
2. уникалната му способност за митохондриална биогенеза (= образуване на нови митохондрии)

A) PQQ като мощен антиоксидант

Обикновено, различни метаболитни процеси произвеждат свободни радикали, така наречените „реактивни кислородни видове“ (ROS) и „реактивни азотни видове“ (RNS). При ниски („нормални“) концентрации те модулират различни физиологични процеси. Проблеми възникват само когато производството на ROS или RNS е твърде високо и/или антиоксидантните детоксикационни функции са твърде ниски.

Причините за повишено производство на свободни радикали могат да включват: високо излагане на токсини от околната среда и тежки метали, употреба на лекарства, хронично възпаление и хроничен стрес и др. Прекомерно високото натоварване със свободни радикали представлява особено висок риск от увреждане на митохондриалната ДНК (мтДНК). Кръговата мтДНК се съдържа в митохондриалната матрица и е силно податлива на увреждащи агенти. За разлика от ДНК в ядрото на всяка човешка клетка, митохондриалната ДНК има малко защитни и възстановителни механизми. Следователно митохондриите са по-слабо защитени и освен това са изложени на много по-голямо натоварване от останалите клетъчни структури, тъй като свободните радикали се генерират постоянно по време на производството на митохондриална енергия.

Освен това, увеличаването на радикалите инхибира ензимната активност (особено в случая на тези
(на дихателната верига) и увеличава пропускливостта на вътрешната митохондриална мембрана. Повишената пропускливост на вътрешната мембрана, от своя страна, насърчава освобождаването на цитохром с в цитозола, цитотоксично вещество, което в крайна сметка причинява клетъчна смърт (апоптоза). В резултат на това митохондрията или клетката вече не е на разположение за производство на АТФ. Тази загуба на енергия води до множество симптоми, често съпроводени с физическо изтощение, летаргия и липса на мотивация.

Фиг.: Структура на митохондриите

PQQ се намира директно в митохондриите и следователно може да неутрализира свободните радикали директно при техния източник. Много стабилната молекулярна структура на PQQ обяснява високата му ефективност по отношение на антиоксидантния капацитет в електрон-транспортната верига на дихателната верига. Той е доказал своята особено ефективна ефективност при неутрализиране на супероксидни и хидроксилни радикали. Според последните открития, PQQ е до 5000 пъти по-ефективен от например витамин C. Това е така, защото PQQ е способен да поддържа практически непрекъснат редокс цикъл (d.h. способността за извършване на повтарящи се реакции на окисление и редукция): PQQ, например, може да извърши 20 000 преобразувания (окисления и редукции), докато витамин C успява само с 4.

Б) PQQ и митохондриална биогенеза

Митохондриите са двигателите на всички живи организми. Те са клетъчни органели с размер приблизително 1-5 µm, които се срещат в различна плътност в почти всяка клетка на тялото, в зависимост от енергийните нужди. Докато отделните клетки на сърцето, черния дроб и мозъка съдържат между 2000 и 10 000 митохондрии, еритроцитите са единствените клетки, които не съдържат такива.

Енергията се произвежда в митохондриите чрез така наречените „дихателни вериги“, всяка от които се състои от четири големи протеинови комплекса (I-IV) и друг комплекс (V) – АТФ синтазата. Използвайки електрони и протони от цикъла на лимонената киселина нагоре по веригата, АТФ синтазата генерира АДФ до АТФ, като в процеса консумира кислород.АТФ (аденозин трифосфат) действа като енергиен носител в клетките и е от съществено значение за функционирането на всички жизненоважни процеси в организма.

Ако тази система не работи правилно, тялото вече не може да генерира достатъчно енергия, което води до спад в работоспособността. Средно здрав възрастен човек преобразува АДФ в АТФ приблизително 3000 пъти на ден. В килограми това съответства на приблизително 70 кг – приблизително колкото е собственото му телесно тегло!

Митохондриите имат свой собствен генетичен състав. За съжаление, те нямат същите системи за възстановяване като нашата клетъчна ДНК. Следователно, увреждането на митохондриалната ДНК не може да бъде поправено по същия начин. Освен това, митохондриалната ДНК е по-податлива на свободните радикали, които се произвеждат директно по време на клетъчното дишане. Логично, човешко тяло с висок дял увредени митохондрии няма да функционира добре. Лошата клетъчна функция означава лоша функция на органите и това води до лошо цялостно здраве, което потенциално може да доведе до сериозни заболявания. Това може да се разглежда като естествен процес, тъй като 90-годишен човек има само около 20% функционални митохондрии. Намалената производителност и заболяванията са неизбежните последици. Но не само ниският брой митохондрии причинява проблеми с възрастта. Дефектните митохондрии не просто се „изключват“; по-скоро, поради „дефектни“ дихателни вериги, те не произвеждат енергия, а генерират значително количество оксидативен стрес. Получените свободни радикали, от своя страна, оказват негативно влияние върху останалите „здрави“ митохондрии (вижте...). https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20552048/ )

PQQ вече има уникална способност да стимулира образуването на нови митохондрии в стареещите клеткиПреди откриването на PQQ, само две влияния са били известни, че стимулират образуването на нови митохондрии:

• Обширни аеробни тренировки за издръжливост
• Намаляване на калориите или употреба на миметици за ограничаване на калориите, като ресвератрол

Пиролохинолин хинонът (PQQ) насърчава митохондриалната функция и образуване чрез активиране на специфични гени (генна експресия), които осигуряват развитието, регенерацията и защитата на митохондриите. Активират се и важни механизми за възстановяване на митохондриите. PQQ не само генерира нови митохондрии, но митохондриите са и по-големи и имат по-голяма маса.

PQQ усилва експресията на PGC-1α (Peroxisome Proliferator-Activated Receptor Gamma Coactivator-1Alpha), един от най-важните фактори за активиране на гени, които стимулират митохондриалния растеж (вижте [reference]). https://www.jbc.org/article/S0021-9258(20)66100-2/пълен текст )Освен това, PGC-1α регулира експресията на множество ROS-детоксикиращи ензими (u.aSOD2 и GPX1) участват значително в неутрализирането на свободните радикали (ROS).

Потенциално терапевтично приложение на PQQ

От o.gПотенциалното терапевтично приложение на PQQ произтича от неговите свойства:

Невропротекция

• PQQ има невропротективни ефекти и положително влияние върху функциите на паметта. Например, доказано е, че подобрява мозъчния кръвоток и усвояването на кислород в префронталния кортекс, областта, отговорна за активното мислене (вижте Nakano M, Murayama Y, Hu L, et al. Effects of Antioxidant Supplements on Cerebral Blood Flow and Oxygen Metabolism in the Prefrontal Cortex. Adv Exp Med Biol. 2016;923:215-222).
• PQQ стимулира „фактора на растежа на нервите“

• PQQ е мощен антиоксидант („уловител на свободни радикали“), което може да е една от причините за защитата срещу инсулт, осигурена от PQQ.

• PQQ предпазва от окислителни процеси в мозъка и по този начин потенциално и от болестта на Паркинсон.
• PQQ има невропротективен ефект срещу индуцирана от 6-хидроксидопамин хипоксия (кислороден дефицит) и исхемия.
• PQQ може да намали размера на увредените мозъчни области при инсулт.
• PQQ противодейства на образуването на амилоидни фибрили, които са основните фактори за развитието на болестта на Алцхаймер.
• PQQ може да предпази от вредните ефекти на живака в мозъка.
• PQQ защитава невроните в хипокампуса (центърът на емоциите) от вредните ефекти на глутамата. По-малко неврони са били увредени. PQQ активира „антиоксидантните гени“.

Източници:

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22843070/

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/12383230/

Екскурс: Комбинацията от PQQ с коензим Q10 е полезна за мозъчната функция при хора над 50 години.

Още по-добри резултати по отношение на подобрената мозъчна функция са наблюдавани, когато PQQ е комбиниран с коензим Q10. Този синергичен ефект е допълнително демонстриран в клинично, плацебо-контролирано, двойно-сляпо проучване при хора през 2009 г., проведено в Япония. В това проучване, обхващащо 71 души на възраст между 40 и 70 години, приемът на 20 mg PQQ на ден е довел до подобрения в тестовете за по-високи когнитивни функции в сравнение с плацебо групата. Резултатите обаче са били още по-впечатляващи в групата, която е приемала 20 mg PQQ заедно с 300 mg коензим Q10.

Следователно изглежда, че хората над 50 години в идеалния случай трябва да приемат PQQ заедно с CoQ10. Въпреки това, за повечето хора под 50 години не е необходимо да приемат CoQ10, тъй като телата им i.d.R... произвеждаме достатъчни количества сами (тялото ни може само да произвежда CoQ10 – но не и PQQ), освен ако не се приемат лекарства като статини за понижаване на холестерола, които нарушават производството на CoQ10.

Източник: Itoh Y, Hine K, Miura H и др. Ефект на антиоксидантната добавка динатриева сол на пиролохинолинхинон (BioPQQ™) върху когнитивните функции. Adv Exp Med Biol 2016;876:319-325.

Сърдечен удар и защита на сърдечните клетки

В съответствие с резултатите при мозъчен инфаркт, PQQ (досега са налични само данни от проучвания върху животни; клиничните изпитвания при хора са в процес на провеждане) причинява по-малко увреждане, когато се прилага директно преди, по време и след инфаркт. Този ефект изглежда е по-добър от този на метопролол (стандартно лекарство за предпазване от реперфузионно увреждане по време и след инфаркт). Източник: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16891289/

PQQ също така е бил в състояние да предпази сърдечните клетки на животните от оксидативен стрес и митохондриална дисфункция. Повишеното образуване на свободни радикали, предизвикано от водороден пероксид (H2O2), е било намалено в сърдечните мускулни клетки от PQQ. Източник: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0006291X07017123

Подобряване на инсулиновата чувствителност при диабет тип 2

PQQ може да подобри инсулиновата чувствителност при диабет. Намалената инсулинова чувствителност при хора с диабет води до по-високи нива на кръвната захар, въпреки същата инсулинова секреция от островните клетки на панкреаса. Подобряването на инсулиновата чувствителност позволява на инсулина да действа по-ефективно. Източник: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0006291X12020098

Защита от радиационно увреждане

PQQ изглежда предпазва от радиоактивни гама лъчи.
Източници:
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/jobm.201100650
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22272111/

Намаляване на хроничното възпаление

В проучване с хора на възраст между 21 и 34 години z.BЗначително повишаване на антиоксидантната активност, противовъзпалителните ефекти и производството на енергия са наблюдавани при тези, които са получили PQQ – дори само след една доза.

Източник: Harris CB, Chowanadisai W, Mishchuk DO и др. Хранителни пиролохинолин хинон (PQQ) - възрастови показатели за възпаление и метаболизъм, свързан с митохондриите, при хора. J Nutr Biochem. 2013 декември;24(12):2076-84.

Подобряване на психическото настроение

Седемнадесет здрави доброволци на средна и по-напреднала възраст са получавали 20 mg PQQ или плацебо дневно в продължение на осем седмици. Беше доказано, че PQQ значително подобрява всичките шест показателя на Профила на състоянията на настроението (POMS) – жизненост, умора, тревожно напрежение, депресия, гняв-враждебност и объркване.

Източник: Koikeda T, Nakano M, Masuda K. Динатриевата сол на пиролохинолин хинон подобрява висшите мозъчни функции. Med. Consult. New Remedies. 2011;48:519–527.

Подобряване на качеството на съня

В проучване, проведено с участници на средна и по-възрастна възраст, са установени подобрения и по отношение на сънливостта при събуждане, началото и поддържането на съня, както и продължителността на съня.

Източник: Nakano M, Yamamoto T, Okumura H, Tsuda A, Kowatari Y. Ефекти от перорални добавки с пиролохинолин хинон върху стреса, умората и съня. Funct Foods Health Dis 2012;2:307–324.

Понижаване на LDL холестерола

6-седмичен прием на добавки с PQQ (~20 mg на ден) доведе до статистически значимо намаление на общия холестерол (намаление от средно 247 на 216 mg/dl) и LDL холестерола (намаление от средно 156 на 132 mg/dl) при пациенти с изходни нива на LDL холестерол над 140 mg/dl.

Източник: Nakano M, Kawasaki Y, Suzuki N, Takara T. Ефекти от приема на динатриева сол на пиролохинолин хинон върху нивата на серумния холестерол при здрави японски възрастни. J Nutr Sci Vitaminol. 2015;61(3):233-40.

PQQ в храната

PQQ е открит във всички растителни храни, анализирани до момента, макар и в много малки количества. Храни, богати на PQQ, включват киви, нато, магданоз, зелени чушки, папая и тофу. 100 кг киви обаче съдържат само 2,7 мг PQQ, докато 100 кг нато съдържат 6,1 мг; зеленият чай съдържа приблизително 2–3 мкг на 118 мл (виж Kumazawa T, Sato K, Seno H, et al. Levels of pyrroloquinoline quinone in various foods. Biochem J 1995;307:331–333). https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1136652/pdf/biochemj00065-0028.pdf).

Препоръчителният прием от 20 mg, получен от проучвания, следователно е невъзможно да се постигне само чрез диета.

Тъй като нито хората, нито бактериите, които обитават човешките черва, имат способността да синтезират PQQ, учените класифицират PQQ като есенциален микронутриент. Съществува дискусия относно класифицирането на PQQ като витамин от група В (вижте [reference]). https://www.nature.com/articles/422832a )

Митохондриален комплекс

Следните микронутриенти, в допълнение към PQQ, могат да подобрят и стабилизират митохондриалната функция:

• PQQУвеличаване на броя на митохондриите чрез генна експресия (биогенеза), защита на митохондриите, уголемяване на митохондриите
• Коензим Q10Важен ензим от дихателната верига
• НАДНДонор на протони за дихателната верига
• L-глутатионЕнзимна антиоксидантна защита на митохондриите
• Алфа-липоева киселинаЕнзимна антиоксидантна защита на митохондриите
• Транс-ресвератролБиогенеза и защита на митохондриите
• Кордицепс синенсисУвеличава стойностите на SOD
• селенВажен микроелемент глутатион пероксидаза, който неутрализира пероксидите и водородния пероксид
• Фосфолипиди, особено фосфатидилсеринВажен за двойните мембрани, които съдържат ензимите на дихателната верига.
• Ацетил-L-карнитинНеобходим за транспорта на свободни мастни киселини в митохондриите
• Антиоксидантен комплекс Клетъчна защита на дихателната верига