La pirrolochinolina chinone (PQQ) è stata "scoperta" e studiata in modo più dettagliato solo pochi anni fa. Il PQQ ha mostrato due proprietà di grande interesse che distinguono questa sostanza dalle altre sostanze vitali:

1. la sua forza antiossidante, ma v.a.
2. la sua capacità unica di biogenesi mitocondriale (= formazione di nuovi mitocondri)

A) Il PQQ come potente antiossidante

In generale, diversi processi metabolici producono radicali liberi, le cosiddette "specie reattive dell'ossigeno" (ROS) e "specie reattive dell'azoto" (RNS). A basse concentrazioni ("normali"), questi modulano vari processi fisiologici. I problemi sorgono solo quando la produzione di ROS o RNS è troppo elevata e/o le funzioni di detossificazione antiossidante sono troppo basse.

Le cause di un'aumentata produzione di radicali liberi possono includere: elevata esposizione a tossine ambientali e metalli pesanti, assunzione di farmaci, infiammazione cronica e stress cronico, ecc. Un carico eccessivamente elevato di radicali liberi rappresenta un rischio particolarmente alto di danni al DNA mitocondriale (mtDNA). Il mtDNA circolare è contenuto nella matrice mitocondriale ed è altamente suscettibile agli agenti dannosi. A differenza del DNA presente nel nucleo di ogni cellula umana, il DNA mitocondriale possiede pochi meccanismi di protezione e riparazione. I mitocondri sono quindi meno protetti e, inoltre, esposti a una sollecitazione molto maggiore rispetto al resto delle strutture cellulari, poiché i radicali liberi vengono costantemente generati durante la produzione di energia mitocondriale.

Inoltre, l'aumento dei radicali inibisce l'attività enzimatica (specialmente nel caso di quelli
(della catena respiratoria) e aumenta la permeabilità della membrana mitocondriale interna. L'aumentata permeabilità della membrana interna, a sua volta, favorisce il rilascio del citocromo c nel citosol, una sostanza citotossica che in definitiva causa la morte cellulare (apoptosi). Di conseguenza, il mitocondrio o la cellula non sono più disponibili per la produzione di ATP. Questa perdita di energia porta a numerosi sintomi, spesso accompagnati da spossatezza fisica, letargia e mancanza di motivazione.

Figura: Struttura dei mitocondri

Il PQQ si trova direttamente nei mitocondri e può quindi neutralizzare i radicali liberi direttamente alla loro fonte. La struttura molecolare molto stabile del PQQ spiega le sue elevate prestazioni in termini di capacità antiossidante all'interno della catena di trasporto degli elettroni della catena respiratoria. Si è dimostrato particolarmente efficace nel neutralizzare i radicali superossido e idrossile. Secondo le ultime scoperte, il PQQ è fino a 5000 volte più efficiente, ad esempio, della vitamina C. Questo perché il PQQ è in grado di mantenere un ciclo redox praticamente continuo (d.h. la capacità di eseguire ripetute reazioni di ossidazione e riduzione): il PQQ, ad esempio, può effettuare 20.000 conversioni (ossidazioni e riduzioni), mentre la vitamina C ne effettua solo 4.

B) PQQ e biogenesi mitocondriale

I mitocondri sono le centrali energetiche di tutti gli organismi viventi. Sono organelli cellulari di dimensioni comprese tra 1 e 5 µm, presenti in densità variabile in quasi tutte le cellule del corpo, a seconda del fabbisogno energetico. Mentre le singole cellule del cuore, del fegato e del cervello contengono tra 2.000 e 10.000 mitocondri, gli eritrociti sono le uniche cellule a non averne.

L'energia viene prodotta nei mitocondri attraverso le cosiddette "catene respiratorie", ciascuna composta da quattro grandi complessi proteici (I-IV) e da un altro complesso (V), l'ATP sintasi.Utilizzando elettroni e protoni provenienti dal ciclo dell'acido citrico a monte, l'ATP sintasi genera ADP trasformandolo in ATP, consumando ossigeno nel processo. L'ATP (adenosina trifosfato) funge da trasportatore di energia nelle cellule ed è essenziale per tutti i processi vitali dell'organismo.

Se questo sistema non funziona correttamente, il corpo non è più in grado di generare energia sufficiente, con conseguente calo delle prestazioni. In media, un adulto sano converte l'ADP in ATP circa 3.000 volte al giorno. In chilogrammi, ciò corrisponde a circa 70 kg, più o meno lo stesso peso corporeo!

I mitocondri hanno un proprio patrimonio genetico. Sfortunatamente, non possiedono gli stessi sistemi di riparazione del DNA cellulare. Pertanto, i danni al DNA mitocondriale non possono essere riparati allo stesso modo. Inoltre, il DNA mitocondriale è più suscettibile ai radicali liberi, che vengono prodotti direttamente durante la respirazione cellulare. Logicamente, un corpo umano con un'alta percentuale di mitocondri danneggiati non funzionerà correttamente. Una scarsa funzionalità cellulare si traduce in una scarsa funzionalità degli organi, e questo porta a una salute generale precaria, potenzialmente con conseguenti gravi patologie. Questo potrebbe essere considerato un processo naturale, dato che una persona di 90 anni ha solo circa il 20% di mitocondri funzionali. Prestazioni ridotte e malattie sono le inevitabili conseguenze. Ma non è solo la riduzione del numero di mitocondri a causare problemi con l'età. I ​​mitocondri difettosi non vengono semplicemente "spenti"; piuttosto, a causa di catene respiratorie "difettose", non producono energia ma generano una quantità significativa di stress ossidativo. I radicali liberi risultanti, a loro volta, hanno un impatto negativo sui mitocondri "sani" rimanenti (vedi...). https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20552048/ )

PQQ ora ha il capacità unica di stimolare la formazione di nuovi mitocondri nelle cellule invecchiate. Prima della scoperta del PQQ, si conoscevano solo due fattori in grado di stimolare la formazione di nuovi mitocondri:

• Allenamento intensivo di resistenza aerobica
• Riduzione dell'apporto calorico o utilizzo di sostanze che mimano la restrizione calorica, come il resveratrolo.

La pirrolochinolina chinone (PQQ) promuove la funzione e la formazione dei mitocondri attivando geni specifici (espressione genica) che garantiscono lo sviluppo, la rigenerazione e la protezione mitocondriale. Vengono attivati ​​anche importanti meccanismi di riparazione mitocondriale. La PQQ non solo genera nuovi mitocondri, ma questi risultano anche più grandi e con una massa maggiore.

Il PQQ aumenta l'espressione di PGC-1α (coattivatore del recettore gamma attivato dai proliferatori dei perossisomi-1 alfa), uno dei fattori più importanti per l'attivazione dei geni che stimolano la crescita mitocondriale (vedi [riferimento]). https://www.jbc.org/article/S0021-9258(20)66100-2/testo completo ). Inoltre, PGC-1α è coinvolto nella regolazione dell'espressione di numerosi enzimi che detossificano le ROS (u.a. SOD2 e GPX1 sono significativamente coinvolte nella neutralizzazione dei radicali liberi (ROS).

Possibile utilizzo terapeutico del PQQ

Dal o.g. Il potenziale utilizzo terapeutico del PQQ deriva dalle sue proprietà:

Neuroprotezione

• Il PQQ ha effetti neuroprotettivi e un'influenza positiva sulle funzioni mnemoniche. Ad esempio, è stato dimostrato che migliora il flusso sanguigno cerebrale e l'utilizzo di ossigeno nella corteccia prefrontale, l'area responsabile del pensiero attivo (vedi 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)
• Il PQQ stimola il “fattore di crescita nervoso”

• Il PQQ è un potente antiossidante ("spazzino dei radicali liberi"), il che potrebbe essere uno dei motivi della protezione contro l'ictus offerta dal PQQ.

• Il PQQ protegge dai processi ossidativi nel cervello e quindi potenzialmente anche dal morbo di Parkinson.
• Il PQQ ha un effetto neuroprotettivo contro l'ipossia (carenza di ossigeno) e l'ischemia indotte dalla 6-idrossidopamina.
• Il PQQ può ridurre le dimensioni delle aree cerebrali danneggiate in seguito a un ictus.
• Il PQQ contrasta la formazione di fibrille amiloidi, che sono i principali fattori nello sviluppo della malattia di Alzheimer.
• Il PQQ può proteggere dagli effetti dannosi del mercurio sul cervello.
• Il PQQ protegge i neuroni dell'ippocampo (il centro delle emozioni) dagli effetti dannosi del glutammato. Si è riscontrato un minor numero di neuroni danneggiati. Il PQQ attiva i "geni antiossidanti".

Fonti:

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

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

Approfondimento: La combinazione di PQQ con il coenzima Q10 è benefica per la funzione cerebrale nelle persone di età superiore ai 50 anni.

Risultati ancora migliori in termini di miglioramento della funzione cerebrale sono stati osservati quando il PQQ è stato combinato con il coenzima Q10. Questo effetto sinergico è stato ulteriormente dimostrato in uno studio clinico, controllato con placebo e in doppio cieco, condotto su esseri umani in Giappone nel 2009. In questo studio condotto su 71 persone di età compresa tra i 40 e i 70 anni, l'integrazione con 20 mg di PQQ al giorno ha portato a miglioramenti nei test delle funzioni cognitive superiori rispetto al gruppo placebo. Tuttavia, i risultati sono stati ancora più significativi nel gruppo che ha ricevuto 20 mg di PQQ insieme a 300 mg di coenzima Q10.

Sembra quindi che le persone di età superiore ai 50 anni dovrebbero idealmente assumere PQQ insieme al CoQ10. Tuttavia, per la maggior parte delle persone di età inferiore ai 50 anni, non è necessario assumere CoQ10, poiché i loro corpi i.d.R. Il nostro organismo è in grado di produrne quantità sufficienti autonomamente (il nostro corpo può produrre CoQ10, ma non PQQ), a meno che non assumiamo farmaci come le statine, che riducono il colesterolo e ne compromettono la produzione.

Fonte: Itoh Y, Hine K, Miura H, et al. Effetto dell'integratore antiossidante pirrolochinolina chinone sale disodico (BioPQQ™) sulle funzioni cognitive. Adv Exp Med Biol 2016;876:319-325.

Infarto e protezione delle cellule cardiache

In linea con i risultati ottenuti nell'infarto cerebrale, il PQQ (finora sono disponibili solo dati provenienti da studi su animali; sono in corso studi clinici sull'uomo) causa meno danni se somministrato immediatamente prima, durante e dopo un attacco cardiaco. Questo effetto sembra essere superiore a quello del metoprololo (un farmaco standard per la protezione dal danno da riperfusione durante e dopo un attacco cardiaco). Fonte: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16891289/

Il PQQ è stato anche in grado di proteggere le cellule cardiache degli animali dallo stress ossidativo e dalla disfunzione mitocondriale. L'aumentata formazione di radicali liberi innescata dal perossido di idrogeno (H2O2) è stata ridotta nelle cellule del muscolo cardiaco dal PQQ. Fonte: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0006291X07017123

Migliorare la sensibilità all'insulina nel diabete di tipo 2

Il PQQ può migliorare la sensibilità all'insulina nelle persone con diabete. La ridotta sensibilità all'insulina nei diabetici determina livelli di glicemia più elevati nonostante la stessa secrezione di insulina da parte delle cellule delle isole pancreatiche. Migliorare la sensibilità all'insulina permette all'insulina di agire in modo più efficace.Fonte: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0006291X12020098

Protezione contro i danni da radiazioni

Il PQQ sembra proteggere dai raggi gamma radioattivi.
Fonti:
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/jobm.201100650
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22272111/

Riduzione dell'infiammazione cronica

In uno studio condotto su persone di età compresa tra i 21 e i 34 anni z.B. Nei soggetti che hanno assunto PQQ sono stati osservati aumenti significativi dell'attività antiossidante, degli effetti antinfiammatori e della produzione di energia, anche dopo una sola dose.

Fonte: Harris CB, Chowanadisai W, Mishchuk DO, et al. Indicatori di età della pirrolochinolina chinone (PQQ) nella dieta di infiammazione e metabolismo correlato ai mitocondri in soggetti umani. J Nutr Biochem. 2013 dic;24(12):2076-84.

Miglioramento dell'umore mentale

A diciassette volontari sani di mezza età e anziani sono stati somministrati 20 mg di PQQ o un placebo al giorno per otto settimane. Il PQQ ha dimostrato di migliorare significativamente tutti e sei i parametri del Profile of Mood States (POMS): vitalità, affaticamento, tensione ansiosa, depressione, rabbia-ostilità e confusione.

Fonte: Koikeda T, Nakano M, Masuda K. Il sale disodico della pirrolochinolina chinone migliora le funzioni cerebrali superiori. Med. Consult. New Remedies. 2011;48:519–527.

Migliorare la qualità del sonno

In uno studio condotto su soggetti di mezza età e anziani, sono stati riscontrati miglioramenti anche in termini di sonnolenza al risveglio, difficoltà ad addormentarsi e a mantenere il sonno, e durata del sonno.

Fonte: Nakano M, Yamamoto T, Okumura H, Tsuda A, Kowatari Y. Effetti dell'integrazione orale con pirrolochinolina chinone su stress, affaticamento e sonno. Funct Foods Health Dis 2012;2:307–324.

Abbassare il colesterolo LDL

Un'integrazione di 6 settimane con PQQ (~20 mg al giorno) ha portato a una diminuzione statisticamente significativa del colesterolo totale (riduzione da una media di 247 a 216 mg/dl) e del colesterolo LDL (riduzione da una media di 156 a 132 mg/dl) in soggetti con livelli basali di colesterolo LDL superiori a 140 mg/dl.

Fonte: Nakano M, Kawasaki Y, Suzuki N, Takara T. Effetti dell'assunzione di sale disodico di pirrolochinolina chinone sui livelli di colesterolo sierico di adulti giapponesi sani. J Nutr Sci Vitaminol. 2015;61(3):233-40.

PQQ nel settore alimentare

Il PQQ è stato riscontrato in tutti gli alimenti di origine vegetale analizzati fino ad oggi, sebbene in quantità molto ridotte. Tra gli alimenti ricchi di PQQ si annoverano kiwi, natto, prezzemolo, peperoni verdi, papaya e tofu. Tuttavia, 100 kg di kiwi contengono solo 2,7 mg di PQQ, mentre 100 kg di natto ne contengono 6,1 mg; il tè verde ne contiene circa 2-3 mcg per 118 ml (vedi 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).

L'assunzione raccomandata di 20 mg, ricavata dagli studi, è pertanto impossibile da raggiungere solo attraverso la dieta.

Poiché né gli esseri umani né i batteri che popolano l'intestino umano sono in grado di sintetizzare il PQQ, gli scienziati lo classificano come un micronutriente essenziale. È in corso una discussione sulla possibilità di classificare il PQQ come vitamina del gruppo B (vedi [riferimento]). https://www.nature.com/articles/422832a )

complesso mitocondriale

Oltre al PQQ, i seguenti micronutrienti possono migliorare e stabilizzare la funzione mitocondriale:

• PFQ: Aumento del numero di mitocondri tramite espressione genica (biogenesi), protezione dei mitocondri, ingrandimento dei mitocondri
• Coenzima Q10: Enzima importante della catena respiratoria
• NADH: Donatore di protoni per la catena respiratoria
• L-glutatione: Protezione antiossidante enzimatica dei mitocondri
• Acido alfa-lipoico: Protezione antiossidante enzimatica dei mitocondri
• Trans-resveratrolo: Biogenesi e protezione dei mitocondri
• Cordyceps sinensis: Aumenta i valori di SOD
• selenio: Un importante oligoelemento della glutatione perossidasi, che neutralizza i perossidi e il perossido di idrogeno.
• Fosfolipidi, in particolare fosfatidilserina: Importante per le doppie membrane, che contengono gli enzimi della catena respiratoria.
• Acetil-L-carnitina: Necessario per il trasporto degli acidi grassi liberi nei mitocondri
• Complesso antiossidante Protezione cellulare della catena respiratoria