Pyrrolochinolinechinon (PQQ) werd pas een paar jaar geleden "ontdekt" en nader bestudeerd. PQQ vertoonde twee zeer interessante eigenschappen die deze stof onderscheiden van andere vitale stoffen:

1. de antioxiderende werking ervan, maar v.a.
2. zijn unieke vermogen tot mitochondriale biogenese (= vorming van nieuwe mitochondriën)

A) PQQ als krachtige antioxidant

Over het algemeen produceren verschillende metabolische processen vrije radicalen, de zogenaamde "reactieve zuurstofsoorten" (ROS) en "reactieve stikstofsoorten" (RNS). Bij lage ("normale") concentraties moduleren ze verschillende fysiologische processen. Problemen ontstaan ​​pas wanneer de ROS- of RNS-productie te hoog is en/of de antioxidant-ontgiftingsfuncties te laag zijn.

Redenen voor een verhoogde productie van vrije radicalen kunnen zijn: hoge blootstelling aan milieutoxines en zware metalen, medicijngebruik, chronische ontsteking en chronische stress, enzovoort. Een te hoge belasting met vrije radicalen vormt een bijzonder hoog risico op schade aan mitochondriaal DNA (mtDNA). Het circulaire mtDNA bevindt zich in de mitochondriale matrix en is zeer gevoelig voor schadelijke stoffen. In tegenstelling tot het DNA in de celkern van elke menselijke cel, beschikt mitochondriaal DNA over weinig beschermings- en herstelmechanismen. Mitochondriën zijn daarom minder goed beschermd en bovendien blootgesteld aan een veel grotere belasting dan de rest van de celstructuren, aangezien er tijdens de mitochondriale energieproductie constant vrije radicalen worden gegenereerd.

Bovendien remt de toename van radicalen de enzymactiviteit (vooral in het geval van die enzymen).
(van de ademhalingsketen) en verhoogt de permeabiliteit van het binnenste mitochondriale membraan. De verhoogde permeabiliteit van het binnenmembraan bevordert op zijn beurt de afgifte van cytochroom c in het cytosol, een cytotoxische stof die uiteindelijk leidt tot celdood (apoptose). Als gevolg hiervan is het mitochondrion of de cel niet langer beschikbaar voor ATP-productie. Dit energieverlies leidt tot talrijke symptomen, vaak gepaard gaande met fysieke uitputting, lusteloosheid en gebrek aan motivatie.

Afbeelding: Structuur van mitochondriën

PQQ bevindt zich rechtstreeks in de mitochondriën en kan daardoor vrije radicalen direct bij de bron neutraliseren. De zeer stabiele moleculaire structuur van PQQ verklaart de hoge antioxidantwerking binnen de elektronentransportketen van de ademhalingsketen. Het is met name effectief gebleken in het neutraliseren van superoxide- en hydroxylradicalen. Volgens de laatste bevindingen is PQQ tot wel 5000 keer efficiënter dan bijvoorbeeld vitamine C. Dit komt doordat PQQ een vrijwel continue redoxcyclus in stand kan houden.d.h. het vermogen om herhaalde oxidatie- en reductiereacties uit te voeren): PQQ kan bijvoorbeeld 20.000 omzettingen (oxidaties en reducties) uitvoeren, terwijl vitamine C er slechts 4 kan uitvoeren.

B) PQQ en mitochondriale biogenese

Mitochondriën zijn de energiecentrales van alle levende organismen. Het zijn celorganellen met een grootte van ongeveer 1-5 µm, die in wisselende aantallen voorkomen in vrijwel elke cel van het lichaam, afhankelijk van de energiebehoefte. Terwijl individuele hart-, lever- en hersencellen tussen de 2.000 en 10.000 mitochondriën bevatten, zijn rode bloedcellen de enige cellen die er geen hebben.

Energie wordt in de mitochondriën geproduceerd via zogenaamde "ademhalingsketens", die elk bestaan ​​uit vier grote eiwitcomplexen (I-IV) en een ander complex (V), de ATP-synthase.Met behulp van elektronen en protonen uit de citroenzuurcyclus zet ATP-synthase ADP om in ATP, waarbij zuurstof wordt verbruikt. ATP (adenosinetrifosfaat) fungeert als energiedrager in cellen en is essentieel voor alle vitale lichaamsprocessen.

Als dit systeem niet goed functioneert, kan het lichaam onvoldoende energie produceren, wat leidt tot een afname van de prestaties. Een gezonde volwassene zet gemiddeld zo'n 3000 keer per dag ADP om in ATP. In kilogrammen komt dat overeen met ongeveer 70 kg – ongeveer evenveel als hun eigen lichaamsgewicht!

Mitochondriën hebben hun eigen genetische samenstelling. Helaas beschikken ze niet over dezelfde reparatiesystemen als ons cellulaire DNA. Schade aan mitochondriaal DNA kan daarom niet op dezelfde manier worden hersteld. Bovendien is mitochondriaal DNA gevoeliger voor vrije radicalen, die rechtstreeks tijdens de cellulaire ademhaling worden geproduceerd. Logischerwijs zal een menselijk lichaam met een hoog percentage beschadigde mitochondriën niet goed functioneren. Een slechte cellulaire functie betekent een slechte orgaanfunctie, wat leidt tot een slechte algehele gezondheid en mogelijk ernstige aandoeningen. Dit kan worden gezien als een natuurlijk proces, aangezien een 90-jarige slechts ongeveer 20% functionerende mitochondriën heeft. Verminderde prestaties en ziekte zijn de onvermijdelijke gevolgen. Maar het is niet alleen het verminderde aantal mitochondriën dat problemen veroorzaakt met het ouder worden. Defecte mitochondriën worden niet simpelweg "uitgeschakeld"; integendeel, door "defecte" ademhalingsketens produceren ze geen energie, maar genereren ze wel een aanzienlijke hoeveelheid oxidatieve stress. De resulterende vrije radicalen hebben op hun beurt een negatieve invloed op de overgebleven "gezonde" mitochondriën (zie...). https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20552048/ )

PQQ beschikt nu over de uniek vermogen om de vorming van nieuwe mitochondriën in verouderende cellen te stimuleren. Vóór de ontdekking van PQQ waren er slechts twee invloeden bekend die de vorming van nieuwe mitochondriën stimuleerden:

• Intensieve training in aerobe uithouding
• Caloriebeperking of gebruik van caloriebeperkende middelen zoals resveratrol

Pyrrolochinolinechinon (PQQ) bevordert de mitochondriale functie en vorming door specifieke genen te activeren (genexpressie) die zorgen voor mitochondriale ontwikkeling, regeneratie en bescherming. Belangrijke mitochondriale herstelmechanismen worden ook geactiveerd. PQQ genereert niet alleen nieuwe mitochondria, maar deze mitochondria zijn ook groter en hebben een hogere massa.

PQQ versterkt de expressie van PGC-1α (Peroxisome Proliferator-Activated Receptor Gamma Coactivator-1Alpha), een van de belangrijkste factoren voor het activeren van genen die de mitochondriale groei stimuleren (zie [referentie]). https://www.jbc.org/article/S0021-9258(20)66100-2/volledige tekst ). Bovendien is PGC-1α betrokken bij het reguleren van de expressie van talrijke ROS-ontgiftende enzymen (u.a. SOD2 en GPX1 spelen een belangrijke rol bij de neutralisatie van vrije radicalen (ROS).

Potentiële therapeutische toepassingen van PQQ

Van de o.g. Het potentiële therapeutische gebruik van PQQ is afgeleid van de volgende eigenschappen:

Neuroprotectie

• PQQ heeft neuroprotectieve effecten en een positieve invloed op geheugenfuncties. Zo is bijvoorbeeld aangetoond dat het de cerebrale bloeddoorstroming en het zuurstofgebruik in de prefrontale cortex verbetert, het gebied dat verantwoordelijk is voor actief denken (zie 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 stimuleert de "zenuwgroeifactor".

• PQQ is een krachtige antioxidant ("vrije radicalenvanger"), wat een van de redenen zou kunnen zijn voor de bescherming tegen beroertes die PQQ biedt.

• PQQ beschermt tegen oxidatieprocessen in de hersenen en daardoor mogelijk ook tegen de ziekte van Parkinson.
• PQQ heeft een neuroprotectief effect tegen door 6-hydroxydopamine veroorzaakte hypoxie (zuurstofgebrek) en ischemie.
• PQQ kan de omvang van beschadigde hersengebieden na een beroerte verminderen.
• PQQ gaat de vorming van amyloïde fibrillen tegen, die de belangrijkste factoren zijn bij de ontwikkeling van de ziekte van Alzheimer.
• PQQ kan beschermen tegen de schadelijke effecten van kwik in de hersenen.
• PQQ beschermt neuronen in de hippocampus (het centrum van emoties) tegen de schadelijke effecten van glutamaat. Er raakten minder neuronen beschadigd. PQQ activeert "antioxidantgenen".

Bronnen:

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

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

Excursus: De combinatie van PQQ met co-enzym Q10 is gunstig voor de hersenfunctie bij mensen boven de 50.

Nog betere resultaten met betrekking tot verbeterde hersenfunctie werden waargenomen wanneer PQQ werd gecombineerd met co-enzym Q10. Dit synergetische effect werd verder aangetoond in een klinische, placebo-gecontroleerde, dubbelblinde studie bij mensen die in 2009 in Japan werd uitgevoerd. In deze studie met 71 personen tussen de 40 en 70 jaar leidde suppletie met 20 mg PQQ per dag tot verbeteringen in tests van hogere cognitieve functies in vergelijking met de placebogroep. De resultaten waren echter nog indrukwekkender in de groep die 20 mg PQQ samen met 300 mg co-enzym Q10 ontving.

Het lijkt er daarom op dat mensen boven de 50 idealiter PQQ samen met CoQ10 zouden moeten innemen. Voor de meeste mensen onder de 50 is het echter niet nodig om CoQ10 te nemen, omdat hun lichaam dit beter aankan. i.d.R. Ons lichaam kan zelf voldoende hoeveelheden aanmaken (ons lichaam kan CoQ10 produceren, maar geen PQQ), tenzij we medicijnen gebruiken zoals cholesterolverlagende statines, die de CoQ10-productie belemmeren.

Bron: Itoh Y, Hine K, Miura H, et al. Effect van het antioxidantsupplement pyrrolochinolinechinon-dinatriumzout (BioPQQ™) op cognitieve functies. Adv Exp Med Biol 2016;876:319-325.

Hartaanval en bescherming van hartcellen

In overeenstemming met de resultaten bij herseninfarcten, veroorzaakt PQQ (tot nu toe zijn alleen gegevens uit dierstudies beschikbaar; klinische studies bij mensen zijn in afwachting) minder schade wanneer het direct vóór, tijdens en na een hartaanval wordt toegediend. Dit effect lijkt superieur te zijn aan dat van metoprolol (een standaardmedicijn ter bescherming tegen reperfusieschade tijdens en na een hartaanval). Bron: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16891289/

PQQ bleek ook in staat om hartcellen van dieren te beschermen tegen oxidatieve stress en mitochondriale disfunctie. De toegenomen vorming van vrije radicalen, veroorzaakt door waterstofperoxide (H2O2), werd in hartspiercellen verminderd door PQQ. Bron: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0006291X07017123

Verbetering van de insulinegevoeligheid bij diabetes type 2

PQQ kan de insulinegevoeligheid bij mensen met diabetes verbeteren. De afnemende insulinegevoeligheid bij diabetici resulteert in hogere bloedsuikerspiegels, ondanks dezelfde insulineproductie door de eilandjes van Langerhans in de alvleesklier. Verbeterde insulinegevoeligheid zorgt ervoor dat insuline effectiever kan werken.Bron: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0006291X12020098

Bescherming tegen stralingsschade

PQQ lijkt te beschermen tegen radioactieve gammastralen.
Bronnen:
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/jobm.201100650
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22272111/

Vermindering van chronische ontsteking

In een onderzoek onder mensen tussen de 21 en 34 jaar oud z.B. Bij degenen die PQQ kregen toegediend, werden significante toenames in antioxidantactiviteit, ontstekingsremmende effecten en energieproductie waargenomen – zelfs na slechts één dosis.

Bron: Harris CB, Chowanadisai W, Mishchuk DO, et al. Dietary pyrroloquinoline quinone (PQQ) age indicators of inflammation and mitochondrial-related metabolism in human subjects. J Nutr Biochem. 2013 Dec;24(12):2076-84.

Verbetering van de mentale stemming

Zeventien gezonde vrijwilligers van middelbare en oudere leeftijd kregen gedurende acht weken dagelijks 20 mg PQQ of een placebo. PQQ bleek alle zes meetwaarden van de Profile of Mood States (POMS) – vitaliteit, vermoeidheid, angst, depressie, woede/vijandigheid en verwardheid – significant te verbeteren.

Bron: Koikeda T, Nakano M, Masuda K. Pyrrolochinolinechinon-dinatriumzout verbetert hogere hersenfuncties. Med. Consult. New Remedies. 2011;48:519–527.

Verbetering van de slaapkwaliteit

In een onderzoek onder proefpersonen van middelbare leeftijd en ouderen werden ook verbeteringen geconstateerd op het gebied van slaperigheid bij het wakker worden, het inslapen en doorslapen, en de slaapduur.

Bron: Nakano M, Yamamoto T, Okumura H, Tsuda A, Kowatari Y. Effecten van orale suppletie met pyrrolochinolinechinon op stress, vermoeidheid en slaap. Funct Foods Health Dis 2012;2:307–324.

Het verlagen van het LDL-cholesterolgehalte

Een suppletie met PQQ gedurende 6 weken (~20 mg per dag) leidde tot een statistisch significante afname van het totale cholesterol (een daling van gemiddeld 247 naar 216 mg/dl) en het LDL-cholesterol (een daling van gemiddeld 156 naar 132 mg/dl) bij proefpersonen met een LDL-cholesterolgehalte van meer dan 140 mg/dl bij aanvang van de studie.

Bron: Nakano M, Kawasaki Y, Suzuki N, Takara T. Effecten van de inname van pyrrolochinolinechinon-dinatriumzout op de serumcholesterolspiegel van gezonde Japanse volwassenen. J Nutr Sci Vitaminol. 2015;61(3):233-40.

PQQ in voedsel

PQQ is aangetroffen in alle tot nu toe geanalyseerde plantaardige voedingsmiddelen, zij het in zeer kleine hoeveelheden. Voedingsmiddelen die rijk zijn aan PQQ zijn onder andere kiwi's, natto, peterselie, groene paprika's, papaja en tofu. Echter, 100 kg kiwi's bevat slechts 2,7 mg PQQ, terwijl 100 kg natto 6,1 mg bevat; groene thee bevat ongeveer 2-3 mcg per 118 ml (zie 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).

De aanbevolen inname van 20 mg, zoals die uit studies naar voren komt, is daarom onmogelijk te bereiken via alleen voeding.

Omdat noch mensen, noch de bacteriën die in de menselijke darm leven, PQQ kunnen synthetiseren, beschouwen wetenschappers PQQ als een essentiële micronutriënt. Er wordt gediscussieerd over de classificatie van PQQ als een B-vitamine (zie [referentie]). https://www.nature.com/articles/422832a )

Mitochondriaal complex

De volgende micronutriënten kunnen, naast PQQ, de mitochondriale functie verbeteren en stabiliseren:

• PQQ: Toename van het aantal mitochondriën via genexpressie (biogenese), bescherming van mitochondriën, vergroting van mitochondriën
• Co-enzym Q10: Belangrijk enzym van de ademhalingsketen
• NADH: Protondonor voor de ademhalingsketen
• L-glutathion: Enzymatische antioxidantbescherming van mitochondriën
• Alfa-liponzuur: Enzymatische antioxidantbescherming van mitochondriën
• Trans-resveratrol: Biogenese en bescherming van mitochondriën
• Cordyceps sinensis: Verhoogt de SOD-waarden
• selenium: Een belangrijk sporenelement van glutathionperoxidase, dat peroxiden en waterstofperoxide neutraliseert.
• Fosfolipiden, met name fosfatidylserine: Belangrijk voor de dubbele membranen, die de enzymen van de ademhalingsketen bevatten.
• Acetyl-L-carnitine: Noodzakelijk voor het transport van vrije vetzuren naar de mitochondriën
• Antioxidantencomplex Celbescherming van de ademhalingsketen