Pyrolochinolínchinón (PQQ) bol „objavený“ a podrobnejšie študovaný len pred niekoľkými rokmi. PQQ vykazoval dve veľmi zaujímavé vlastnosti, ktoré odlišujú túto látku od iných životne dôležitých látok:

1. jeho antioxidačnú silu, ale v.a.
2. jeho jedinečná schopnosť mitochondriálnej biogenézy (= tvorba nových mitochondrií)

A) PQQ ako silný antioxidant

Vo všeobecnosti rôzne metabolické procesy produkujú voľné radikály, takzvané „reaktívne formy kyslíka“ (ROS) a „reaktívne formy dusíka“ (RNS). Pri nízkych („normálnych“) koncentráciách modulujú rôzne fyziologické procesy. Problémy vznikajú iba vtedy, keď je produkcia ROS alebo RNS príliš vysoká a/alebo sú antioxidačné detoxikačné funkcie príliš nízke.

Medzi dôvody zvýšenej produkcie voľných radikálov môžu patriť: vysoká expozícia environmentálnym toxínom a ťažkým kovom, užívanie liekov, chronický zápal a chronický stres atď. Nadmerne vysoká záťaž voľnými radikálmi predstavuje obzvlášť vysoké riziko poškodenia mitochondriálnej DNA (mtDNA). Kruhová mtDNA sa nachádza v mitochondriálnej matrici a je vysoko náchylná na škodlivé látky. Na rozdiel od DNA v jadre každej ľudskej bunky má mitochondriálna DNA málo ochranných a opravných mechanizmov. Mitochondrie sú preto menej chránené a navyše sú vystavené oveľa väčšej záťaži ako ostatné bunkové štruktúry, pretože voľné radikály sa neustále vytvárajú počas produkcie mitochondriálnej energie.

Okrem toho, zvýšenie množstva radikálov inhibuje aktivitu enzýmov (najmä v prípade tých
(dýchacieho reťazca) a zvyšuje priepustnosť vnútornej mitochondriálnej membrány. Zvýšená priepustnosť vnútornej membrány následne podporuje uvoľňovanie cytochrómu c do cytozolu, cytotoxickej látky, ktorá nakoniec spôsobuje bunkovú smrť (apoptózu). V dôsledku toho mitochondria alebo bunka už nie je k dispozícii na produkciu ATP. Táto strata energie vedie k početným symptómom, často sprevádzaným fyzickým vyčerpaním, letargiou a nedostatkom motivácie.

Obr.: Štruktúra mitochondrií

PQQ sa nachádza priamo v mitochondriách, a preto dokáže neutralizovať voľné radikály priamo v ich zdroji. Veľmi stabilná molekulárna štruktúra PQQ zodpovedá za jeho vysoký výkon, pokiaľ ide o antioxidačnú kapacitu v rámci reťazca transportu elektrónov dýchacieho reťazca. Ukázal sa ako obzvlášť účinný pri neutralizácii superoxidových a hydroxylových radikálov. Podľa najnovších zistení je PQQ až 5000-krát účinnejší ako napríklad vitamín C. Je to preto, že PQQ je schopný udržiavať prakticky nepretržitý redoxný cyklus (d.h. schopnosť vykonávať opakované oxidačné a redukčné reakcie): PQQ napríklad dokáže vykonať 20 000 konverzií (oxidácií a redukcií), zatiaľ čo vitamín C zvládne iba 4.

B) PQQ a mitochondriálna biogenéza

Mitochondrie sú energetickými zdrojmi všetkých živých organizmov. Sú to bunkové organely s veľkosťou približne 1 – 5 µm, ktoré sa nachádzajú v rôznej hustote takmer v každej bunke tela v závislosti od energetických potrieb. Zatiaľ čo jednotlivé srdcové, pečeňové a mozgové bunky obsahujú 2 000 až 10 000 mitochondrií, erytrocyty sú jediné bunky, ktoré ich nemajú.

Energia sa v mitochondriách vyrába prostredníctvom takzvaných „dýchacích reťazcov“, z ktorých každý pozostáva zo štyroch veľkých proteínových komplexov (I-IV) a ďalšieho komplexu (V), ATP syntázy.ATP syntáza pomocou elektrónov a protónov z predchádzajúceho cyklu kyseliny citrónovej generuje ADP na ATP, pričom spotrebúva kyslík. ATP (adenozíntrifosfát) pôsobí ako nosič energie v bunkách a je nevyhnutný pre všetky životne dôležité telesné procesy.

Ak tento systém nefunguje správne, telo už nedokáže generovať dostatok energie, čo vedie k poklesu výkonnosti. Zdravý dospelý človek premieňa ADP na ATP v priemere približne 3 000-krát za deň. V kilogramoch to zodpovedá zhruba 70 kg – približne rovnakej hmotnosti ako jeho vlastná telesná hmotnosť!

Mitochondrie majú vlastnú genetickú výbavu. Bohužiaľ, nemajú rovnaké opravné systémy ako naša bunková DNA. Poškodenie mitochondriálnej DNA sa preto nedá opraviť rovnakým spôsobom. Mitochondriálna DNA je navyše náchylnejšia na voľné radikály, ktoré vznikajú priamo počas bunkového dýchania. Logicky ľudské telo s vysokým podielom poškodených mitochondrií nebude dobre fungovať. Zlá bunková funkcia znamená zlú funkciu orgánov, čo vedie k zlému celkovému zdraviu, čo môže viesť k vážnym poruchám. Toto by sa dalo považovať za prirodzený proces, keďže 90-ročný človek má iba asi 20 % funkčných mitochondrií. Znížený výkon a choroby sú nevyhnutnými dôsledkami. Nie je to však len znížený počet mitochondrií, ktoré spôsobujú problémy s vekom. Chybné mitochondrie sa jednoducho „nevypínajú“; skôr kvôli „chybným“ dýchacím reťazcom neprodukujú žiadnu energiu, ale generujú značné množstvo oxidačného stresu. Výsledné voľné radikály zase negatívne ovplyvňujú zostávajúce „zdravé“ mitochondrie (pozri...). https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20552048/ )

PQQ má teraz jedinečná schopnosť stimulovať tvorbu nových mitochondrií v starnúcich bunkách. Pred objavením PQQ boli známe iba dva vplyvy, ktoré stimulujú tvorbu nových mitochondrií:

• Rozsiahly aeróbny vytrvalostný tréning
• Zníženie príjmu kalórií alebo použitie napodobenín obmedzujúcich kalorický príjem, ako je resveratrol

Pyrolochinolínchinón (PQQ) podporuje funkciu a tvorbu mitochondrií aktiváciou špecifických génov (génová expresia), ktoré zabezpečujú vývoj, regeneráciu a ochranu mitochondrií. Aktivujú sa aj dôležité mechanizmy mitochondriálnej opravy. PQQ nielenže generuje nové mitochondrie, ale mitochondrie sú aj väčšie a majú vyššiu hmotnosť.

PQQ zvyšuje expresiu PGC-1α (Peroxisome Proliferator-Activated Receptor Gamma Coactivator-1Alpha), jedného z najdôležitejších faktorov pre aktiváciu génov, ktoré stimulujú rast mitochondrií (pozri [odkaz]). https://www.jbc.org/article/S0021-9258(20)66100-2/celý text ). Okrem toho sa PGC-1α podieľa na regulácii expresie mnohých enzýmov detoxikujúcich ROS (u.a. SOD2 a GPX1) sa významne podieľajú na neutralizácii voľných radikálov (ROS).

Potenciálne terapeutické využitie PQQ

Z o.g. Potenciálne terapeutické využitie PQQ je odvodené z jeho vlastností:

Neuroprotekcia

• PQQ má neuroprotektívne účinky a pozitívny vplyv na pamäťové funkcie. Napríklad sa preukázalo, že zlepšuje prietok krvi mozgom a využitie kyslíka v prefrontálnom kortexe, oblasti zodpovednej za aktívne myslenie (pozri Nakano M, Murayama Y, Hu L a kol. Účinky antioxidačných doplnkov na prietok krvi mozgom a metabolizmus kyslíka v prefrontálnom kortexe. Adv Exp Med Biol.).2016;923:215-222)
• PQQ stimuluje „faktor rastu nervov“

• PQQ je silný antioxidant („lapač voľných radikálov“), čo by mohlo byť jedným z dôvodov ochrany pred mozgovou príhodou, ktorú PQQ poskytuje.

• PQQ chráni pred oxidačnými procesmi v mozgu a teda potenciálne aj pred Parkinsonovou chorobou.
• PQQ má neuroprotektívny účinok proti hypoxii (nedostatok kyslíka) a ischémii vyvolanej 6-hydroxydopamínom.
• PQQ môže zmenšiť veľkosť poškodených oblastí mozgu pri mŕtvici.
• PQQ pôsobí proti tvorbe amyloidných fibríl, ktoré sú hlavnými faktormi pri rozvoji Alzheimerovej choroby.
• PQQ môže chrániť pred škodlivými účinkami ortuti v mozgu.
• PQQ chráni neuróny v hipokampe (centrum emócií) pred škodlivými účinkami glutamátu. Poškodených bolo menej neurónov. PQQ aktivuje „antioxidačné gény“.

Zdroje:

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

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

Exkurz: Kombinácia PQQ s koenzýmom Q10 je prospešná pre funkciu mozgu u ľudí nad 50 rokov.

Ešte lepšie výsledky týkajúce sa zlepšenia funkcie mozgu sa pozorovali pri kombinácii PQQ s koenzýmom Q10. Tento synergický účinok bol ďalej preukázaný v klinickej, placebom kontrolovanej, dvojito zaslepenej štúdii na ľuďoch z roku 2009, ktorá sa uskutočnila v Japonsku. V tejto štúdii so 71 ľuďmi vo veku od 40 do 70 rokov viedlo užívanie 20 mg PQQ denne k zlepšeniu v testoch vyšších kognitívnych funkcií v porovnaní s placebovou skupinou. Výsledky však boli ešte pôsobivejšie v skupine, ktorá dostávala 20 mg PQQ spolu s 300 mg koenzýmu Q10.

Zdá sa preto, že ľudia nad 50 rokov by mali ideálne užívať PQQ spolu s CoQ10. Pre väčšinu ľudí mladších ako 50 rokov však nie je potrebné užívať CoQ10, pretože ich telo... i.d.R. Naše telo si ho dokáže samo vyrobiť v dostatočnom množstve (naše telo dokáže produkovať koenzým Q10 – ale nie PQQ), pokiaľ neužívame lieky, ako sú statíny znižujúce cholesterol, ktoré produkciu koenzýmu Q10 zhoršujú.

Zdroj: Itoh Y, Hine K, Miura H a kol. Účinok antioxidačného doplnku disodnej soli pyrolochinolínchinónu (BioPQQ™) na kognitívne funkcie. Adv Exp Med Biol 2016;876:319-325.

Infarkt myokardu a ochrana srdcových buniek

V súlade s výsledkami pri mozgovom infarkte spôsobuje PQQ (zatiaľ sú k dispozícii iba údaje zo štúdií na zvieratách; klinické skúšky na ľuďoch sú v štádiu vývoja) menšie poškodenie pri podávaní priamo pred, počas a po infarkte. Tento účinok sa javí ako lepší ako účinok metoprololu (štandardného lieku na ochranu pred reperfúznym poškodením počas a po infarkte). Zdroj: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16891289/

PQQ bol tiež schopný chrániť srdcové bunky zvierat pred oxidačným stresom a mitochondriálnou dysfunkciou. Zvýšená tvorba voľných radikálov vyvolaná peroxidom vodíka (H2O2) bola v bunkách srdcového svalu znížená pomocou PQQ. Zdroj: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0006291X07017123

Zlepšenie citlivosti na inzulín pri cukrovke 2. typu

PQQ môže zlepšiť citlivosť na inzulín u ľudí s cukrovkou. Klesajúca citlivosť na inzulín u diabetikov vedie k vyššej hladine cukru v krvi napriek rovnakému vylučovaniu inzulínu z buniek pankreatických ostrovčekov. Zlepšenie citlivosti na inzulín umožňuje inzulínu účinkovať efektívnejšie.Zdroj: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0006291X12020098

Ochrana pred poškodením žiarením

Zdá sa, že PQQ chráni pred rádioaktívnym gama žiarením.
Zdroje:
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/jobm.201100650
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22272111/

Zníženie chronického zápalu

V štúdii s ľuďmi vo veku 21 až 34 rokov z.B. U tých, ktorí dostávali PQQ, sa pozorovalo významné zvýšenie antioxidačnej aktivity, protizápalových účinkov a produkcie energie – a to už po jednej dávke.

Zdroj: Harris CB, Chowanadisai W, Mishchuk DO a kol. Diétne pyrolochinolínchinónové (PQQ) indikátory zápalu a metabolizmu súvisiaceho s mitochondriami u ľudí ako vekové ukazovatele. J Nutr Biochem. 2013 Dec;24(12):2076-84.

Zlepšenie duševnej nálady

Sedemnásť zdravých dobrovoľníkov stredného a staršieho veku dostávalo 20 mg PQQ alebo placebo denne počas ôsmich týždňov. Ukázalo sa, že PQQ významne zlepšuje všetkých šesť ukazovateľov Profilu náladových stavov (POMS) – vitalitu, únavu, úzkostné napätie, depresiu, hnev a nepriateľstvo a zmätenosť.

Zdroj: Koikeda T, Nakano M, Masuda K. Disodná soľ pyrolochinolínchinónu zlepšuje vyššie mozgové funkcie. Med. Consult. New Remedies. 2011;48:519–527.

Zlepšenie kvality spánku

V štúdii vykonanej so subjektmi stredného a staršieho veku sa zistilo zlepšenie aj v oblasti ospalosti po prebudení, nástupu a udržania spánku a trvania spánku.

Zdroj: Nakano M, Yamamoto T, Okumura H, Tsuda A, Kowatari Y. Účinky perorálnej suplementácie pyrolochinolínchinónom na stres, únavu a spánok. Funct Foods Health Dis 2012;2:307–324.

Zníženie LDL cholesterolu

Šesťtýždňová suplementácia PQQ (~20 mg denne) viedla k štatisticky významnému poklesu celkového cholesterolu (zníženie z priemeru 247 na 216 mg/dl) a LDL cholesterolu (zníženie z priemeru 156 na 132 mg/dl) u subjektov s východiskovými hladinami LDL cholesterolu nad 140 mg/dl.

Zdroj: Nakano M, Kawasaki Y, Suzuki N, Takara T. Účinky príjmu disodnej soli pyrolochinolínchinónu na hladiny cholesterolu v sére u zdravých japonských dospelých. J Nutr Sci Vitaminol. 2015;61(3):233-40.

PQQ v potravinách

PQQ sa nachádza vo všetkých doteraz analyzovaných rastlinných potravinách, aj keď vo veľmi malých množstvách. Medzi potraviny bohaté na PQQ patria kivi, natto, petržlenová vňať, zelená paprika, papája a tofu. 100 kg kivi však obsahuje iba 2,7 mg PQQ, zatiaľ čo 100 kg natta obsahuje 6,1 mg; zelený čaj obsahuje približne 2 – 3 mcg na 118 ml (pozri Kumazawa T, Sato K, Seno H a kol. Levels of pyrrolochinoline chinone in various foods. Biochem J 1995;307:331–333). https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1136652/pdf/biochemj00065-0028.pdf).

Odporúčaný príjem 20 mg odvodený zo štúdií je preto nemožné dosiahnuť iba diétou.

Keďže ani ľudia, ani baktérie, ktoré obývajú ľudské črevo, nie sú schopné syntetizovať PQQ, vedci ho klasifikujú ako esenciálny mikroživin. Existuje diskusia o klasifikácii PQQ ako vitamínu skupiny B (pozri [odkaz]). https://www.nature.com/articles/422832a )

Mitochondriálny komplex

Nasledujúce mikroživiny, okrem PQQ, môžu zlepšiť a stabilizovať mitochondriálnu funkciu:

• PQQ: Zvýšenie počtu mitochondrií prostredníctvom génovej expresie (biogenéza), ochrana mitochondrií, zväčšenie mitochondrií
• Koenzým Q10: Dôležitý enzým dýchacieho reťazca
• NADH: Donor protónov pre dýchací reťazec
• L-glutatión: Enzymatická antioxidačná ochrana mitochondrií
• Kyselina alfa-lipoová: Enzymatická antioxidačná ochrana mitochondrií
• Trans-resveratrol: Biogenéza a ochrana mitochondrií
• Cordyceps sinensis: Zvyšuje hodnoty SOD
• selén: Dôležitý stopový prvok glutatiónperoxidázy, ktorá neutralizuje peroxidy a peroxid vodíka.
• Fosfolipidy, najmä fosfatidylserín: Dôležité pre dvojité membrány, ktoré obsahujú enzýmy dýchacieho reťazca.
• Acetyl-L-karnitín: Nevyhnutný pre transport voľných mastných kyselín do mitochondrií
• Antioxidačný komplex Ochrana buniek dýchacieho reťazca