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Il coenzima Q e la sua funzione mitocondriale nell'anti-invecchiamento e nelle malattie.

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Il coenzima Q funge da molecola di collegamento tra le diverse vie metaboliche. In effetti, questa molecola essenziale sintetizzata per via endogena è la pietra angolare di molti percorsi di produzione di energia. Inoltre, la sua posizione nella membrana mitocondriale interna e la sua capacità antiossidante proteggono dallo stress ossidativo. La supplementazione di coenzima Q migliora mitocondri essenzialil funzioni di protezione contro le malattie associate all'invecchiamento.

Coenzima Q Biosintesi:

La molecola del coenzima Q ha due parti centrali; il primo è un anello benzochinonico, mentre il secondo è una lunga catena lipidica poliisoprenoide. Di conseguenza, le caratteristiche chimiche della sua composizione forniscono al coenzima Q capacità diverse. Ad esempio, l'anello del benzochinone ha siti redox che consentono le proprietà antiossidanti del coenzima Q. Inoltre, la sua catena lipidica fornisce la posizione benefica del coenzima Q nella membrana interna mitocondriale; quindi, la sua funzione nella catena di trasporto degli elettroni.

La sintesi del coenzima Q non è del tutto chiarita e attualmente sono allo studio molte vie di sintesi diverse. Tuttavia, mentre alcuni ricercatori suggeriscono che il CoQ si sintetizza nei mitocondri, altri indicano che il CoQ ha la sua sintesi guidata dal reticolo endoplasmatico o dipende da pool extramitocondriali di CoQ.

  • Inoltre, la biosintesi strutturale del CoQ si divide in quattro fasi:
  1. Sintesi del chinone: Dipende dal benzochinone come precursore aromatico primario, utilizzando fenilalanina o tirosina come precursori dell'anello. Inoltre, altri precursori dell'anello aromatico possono incorporarsi nella sintesi di CoQ in presenza di una mutazione genetica. Questi precursori possono essere acido 2,4-diidrossibenzoico (2,4-diHB), acido 3,4-diidrossibenzoico (3,4-diHB) e acido vanillico.
  2. Sintesi della coda isoprenoide: L'aggiunta di dimetilmente pirofosfato (DMAPP) e isopentenil pirofosfato (IPP) crea decaprenil difosfato e nonaprenil difosfato. I precursori di questa sintesi provengono dalla via del mevalonato.
  3. Condensazione di entrambe le molecole (chinone e isoprenoide): L'attacco tra la struttura ad anello e la coda isoprenoide è catalizzato dal CoQ2.
  4. Modifica dell'anello: Infine, questa molecola condensata subisce una modifica dell'anello attraverso varie reazioni di metilazione, decarbossilazione e idrossilazione che portano alla generazione di CoQ9 o CoQ10.

Diversi enzimi modulano queste reazioni. Tra questi, entrano in gioco gli enzimi della famiglia delle monoossigenasi flavin-dipendenti e la metiltransferasi S-adenosil metionina (SAM)-dipendente.

Mutazioni geniche patogene che influenzano la sintesi di CoQ:

Esistono diverse mutazioni autosomiche recessive nei geni CoQ che possono causare carenza primaria di ubichinone. Inoltre, queste mutazioni possono interessare i pazienti e mostrare segni e sintomi come affaticamento, debolezza muscolare, difficoltà di apprendimento, convulsioni, encefalopatia, epilessia, distonia e cardiomiopatia. 

Alcune delle mutazioni genetiche patogene identificate associate a questi sintomi della malattia mitocondriale sono:

  • PDSS1 e PDSS2
  • CoQ2
  • CoQ6
  • CoQ7
  • CoQ4
  • CoQ5
  • CoQ8A e CoQ8B
  • CoQ9

Effetto antietà della supplementazione di CoQ10:

Il numero di studi sull'integrazione di CoQ10 è aumentato negli ultimi dieci anni, insieme a risultati positivi contro l'invecchiamento e la longevità. Infatti, le proprietà antiossidanti del CoQ 10 aumentano la funzione mitocondriale contrastando la produzione di ROS e riducendo il danno ossidativo.

La dose e il tempo di integrazione di CoQ10 variano all'interno degli studi, ma la maggior parte di essi concorda sul fatto che gli effetti positivi sono fortemente associati a un periodo di integrazione a lungo termine. Questa informazione è correlata all'osservazione della mancanza di accumulo di CoQ10 dopo la fine del periodo di integrazione. 

Alcuni dei risultati associati all'integrazione di CoQ 10 sono:

  • L'attenuazione del danno ossidativo delle proteine ​​nella vita di topi anziani.
  • Ridotto stress ossidativo sui mitocondri muscolari a causa della maggiore attivazione degli enzimi antiossidanti e livelli più elevati di scavenger di ROS.
  • Negli esseri umani, l'integrazione di 1200mg / giorno nei pazienti sottoposti a emodialisi ridotta concentrazione di F2-isoprostano.

Il mantenimento della salute e della funzione mitocondriale è fondamentale per prevenire le malattie associate all'invecchiamento. La produzione di energia mitocondriale porterà inevitabilmente alla formazione di ROS. Pertanto, la supplementazione di coenzima Q10 ha dimostrato di ritardare le reazioni di invecchiamento, proteggendo i mitocondri dai ROS e prevenendo le malattie cardiometaboliche. – Ana Paola Rodríguez Arciniega, MS

Riferimenti:

Diaz-Casado, M. Elena et al. "Il paradosso del coenzima Q10 nell'invecchiamento". Nutrienti vol. 11,9 2221. 14 settembre 2019, doi: 10.3390 / nu11092221

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