Koszyk
Składniki pod lupą cz. 1 – koenzym
Źródło: Photogenica-JEGAS_RA

Składniki pod lupą cz. 1 – koenzym

| Autor: Prof. Dr Hab. N. Med. Magdalena Górska-Ponikowska

Z tego artykułu dowiesz się:

  • czym jest koenzym Q10,
  • jakie jego ciekawe charakterystyki są przedmiotem badań,
  • gdzie możliwe jest jego praktyczne wykorzystanie.

Koenzym Q10, prezentuje wiele ciekawych właściwości oraz obiecujących sposobów wykorzystania go – zwłaszcza jako przeciwutleniacza, będącego w stanie pomóc w walce z procesami starzenia się skóry i tkanek.
Koenzym Q10 to związek aktywny biologicznie z chemicznej grupy chinonów, zawierający hydrofobowy ogon izoprenoidowy. Nazywany jest wymiennie ubichinonem lub ubichinolem (w zależności od tego, czy mówimy o jego formie utlenionej, czy zredukowanej CoQ10H2), Q10 oraz witaminą Q10 [1].
Dwie funkcje Koenzymu Q10
Koenzym Q10 pełni dwie główne funkcje biologiczne. Po pierwsze, wspiera bioenergetykę mitochondrialną. Po drugie, w swojej zredukowanej formie – jako ubichinol CoQ10H2 – jest przeciwutleniaczem, który działa jako donor elektronów skuteczny w hamowaniu peroksydacji lipidów błon biologicznych, a także wywiera działanie antyapoptotyczne [2].
Z uwagi na swoją budowę i właściwości fizyko-chemiczne CoQ10 (zred. ubichinol) jest silnym przeciwutleniaczem w środowisku lipofilowym – zarówno poprzez bezpośrednią neutralizację reaktywnych form tlenu (z ang. Reactive oxygen species, ROS), jak i wpływ na regenerację lipofilowych i hydrofilowych przeciwutleniaczy, takich jak tokoferol i witamina C. Ponadto wykazano, że koenzym Q10 wywiera działanie przeciwapoptotyczne, przeciwdziałając uwalnianiu ceramidu ze sfingomieliny.
Stąd koenzym Q10 wykazuje działanie antyapoptotyczne i antyoksydacyjne, wywierając również wpływ na mikrośrodowisko, co zostało potwierdzone na modelach in vitro i in vivo” [3]. Ponadto stosunek CoQ10H2/CoQ10 może być wykorzystany jako potencjalny marker stresu oksydacyjnego in vivo [4]. Zarówno antyoksydacyjna, jak i bioenergetyczna rola koenzymu Q10 jest głęboko związana z procesem starzenia, w szczególności ze stochastyczną teorią starzenia się [5‒8]. Teoria ta implikuje przypadkowe uszkodzenie komórek w wyniku mutacji zachodzących podczas procesów metabolicznych spowodowanych wytwarzaniem ROS. W rzeczywistości mitochondria są krytycznym miejscem reprezentującym zarówno źródło, jak i cel ROS. Podczas starzenia się komórek zwiększone uwalnianie ROS przez mitochondria może wywołać błędne koło, obejmujące nagromadzenie uszkodzeń oksydacyjnych błon mitochondrialnych i kompleksów oddechowych, co prowadzi do zwiększonej produkcji ROS [5‒7].
Koenzym Q10, jako skórny przeciwutleniacz, występuje w naskórku w 10-krotnie wyższych stężeniach w porównaniu ze skórą właściwą [5‒8]. Ponieważ naskórek jest bezpośrednio narażony na czynniki środowiskowe, takie jak promieniowanie UV, jest również podatny na wyczerpanie przeciwutleniaczy skórnych, takich jak koenzym Q10. Biosynteza CoQ10 zmniejsza się wraz z wiekiem, co powoduje zmniejszenie jego skuteczności antyoksydacyjnej.
Od środka i od zewnątrz
Z uwagi na jego dobroczynne właściwości, suplementacja koenzymem Q10, jak i podanie miejscowe w różnych formach kosmetycznych, stały się przedmiotem wielu badań in vivo oraz in vitro. Korzyści terapeutyczne wynikające z suplementacji koenzymem Q10 przedstawione zostały w licznych zwierzęcych modelach chorób i badaniach na ludziach, zwłaszcza w stanach związanych z wiekiem i stresem oksydacyjnym [5‒12]. Efekt działania uzależniony jest od dawki oraz formy podania/postaci leku. Wykazano również, że statyny znacząco wpływają na syntezę koenzymu Q10 [11]. Jest to związane z faktem, iż koenzym Q10 jest wytwarzany z produktu pośredniego syntezy cholesterolu.
Ponadto unaoczniono, że miejscowe podawanie produktów na bazie koenzymu Q10 zapobiega fotostarzeniu poprzez zmniejszenie poziomu utleniania i głębokości zmarszczek. Dlatego też koenzym Q10 jest z powodzeniem wykorzystywany jako aktywny składnik produktów do stosowania miejscowego, w tym kosmetyków [5‒12].
Wnikanie koenzymu Q10
Jednak w celu uzyskania skórnego działania przeciwutleniającego i regulującego prace mitochondriów, koenzym Q10 musi pokonać barierę rogową skóry i przeniknąć do żywych warstw naskórka. Koenzym Q10 wykazuje niską rozpuszczalność w wodzie (0,193 μg/ml) ze względu na swoją dużą masę cząsteczkową (863,36 g/mol) i wysoką lipofilowość przy wartości logP wynoszącej 21. Ogranicza to jego penetrację w głąb skóry i wyjaśnia tendencję do osadzania się w warstwie rogowej naskórka. Ponadto koenzym Q10 rozkłada się pod wpływem światła. Stąd penetracja koenzymu Q10 przez skórę z konwencjonalnych preparatów jest słaba i nie może dostarczyć go do docelowych warstw skóry. Prócz tego konwencjonalne preparaty nie przedłużają uwalniania koenzymu Q10 do skóry.
Jedną z najbardziej popularnych, ale również i efektywnych form poprawy biodostępności koenzymu Q10 wobec skóry, jak i innych barier biologicznych, jest jego enkapsulacja w systemach nośnych [12]. Inną formą jest optymalizacja współczynnika lipofilowości/hydrofilowości podłoża preparatu z koenzymem Q10 [12]. Badania potwierdzają również skuteczność stosowania miejscowych preparatów z koenzymem Q10 w połączeniu z powierzchownymi i/lub średniogłębokimi środkami peelingującymi do leczenia fotouszkodzonej skóry [13].
Koenzym Q10, jako skórny przeciwutleniacz, występuje w naskórku w 10-krotnie wyższych stężeniach w porównaniu ze skórą właściwą.
Referencje

  • Bonakdar R.A., Guarneri E. Coenzyme Q10. Am Fam Physician. 2005 Sep 15;72(6):1065‒ PMID: 16190504.
  • Puizina-Ivić N. Skin aging. Acta Dermatovenerologica Alpina, Panonica, et Adriatica. 2008 Jun;17(2):47‒ PMID: 18709289.
  • Li X., Zhan J., Hou Y., Hou Y., Chen S., Luo D., Luan J., Wang L., Lin D. Coenzyme Q10 Regulation of Apoptosis and Oxidative Stress in H2O2 Induced BMSC Death by Modulating the Nrf-2/NQO-1 Signaling Pathway and Its Application in a Model of Spinal Cord Injury. Oxid Med Cell Longev. 2019 Dec 12;2019:6493081. doi: 10.1155/2019/6493081. PMID: 31915512; PMCID: PMC6930770.
  • Lagendijk J., Ubbink J.B., Vermaak W.J. Measurement of the ratio between the reduced and oxidized forms of coenzyme Q10 in human plasma as a possible marker of oxidative stress. J Lipid Res. 1996 Jan;37(1):67‒ PMID: 8820103.
  • Díaz-Casado M.E., Quiles J.L., Barriocanal-Casado E., González-García P., Battino M., López L.C, .Varela-López A. The Paradox of Coenzyme Q10 in Aging. Nutrients. 2019 Sep 14;11(9):2221. doi: 10.3390/nu11092221. PMID: 31540029; PMCID: PMC6770889.
  • Hargreaves I.P., Mantle D. Coenzyme Q10 Supplementation in Fibrosis and Aging. Adv Exp Med Biol. 2019;1178:103‒ doi: 10.1007/978-3-030-25650-0_6. PMID: 31493224.
  • Garrido-Maraver J., Cordero M.D., Oropesa-Avila M., Vega A.F., de la Mata M., Pavon A.D., Alcocer-Gomez E., Calero C.P., Paz M.V., Alanis M., de Lavera I., Cotan D., Sanchez-Alcazar J.A. Clinical applications of coenzyme Q10. Front Biosci (Landmark Ed). 2014 Jan 1;19(4):619‒ doi: 10.2741/4231. PMID: 24389208.
  • Puizina-Ivić N. Skin aging. Acta Dermatovenerologica, Alpina, Panonica, et Adriatica. 2008 Jun;17(2):47‒ PMID: 18709289.
  • Kim J., Kim K., Sung G.Y. Coenzyme Q10 Efficacy Test for Human Skin Equivalents Using a Pumpless Skin-On-A-Chip System. Int J Mol Sci. 2020 Nov 11;21(22):8475. doi: 10.3390/ijms21228475. PMID: 33187177; PMCID: PMC7697574.
  • Ryu K.A., Park P.J., Kim S.B., Bin B.H., Jang D.J., Kim S.T. Topical Delivery of Coenzyme Q10-Loaded Microemulsion for Skin Regeneration. Pharmaceutics. 2020 Apr 7;12(4):332. doi: 10.3390/pharmaceutics12040332. PMID: 32272811; PMCID: PMC7238272.
  • Qu H., Guo M., Chai H., Wang W.T., Gao Z.Y., Shi D.Z. Effects of Coenzyme Q10 on Statin-Induced Myopathy: An Updated Meta-Analysis of Randomized Controlled Trials. J Am Heart Assoc. 2018 Oct 2;7(19):e009835. doi: 10.1161/JAHA.118.009835. PMID: 30371340; PMCID: PMC6404871.
  • Arenas-Jal M., Suñé-Negre J.M., García-Montoya E. Coenzyme Q10 supplementation: Efficacy, safety, and formulation challenges. Compr Rev Food Sci Food Saf. 2020 Mar;19(2):574-594. doi: 10.1111/1541-4337.12539. Epub 2020 Feb 19. PMID: 33325173.
  • Puizina-Ivić N., Mirić L., Carija A., Karlica D., Marasović D. Modern approach to topical treatment of aging skin. Coll Antropol. 2010 Sep;34(3):1145-53. PMID: 20977120.
  • CZYTAJ POZOSTAŁE CZĘŚCI SERII

    Składniki pod lupą cz. 2 – kurkumina 

    Składniki pod lupą cz. 3 – witamina C

    Składniki pod lupą cz. 4 – niacynamid

    Składniki pod lupą cz. 5 – krocyna

    Składniki pod lupą cz. 6 – probiotyki i lizaty bakteryjne

    Składniki pod lupą cz. 7 – retinol i pochodne

    Składniki pod lupą cz.8 – senolityki

    This post is only available to members.

    Prof. dr hab. n. med. Magdalena Górska-Ponikowska

    Profesor Akademicka, kierowniczka Katedry Chemii Medycznej i studiów podyplomowych Trychologia Kliniczna GUMed. Promotorka rozpraw doktorskich lekarzy, farmaceutów i kosmetologów. Współwłaścicielka marki kosmetycznej MGP Cosmetics i twórczyni autorskich kosmetyków molekularnych Skin Science.