輔酶Q10抗氧化性及應(yīng)用研究進展

王虹玲，武婷茹，戰(zhàn)秀梅（.沈陽工學(xué)院生命工程學(xué)院，遼寧撫順322；2.沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)土地與環(huán)境學(xué)院，遼寧沈陽06）

輔酶Q10抗氧化性及應(yīng)用研究進展

王虹玲1，武婷茹1，戰(zhàn)秀梅2，*
（1.沈陽工學(xué)院生命工程學(xué)院，遼寧撫順113122；2.沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)土地與環(huán)境學(xué)院，遼寧沈陽110161）

摘要：輔酶Q10是人體最重要的輔酶之一，是生物體內(nèi)組成呼吸鏈及合成能量物質(zhì)ATP的必要組成成分，同時作為細胞代謝和細胞呼吸的激活劑，輔酶Q10具有促進體內(nèi)新陳代謝，提高機體非特異性免疫、增強抗氧化能力、延緩衰老等多重功效。本文從輔酶Q10的基本特點、生理活性及其抗氧化性出發(fā)，闡述其目前在食品、醫(yī)藥、化妝品等領(lǐng)域的應(yīng)用情況，簡要分析國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，并對其應(yīng)用前景進行展望。

關(guān)鍵詞：輔酶Q10；生理功能；抗氧化性；應(yīng)用

輔酶Q10（Co-Q10），別名癸烯醌、泛醌，為脂溶性醌類化合物，廣泛存在于酵母、植物的葉片、種子以及動物的臟器中。在人體內(nèi)主要集中在肝、心、腎、腎上腺等組織，是一種純天然的抗氧化物質(zhì)，能夠抵抗細菌和自由基對機體的損傷，促進細胞生長和自我修復(fù)，從而起到提高生物體免疫力、增強抗氧化能力、延緩衰老等作用。而醌式及側(cè)鏈異戊烯基的結(jié)構(gòu)，又決定了其可作為呼吸鏈的遞氫體、細胞代謝激活劑和重要的抗氧化劑等特點[1]。Co-Q10較為顯著的特點是無毒、無致畸作用和無明顯副作用，使用安全。目前Co-Q10已作為多功能生化藥物、食品添加劑等廣泛地應(yīng)用于食品、化妝品及醫(yī)藥行業(yè)，備受廣大學(xué)者和消費者的青睞。

1　Co-Q10在人體中的生理功能

Co-Q10可以提供或移去生命體中氧，在機體呼吸鏈的電子傳遞以及質(zhì)子位移中起重要作用。作為代謝激活劑，可激活細胞代謝和細胞呼吸，是線粒體氧化磷酸化反應(yīng)中幾種重要酶的輔助成分，同時作為生物體內(nèi)重要的抗氧化劑和非特異性免疫增強劑，Co-Q10還具有促進體內(nèi)氧化磷酸化反應(yīng)，保護生物膜的完整性的功能。

Co-Q10存在于機體線粒體內(nèi)膜上，是線粒體呼吸鏈限速反應(yīng)的關(guān)鍵物質(zhì)和細胞能量的生成要素，具有抗氧化和控制細胞內(nèi)氧氣的流動的特性，是脂質(zhì)抗氧化劑、自由基清除劑和膜穩(wěn)定劑，同時也是細胞代謝的賦活劑[1]。

2　Co-Q10的抗氧化作用

輔酶Q10有兩種存在狀態(tài)，分別是氧化型（Co-Q10）和還原型（Co-Q10H2），且大多以Co-Q10形式存在，因Co-Q10H2極易被氧化。但經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，只有Co-Q10H2才具有抗氧化的作用[2]，可通過終止自由基鏈式的反應(yīng)，減少自由基對機體內(nèi)脂質(zhì)、蛋白質(zhì)的氧化損傷。其抗氧化性主要體現(xiàn)在：清除體內(nèi)自由基、抑制動脈粥樣硬化以及通過和其他物質(zhì)協(xié)同作用共同發(fā)揮抗氧化的功效。

2.1Co-Q10的清除自由基作用

2.1.1減少氧化應(yīng)激、改善線粒體功能障礙

氧化應(yīng)激作用與線粒體功能障礙互為因果，可形成惡性循環(huán)。其作用機理為：氧化應(yīng)激可產(chǎn)生大量的自由基，可對線粒體復(fù)合物Ⅰ造成損傷；線粒體復(fù)合物Ⅰ受到抑制后會生成更多的自由基[3]。而Co-Q10作為一種重要的抗氧化劑和自由基清除劑，可減少氧化應(yīng)激帶來的危害并改善線粒體障礙。Othman[4]等觀察了Co-Q10用于治療血吸蟲誘導(dǎo)肝臟產(chǎn)生的氧化應(yīng)激以及輔助吡喹酮治療肝纖維化的效果，結(jié)果發(fā)現(xiàn)經(jīng)過Co-Q10治療后，肝臟的氧化應(yīng)激和肝功能都有所改善，氧化應(yīng)激標志物明顯減少，而且聯(lián)合吡喹酮使用顯著改善了肝臟中的氧化還原狀態(tài)，肝纖維化得到明顯的抑制。由此可見，維持體內(nèi)Co-Q10含量處于正常水平對于減少氧化應(yīng)激以及保護線粒體功能、阻止其功能性障礙是非常重要的。

2.1.2抗細胞凋亡

Co-Q10可增加ATP生產(chǎn)效率，抑制線粒體滲透性轉(zhuǎn)換通道的開放及線粒體的去極化，并可直接清除自由基，保護線粒體DNA，從而阻止線粒體損傷和自由基的產(chǎn)生，起到抑制細胞凋亡的作用。李熙東[5]研究了Co-Q10對PD大鼠黑質(zhì)細胞損傷的保護作用，發(fā)現(xiàn)研究組黑質(zhì)凋亡細胞數(shù)明顯少于對照組，表明Co-Q10能有效防止PD大鼠黑質(zhì)細胞的損傷。張國平等[6]研究了Co-Q10對體外培養(yǎng)的小鼠腦微血管內(nèi)皮細胞凋亡和增殖的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)一定濃度的Co-Q10能抑制小鼠微血管內(nèi)皮細胞凋亡，從而對微血管內(nèi)皮細胞起保護作用。

2.1.3膜穩(wěn)定劑

Co-Q10作為生物體細胞自身的抗氧化劑、激活劑和遞氫體，可影響生物體某些酶的活性，保護和恢復(fù)生物膜結(jié)構(gòu)，馮慶芝[7]研究了VC及Co-Q10治療前后乙醇對兔心臟超聲參數(shù)的影響，結(jié)果表明Co-Q10可使有毒的過氧化物還原成無毒的羥基化合物，促使H2O2分解，從而保護機體免受毒性氧的損害，維持細胞膜結(jié)構(gòu)和功能的完整性。

2.1.4修護肌膚

Co-Q10可增加角化細胞濃度，提高皮膚細胞抗氧化能力并抑制磷酸酪胺酸酶活性，從而防止黑色素形成，預(yù)防紫外線照射所引起的表皮細胞DNA破壞，起到改善皮膚暗沉、減少皮膚老化、提高肌膚含水量等作用。

2.2Co-Q10與動脈粥樣硬化

動脈粥樣硬化是動脈硬化血管病中最常見一種，而低密度脂蛋白（LDL）的氧化修飾可導(dǎo)致血管內(nèi)皮功能紊亂和泡沫細胞的形成，是動脈粥樣硬化開始和發(fā)展的關(guān)鍵[8]。經(jīng)大量研究表明，動脈粥樣硬化患者及其高危人群血漿中Co-Q10H2含量較正常人偏低[9]，因為Co-Q10可以顯著降低或延緩LDL的氧化作用，其作用機理可總結(jié)為：Co-Q10具有位點特異性抗氧化作用，既能保護脂質(zhì)，又能保護蛋白成分，而Co-Q10H2抗氧化能力強，能夠高效終止自由基鏈式反應(yīng)并能抑制多種氧化誘導(dǎo)劑的作用，在不同氧化應(yīng)激條件（強烈或比較溫和的）下抑制LDL脂質(zhì)過氧化，從而抑制動脈粥樣硬化的形成和發(fā)展[1，8]。

2.3Co-Q10與其他物質(zhì)的協(xié)同作用

2.3.1Co-Q10對VE的增效作用

人體內(nèi)清除自由基的抗氧化物質(zhì)大多不是獨立存在和單獨作用的，而是聯(lián)合或者是協(xié)同發(fā)揮作用。Co-Q10除了自身具有抗氧化作用外，還能與其他抗氧化劑協(xié)同作用。VE是體內(nèi)防止脂質(zhì)過氧化的主要物質(zhì)，但在應(yīng)激條件下，VE反而會加快脂質(zhì)的過氧化速度，Co-Q10的存在可促使VE轉(zhuǎn)換成較穩(wěn)定的狀態(tài)，從而阻止脂質(zhì)物質(zhì)的進一步氧化，以此來與VE協(xié)同發(fā)揮抗氧化作用。Co-Q10使VE活力再生的作用與VC類似，是唯一一種天然存在的，在人體中能夠再生（轉(zhuǎn)化成活性形式）的脂溶性抗氧化劑[1]。

2.3.2Co-Q10與抗壞血酸

抗壞血酸為水溶性抗氧化劑，可還原α-生育酚酰基自由基和阻止α-生育酚羥基自由基介導(dǎo)的鏈式反應(yīng)的啟動，經(jīng)研究認為，VE可與抗壞血酸協(xié)同抑制脂質(zhì)過氧化[10]，基于Co-Q10對VE的增效作用，故推測Co-Q10也可能與抗壞血酸相互作用。

2.3.3Co-Q10與VB1、VB2

Co-Q10與VB1聯(lián)合使用可提高左室射血分數(shù)、心功能和運動耐量，用于治療慢性心力衰竭。余娟等[11]研究了將心衰患者在常規(guī)治療基礎(chǔ)上加用Co-Q10，結(jié)果表明患者左室射血分數(shù)提高，心功能和運動耐量也有所改善。

Co-Q10與VB2聯(lián)合使用可有效預(yù)防偏頭痛。王益平等[12]在Co-Q10與VB2預(yù)防偏頭痛發(fā)作的臨床療效中觀察顯示，治療組發(fā)作頻率明顯少于對照組，且治療組平均頭痛程度較輕、平均持續(xù)時間較短，表明Co-Q10與VB2聯(lián)用在預(yù)防偏頭痛上具有良好的作用效果。

3　輔酶Q10的應(yīng)用

3.1食品

Co-Q10性能穩(wěn)定，無毒副作用，具有很高的安全性，近年來被廣泛應(yīng)用于食品添加劑中。自從20世紀90年代日本首先將Co-Q10粉末溶于VE植物油的混合物中用以延長了產(chǎn)品的保質(zhì)期以來，Co-Q10在食品中的應(yīng)用得到了迅猛的發(fā)展。西方國家廣泛利用其生產(chǎn)低脂食品，來增加產(chǎn)品的抗肥胖作用。2006年9 月25日，我國國家食品藥品監(jiān)督管理局出臺了《以Co-Q10為原料生產(chǎn)的保健食品申報與評審規(guī)定（征求意見稿）》后，Co-Q10才逐漸開始應(yīng)用于保健食品中[13]。隨著Co-Q10新產(chǎn)品的不斷開發(fā)，其在食品及保健品方面的應(yīng)用將成為Co-Q10市場需求的主要源動力。

3.2化妝品

Co-Q10作為一種天然抗氧化劑，具有較好的抗衰老功效，因此近年來被廣泛應(yīng)用于化妝品中。近年來美國和德國分別推出了添加Co-Q10的洗發(fā)水等新產(chǎn)品，用于抗衰老和受損發(fā)質(zhì)的日常護理[3]。在我國，市面上含有Co-Q10的化妝品種類和數(shù)量也日漸增多。

3.3醫(yī)藥

醫(yī)藥是Co-Q10應(yīng)用的重要領(lǐng)域，可作為一些疾病的治療及輔助用藥。據(jù)研究表明，生物體的多種疾病都與Co-Q10的缺乏有關(guān)，如非特異性免疫疾病、牙周病、帕金森氏癥、阿爾滋海默癥、慢性肝炎及腎衰竭等[14]。Co-Q10能加強心肌新陳代謝功能，保護心血管細胞生物膜結(jié)構(gòu)的完整性，減輕動脈硬化，現(xiàn)已廣泛用于心律不齊、心力衰竭等心血管疾病的輔助用藥。此外，Co-Q10還可影響體內(nèi)碳水化合物代謝途徑，降低血糖，是目前證實治療線粒體糖尿病有效的藥物[15]。隨著Co-Q10研究的不斷深入，其在醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用也會日趨擴大，具有廣闊的應(yīng)用前景。

4　Co-Q10國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

Co-Q10的消費主要集中在美國、日本、澳大利亞以及西歐等地，其中日本是世界上Co-Q10最主要的生產(chǎn)國，其市場占有率高達90%，目前已公布的Co-Q10化學(xué)合成和發(fā)酵法專利已有100多項。美國市場占到總消費能力的1/3，是繼日本之后Co-Q10消耗最多的西方國家。我國雖擁有比較充足的Co-Q10原料資源，但研究較晚，自2000年以來，才先后有江蘇南通、云南、山東濟南等地陸續(xù)上馬Co-Q10生產(chǎn)線，均采用茄尼醇法半合成工藝，但由于Co-Q10合成工藝技術(shù)難度高，所以國內(nèi)企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模和產(chǎn)品質(zhì)量都遠不能滿足市場需求，大部分Co-Q10產(chǎn)品仍從國外進口的，國內(nèi)市場缺口較大。目前主要應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，而在保健食品中的應(yīng)用才剛剛起步，但隨著我國對Co-Q10投入的加大及重視，相信其在不久的將來會被大力推廣。

5　展望

Co-Q10作為生物體內(nèi)細胞產(chǎn)生能量的重要酶類以及代謝反應(yīng)的底物，發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，被廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)療、保健等行業(yè)中。目前，國際市場每年對Co-Q10的需求量在400 t以上，并且仍然以每年10%的速度增長[16]，具有十分可觀的研發(fā)和應(yīng)用前景。隨著人們對Co-Q10的不斷研究和深度開發(fā)，其應(yīng)用范圍會進一步擴大和發(fā)展，Co-Q10產(chǎn)品的研究和生產(chǎn)也將達到更高的水平，以便更好的為人類所利用。

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DO I：10.3969/j.issn.1005-6521.2015.19.049

收稿日期：2014-06-05

基金項目：國家自然科學(xué)基金（41201283）；國家公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項（201303095-15）

作者簡介：王虹玲（1986—），女（漢），講師，碩士，研究方向：天然產(chǎn)物提取、微生態(tài)制劑。

*通信作者：戰(zhàn)秀梅（1974—），女（漢），副教授，博士，研究方向：植物營養(yǎng)與土壤肥力。

Recent Advance on Antioxidant and App lication of Coenzyme Q 10

WANGHong-ling1，WU Ting-ru1，ZHANXiu-mei2，*
（1.College of Life Engineering，Shenyang Institute of Technology，F(xiàn)ushun 113122，Liaoning，China；2.College of Land and Environment，Shenyang AgriculturalUniversity，Shenyang110161，Liaoning，China）

Abstract：Coenzyme Q10 is one of the most important coenzymes and essential component in composing respiratory chain and energy source ATP in human body.Meanwhile，as an activator of cellmetabolism and respiration，coenzyme Q10 featuresmultiple functions like promoting the body'smetabolism，enhancing the non-specific immunity，improving the antioxidative capacity and slowing the effects of ageing.This review started from the characters，physiological activities and antioxidants of coenzyme Q10，expounded its applications in food，pharmaceuticalsand cosmetics industry，briefly introduced the research status home and abroad，also itsutilization futurewas prospected.

Keywords：coenzymeQ10；physiological functions；antioxidant；application