Koencim Q10 kot prehransko dopolnilo in zdravilo Coenzyme Q10 as a Dietary Supplement and Drug Janko Zmitek, Katja Zmitek Povzetek: Koencim Q10 (CoQ10) ima nenadomestljivo vlogo prenašalca elektronov med kompleksi mitohondrijske dihalne verige ter aktivnega nosilca protonov prek notranje mitohondrijske membrane, s čimer sodeluje v procesu nastajanja gradienta protonov in sinteze ATP. CoQ10 je hkrati tudi edini endogeni maščobotopni antioksidant v telesu. Del ga zaužijemo tudi s hrano. Njegova biološka vloga temelji na redoks ravnotežju med (oksidirano) ubikinonsko in (reducirano) ubikinolno obliko, med katerima neprestano prehaja. Redoks stanje zaužitega CoQ10 (ubikinon / ubikinol) ne vpliva na njegovo funkcijo v telesu. Študije kažejo, da se koncentracije celokupnega CoQ10 v najaktivnejših telesnih organih s staranjem zmanjšujejo, raziskovalci pa so pokazali tudi pozitiven prispevek dodajanja CoQ10 pri različnih zdravstvenih stanjih. Ker se zaradi svojih fizikalnih lastnosti tako ubikinon kot ubikinol zelo slabo absorbirata iz prebavnega trakta, je potrebno posebno pozornost posvečati biodostop-nosti proizvodov. Prvi večji korak za povečevanje biodostopnosti CoQ10 predstavlja razvoj oljnih suspenzij (mehkih kapsul) z ubikinonom in kasneje ubikinolom, nadaljnjega pa razvoj vodotopnih oblik CoQ10. Predstavljen je tudi pregled izdelkov s CoQ10 na slovenskem tržišču. Ključne besede: CoQ10, ubikinon, ubikinol, biorazpoložljivost, biodostopnost, varnost, koencim Q10 Abstract: Coenzyme Q10 is a lipophilic compound playing an important role in the mitochondrial respiratory chain, where it acts as an electron carrier and as a carrier of proton transfer across membranes. It is also well known for its antioxidant properties. In the body CoQ10 mostly has an endogenous origin and is only partly derived by food. The biological role of CoQ10 is built on its redox equilibrium and continuous transformation between (oxidised) ubiquinone and (reduced) ubiquinol forms. Its function in the body is not affected by the form in which it is consumed. A decline in CoQ10 levels can be observed with increasing age, especially in the most active organs, while the beneficial effect of supplementation has been observed in many medical conditions. Due to its physical properties CoQ10 is very poorly absorbed from the gastrointestinal tract. Oil suspensions (soft-gel capsules) of ubiquinone and later ubiquionol represent the first important steps in increasing the bioavailability, while a further breakthrough was achieved with the development of water-soluble forms. An overview of CoQ10 products available on the Slovenian market is presented. Key words: CoQ10, ubiquinone, ubiquinol, bioavailability, safety, coenzyme Q10 1 Uvod Koencimi Q so lipofilne molekule, ki so naravno prisotne v vsaki živi celici, zaradi njihove velike razširjenosti v naravi (ubikvitete) pa jih imenujemo tudi ubikinoni (1). Kemijsko gre za 2,3-dimetoksi-5-metil-6-poliizoprenil-1,4-benzokinone, ki jih poimenujemo glede na dolžino poliizoprenske verige: stranska veriga koencima Q10, sicer najpogostejše oblike v človeku in večini sesalcev, je tako sestavljena iz 10 izoprenskih enot. Prvič so ga izolirali leta 1957 v okviru raziskav mitohondrijskega transportnega sistema, v naslednjih letih pa so potrdili tudi njegovo ključno vlogo v procesih oksidativne fosforilacije (1). Pomembne raziskave za razumevanje vloge koencima Q10 v celičnih energetskih procesih je vodil Peter D. Mitchell, ki je leta 1978 za svoje delo prejel Nobelovo nagrado. Koencim Q10 je amfifilna molekula, ki ima zaradi dolge nepolarne stranske verige močno prevladujoč lipofilni značaj. Zato se v telesu pojavlja le v treh oblikah: v micelnih agregatih, v lipidnih membranah, ali vezan na proteine (2). Večinoma se nahaja v membranah mitohondrijev, medtem ko je v citosolu le okrog 10% skupnega koencima Q10 (2). Vse biološke funkcije CoQ10 temeljijo na njegovem redoks ravnotežju, saj relativno enostavno prehaja med (polno oksidirano) ubikinonsko, semikinonsko in (polno reducirano) ubikinolno obliko (Slika I), pri čemer redoks potencial ubikinon/ubikinol [Em(70)] znaša okrog 0,1 V (1). Za enostavnejšo obravnavo v tem prispevku je termin koencim Q10 (CoQ10) uporabljen za ravnotežno zmes, medtem ko sta termina ubikinon in ubikinol uporabljena, ko govorimo neposredno o oksidirani oz. reducirani obliki. doc. dr. Janko Zmitek, univ. dipl. kem., Visoka šola za storitve, Cesta na Brdo 69, Ljubljana (e-naslov: janko.zmitek@vist.si) dr. Katja Zmitek, univ. dipl. kem., Institut »Jožef Stefan« in Visoka šola za storitve (trenutni naslov) Slika I: Redoks stanja koencima Q10 Figure I: Redox forms of coenzyme Qm Medtem ko je CoQ10 koencim različnim membranskim encimom, je najbolje raziskana njegova ključna vloga v kompleksih mitohondrijske dihalne verige: NADH-CoQ10 reduktazi (kompleksu I), sukcinat-CoQ10 reduktazi (kompleksu II) in ubikinol-citokrom c reduktazi (kompleks III) (2). Ima zelo pomembno vlogo prenašalca elektronov med navedenimi kompleksi in tako sodeluje pri nastajanju membranskega gradienta protonov, potrebnega za delovanje ATP sintaze. Ker sta za redukcijo ubikinona v ubikinol poleg dveh elektronov potrebna tudi dva protona, bi bil CoQ10 lahko v proces nastajanja gradienta protonov vključen tudi neposredno, če bi redukcija in oksidacija CoQ10 potekali na nasprotni strani membrane (3). Slednje je bilo z veliko verjetnostjo potrjeno pri kompleksu III, medtem ko mehanizem uporabe redoks energije za prenos protonov preko notranje mitohondrijske membrane v komplesih I in II še ni povsem jasen (2). Za natančnejši opis vloge CoQ10 v mitohondrijskih procesih priporočamo ogled preglednega članka na to temo, ki so ga pred kratkim pripravili Lenaz in sodelavci (2). Znano je, da procesi oksidativne fosforilacije (še posebej v kompleksih I in III) predstavljajo največji izvor reaktivnih kisikovih zvrsti (ROS, reactive oxygen species), npr. peroksidov in radikalov (2). Ireverzibilna škoda, ki jo le-te povzročajo na različnih biološko pomembnih molekulah v celicah, je tesno povezana s procesi staranja. Zelo Slika II: Položaj redoks ravnotežja CoQ10 v različnih organih in plazmi (7) Figure II: CoQ10 redox equilibrium in different organs and plasma (7) pomembno lastnost CoQ10 zato predstavljajo njegove antioksidativne lastnosti. CoQ10 je ključna komponenta telesnega obrambnega mehanizma zoper ROS, saj je edini endogeni maščobotopni antioksidant (4). Pri tem ne gre zanemariti, da ga je največ prav v mitohondrijih, glavnem izvoru ROS (4). Dokazano je bilo tudi njegovo sinergistično delovanje z drugimi antioksidanti, npr. a-tokoferolom (5). Koncentracije CoQ10 so v različnih delih telesa zelo različne; največ ga je v najbolj aktivnih organih, t.j. v srcu, ledvicah in jetrih (6). Tudi položaj redoks ravnotežja CoQ10 je v različnih delih telesa različen. Tako je npr. v plazmi in ledvicah ravnotežje pomaknjeno v smeri reducirane oblike, medtem ko se v možganih in pljučih CoQ10 nahaja pretežno v obliki ubikinona (Slika II). 2 Pomanjkanje in klinična raba V človeškem telesu je skupaj okrog 2 grama CoQ10; njegov povprečni razpolovni čas je 4 dni in telo ga dnevno nadomesti okrog 0,5 g predvsem z endogeno sintezo, deloma pa tudi s hrano (6,8). V splošnem je pomanjkanje CoQ10 v telesu lahko posledica motnje v biosintezi, pomanjkljivega vnosa s hrano, ali pa prevelike porabe v organizmu (9). Njegova biosinteza se začne iz tirozina preko kaskade osmih aromatskih prekurzorjev, v proces pa je vključenih tudi več vitaminov: C, B2, B6, B12, folna kislina, niacin in pantotenska kislina (10). Učinkovitost sinteze s staranjem telesa pada, še posebej velik padec koncentracije CoQ10 pa so opazili v najaktivnejših organih (Slika III) (6). Tako se npr. koncentracija v srcu začne nižati že po 20. letu (110 mg/kg) in se do 80 leta zniža za skoraj 60% (47 mg/kg) (6). Tudi v vranici se v enakem obdobju koncentracija zmanjša za 60%, medtem ko je zmanjšanje v ledvicah in jetrih nekaj manjše (35 oz. 17%). Endogena sinteza CoQ10 je lahko zmanjšana tudi pri rednih uživalcih inhibitorjev HMG-CoA reduktaze, zdravil za zniževanje holesterola (statinov) (11). Statini namreč kompetitivno inhibirajo tvorbo mevalonata, ki je prekurzor tako pri biosintezi holesterola kot koencima Q10, kar je verjetno povezano z nastankom statinskih miopatij (11). Pomanjkanje CoQ10 so opazili tudi v različnih bolezenskih stanjih (12), pri ljudeh z neuravnoteženo prehrano in kadilcih (13). Pomembno vlogo koencima Q10 v klinični rabi sta pred nedavnim v slovenski strokovni literaturi že predstavila Pavlin (14) in Rus (9), zato je v tem prispevku ne bomo podrobneje obravnavali. Dobro poznana je sicer uporaba Q10 pri srčnem popuščanju, kasneje pa so ga kliniki Preglednica I: Vsebnost CoQ10 v nekaterih živilih (18) Table I: CoQ10 content in various foods (18) Slika III: Starostno povezane spremembe koncentracije CoQ10 v nekaterih človeških organih (6) Figure III: Age-related changes in concentrations of CoQ10 in selected human organs (6) kot pomožno zdravilo začeli uporabljati tudi pri mnogih drugih stanjih, npr. pri Parkinsonovi bolezni, akutnem infarktu, migreni, esencialni hipertenziji, Alzheimerjevi bolezni, Friedreichovi ataksiji, statinski miopatiji, makularni degeneraciji, neplodnosti moških, diabetesu, periodontitisu in v kombinaciji s kemoterapijami (14). Indikacijsko območje za klinično rabo se je v zadnjih letih močno razširilo, tudi na področja, kjer nimamo uspešnih zdravil. Objavili so prispevek CoQ10 k zmanjšanju oksidativnega stresa v koži (15), pred kratkim pa tudi prva poročila o njegovih potencialnih vplivih na zaviranje nastanka katarakte (16) ter zmanjšanje možnosti za preeklampsijo med nosečnostjo (17). Za zanesljivo potrditev vpliva CoQ10 na preprečevanje ali zdravljenje različnih bolezni bo potrebno opraviti še več dobro načrtovanih kliničnih raziskav. 3 Eksogeni koencim Q10 in hrana Z upadanjem učinkovitosti endogene sinteze postaja pomembnejši eksogeni vnos. Najbolj logičen zunanji vir je hrana, vendar raziskave kažejo, da je takšen vnos zaradi nizke naravne vsebnosti CoQ10 v živilih majhen. V razvitem svetu dnevno človek, ki uživa uravnoteženo in raznovrstno hrano, zaužije povprečno le 3-6 mg koencima Q10 (18). Doslej znane študije vsebnosti koencima Q10 v hrani je pred kratkim celovito pregledal Pravst s sodelavci(18); ugotovili so, da na vsebnost CoQ10 v živilih precej vpliva tudi geografsko poreklo. Vsebnost CoQ10 v izbranih živilih je prikazana v Preglednici I. S koencimom Q10 so najbogatejši rdeče meso (govedina do 40 mg/kg) in migrirajoče ribe (sardine do 64 mg/kg); opazili so pomembne razlike med posameznimi deli živali. Bogati so tudi oreščki (arašidi 27 mg/kg) in rastlinska olja (olivno do 160 mg/kg). Mnogo manj CoQ10 lahko najdemo v mleku in mlečnih izdelkih, zlasti v tistih z manj maščobami (do 2 mg/kg), v sadju in zelenjavi ga je večinoma pod 5 mg/kg. Med slednjimi so najbogatejši peteršilj (do 26 mg/kg), cvetača (do 9 mg/kg) in avokado (10 mg/kg). V splošnem je opaziti večjo vsebnost CoQ10 v živilih z več maščobami, opazne pa so tudi razlike glede na pridelavo in tehnološko obdelavo. Podatki kažejo, da se s predelavo živil, zlasti z odstranjevanjem Hrana Konc. CoQ10 [mg/kg] Meso - govedina 16-40 - svinjina 13-45 - perutnina 8-25 Ribe - sardine 5-64 - skuše (rdeče meso) 43-67 - skuše (belo meso) 11-16 Olja - koruzno (Italija) 106-139 - olivno (Italija) 109-160 - sončnično (Italija) 10-15 Oreščki - arašidi 27 - orehi 19 - mandlji 5-14 Zelenjava - peteršilj 8-26 - brokoli 6-9 - cvetača 2-7 Sadje - avokado 10 - črni ribez 3 - jagode 1 zmanjšuje. Razlike v objavljenih vsebnostih CoQ10 v enakih živilih so precejšnje, razlog za to pa bi lahko bil tudi v različnih uporabljenih analitskih metodah. Podatke je zato potrebno obravnavati previdno, tiste, ki se ne nanašajo na točno določen izdelek oz. vzorec, pa jemati zgolj kot orientacijske. Z običajnim načinom prehranjevanja ni mogoče zadostiti povečanim potrebam po CoQ10, še zlasti ne z nizkomaščobno hrano. Zato so se na tržišču pojavila funkcionalna živila, obogatena s tem koencimom, s katerimi je mogoče za nekajkrat povečati njegov povprečni naravni dnevni vnos v telo. 4 Dodajanje koencima Q10 V zadnjih letih so pravi razmah doživeli formulirani izdelki s CoQ10 v različnih farmacevtskih oblikah, s katerimi lahko v telo vnašamo precej večje količine tega koencima, kot to lahko dosežemo s hrano. 4.1 Absorpcija in prenos CoQ10 Koencim Q10 je rumena kristalinična snov s tališčem okrog 50°C in relativno veliko molekulsko maso (Mr = 863) (1). Zaradi svoje kemijske zgradbe je netopen v vodi, hkrati pa je omejena tudi njegova topnost v lipidih. Posledično se zelo slabo absorbira iz prebavnega trakta. Učinkovitost absorpcije je odvisna od več dejavnikov, tudi od načina zaužitja in odmerka CoQ10. Absorpcijo lahko povečamo s hkratnim uživanjem hrane (19) in z delitvijo enega večjega na več manjših maščob, v katerih se koencim Q10 raztaplja, njegova vsebnost odmerkov CoQ10tekom dneva (20). studije na glodalcih so pokazale Preglednica II: Delež odmerka CoQ10 v plazmi po zaužitju v času najvišje koncentracije Table II: The amount of CoQ10 in plasma following a single oral dose at the time of the peak plasma level Zaužita oblika CoQ10 Delež odmerka v plazmi v času tmax Referenca obrok, pripravljen iz svinjskega srca (hrana) 3,9% (23) kristalinični CoQ10 0,2-1,6% (24,25) oljne suspenzije ubikinona 1,6-3,6% (25,26) oljne suspenzije ubikinola 1,8-2,6% (24,27) CoQ10 v obliki vodotopnega Q10CD kompleksa (slika IV) 4,5-4,8% (26) Opomba: Predpostavljen volumen plazme 2,5L. le 2-3% absolutno absorpcijo CoQ10(21), pri ljudeh pa je nekoliko višja - predvidoma nekje do 10% (22). Učinkovitost absorpcije CoQ10 je zelo odvisna tudi od oblike, v kateri učinkovino zaužijemo. Rezultati farmakokinetičnih študij na ljudeh so pokazali, da je v krvi v času maksimalne krvne koncentracije CoQ10 (tmax) navadno do 5% zaužitega odmerka CoQ10 (nekaj primerov je navedenih v Preglednici II) -najmanj v primeru kristalinične učinkovine (0,2-1,6%), in največ po zaužitju vodotopnih oblik CoQ10 (4,5-4,8% za vodotopni Q10CD kompleks). Poudariti je potrebno, da izračunane vrednosti predstavljajo le stanje v izbranem času (tmax) in jih zato ne smemo obravnavati kot približke absolutne absorpcije, temveč le kot njen minimum. prebavni trakt iml.i jetra "li- za nekatere druge v vodi netopne snovi. Kot smo že omenili Ima na absorpcijo CoQ10 največji vpliv uporabljena oblika učinkovine oz. formulacija proizvoda. Oljne suspenzije ubikinona Za povečevanje absorpcije in s tem biodostopnosti so raziskovalci uporabili različne strategije v smeri optimizacije formulacij in razvoja novih oblik CoQ10 (29). Pogost princip v takšnih primerih je zmanjševanje delcev do mikro in nano velikosti, vendar v tem primeru tak pristop ni bil učinkovit. Prvi uspešni pristop je bila tvorba suspenzij v različnih oljih (mehke kapsule), pri čemer na povečevanje absorpcije CoQ10 iz teh izdelkov pomembno vplivajo mnogi dodatki, npr. emulgatorji, kot je pokazal npr. Weis s sodelavci z raziskavami vpliva formulacije in dodatkov na biodostopnost CoQ10. Mehke želatinske kapsule s CoQ10 v sojinem olju z dodatki polisorbata 80 samega ali v Slika IV: Shematski prikaz absorpcije in transporta CoQ1c Figure IV: Scheme absorption and transport of CoQ1c Mehanizem absorpcije In prenosa CoQ10 (Slika IV) je zelo podoben kot pri a-tokoferolu (vitamin E), podobni lipofilni molekuli. Sama absorpcija temelji predvsem na emulzifikaciji s pomočjo žolčnih kislin v tankem črevesu; ni znano, da bi kateri del črevesa pri tem imel specifično vlogo. Med absorpcijo pride v enterocitih do naravne redukcije koencima, ki se v krvi pojavi predvsem v reducirani obliki (28). Metabolizem CoQ10 pri človeku ni dobro raziskan; večina raziskav je bila narejena na živalih. Kot kaže se CoQ10 metabolizira v vseh tkivih, izloča pa se predvsem z blatom (28). Maksimalno koncentracijo v krvni plazmi dosežemo v 2-6 urah po zaužitju (29), po prenehanju dodajanja pa se krvna koncentracija v nekaj dneh povrne na izhodiščno raven ne glede na obliko zaužite substance. 4.2 Povečevanje biodostopnosti Poglavitni vzrok za nizko biodostopnost ubikinona in ubikinola je nezadosten čas za absorpcijo v prebavnem traktu, kar je značilno tudi Slika V: Primerjava dveh študij relativne biodostopnosti CoQ10: v prvi so mehke kapsule s suspenzijo CoQ10 v sojinem olju (Pharma Nord) [PN oljna susp.] primerjane s kristalinicnim CoQ10 [Weis in sodelavci (25)], v drugi pa z vodotopno obliko CoQ10 (kompleks z ß-ciklodekstrinom; Q10CD) [Žmitek in sodelavci (26)] Figure V: Comparison of two relative bioavailability studies for CoQ10: soft-gel capsules with CoQ10 in a soybean oil suspension (Pharma Nord) [PN oljna susp.] were compared to crystalline CoQ10 in the first study [Weis et al. (25)], and with a water-soluble form of CoQ10 (complex with ß-cyclodextrin; Q10CD) in the second one [Žmitek et al. (26)] kombinaciji z lecitinom je primerjal s trdimi kapsulami, v katerih je bil krlstallnični CoQ10 (25). Rezultati so pokazali velik vpliv sestavin na biodostopnost CoQ10, ki je bila pri najučinkovitejši formulaciji na ravni 162% biodostopnosti osnovnega kristaliničnega CoQ10 (Slika V) (25). Oljne suspenzije ubikinola Okrog leta 2000 so se na tržišču pojavile mehke kapsule s suspenzijo reducirane oblike CoQ10. O razmeroma dobri biodostopnosti posebnih t.i. aktivnih kapsul, v katerih je bila ta substanca emulgirana z digliceril monooleatom in lecitinom v repičinem olju, je poročal Hosoe s sodelavci (27). Študija žal ni bila izvedena primerjalno proti drugim proizvodom in je zato neposredna primerjava z ostalimi oblikami CoQ10 dokaj problematična, testirana formulacija aktivnih kapsul pa na slovenskem tržišču ni dostopna. Ne glede na to lahko z upoštevanjem doslej znanih podatkov sklepamo, da je biodostopnost oljnih suspenzij ubikinola boljša od kristalinične učinkovine, morda pa tudi od oljnih suspenzij ubikinona. Za potrditev tega bodo potrebne dodatne raziskave, saj po naših informacijah primerjalna študija biodostopnosti oljne suspenzije ubikinola glede na oljno suspenzijo ubikinona še ni bila izvedena. Tudi deleži odmerka CoQ10, ki so bili določeni v krvi v času maksimalne koncentracije (po zaužitju CoQ10 v obliki oljnih suspenzij ubikinola) niso zelo prepričljivi (Preglednica II). Solubilizirane (vodotopne) oblike CoQ10 Solubilizacija lipofilnih snovi je pogosta strategija za povečevanje njihove absorpcije v telesu (30). Pristopi za dosego tega cilja so v praksi zelo različni, npr. izdelava različnih inkluzijskih kompleksov, tvorba micel, idr. Slednja strategija je bila za povečevanje biodostopnosti koencima Q10 prvič uporabljena leta 1997, ko je Chopra s sodelavci na zdravih prostovoljcih pokazal, da je biodostopnost testirane solubilizirane oblike CoQ10 za 90% večja od biodostopnosti kristaliničnega CoQ10 (31). Uspešnost tega pristopa se je pokazala še pri nekaterih drugih solubiliziranih oblikah CoQ10 (32), tudi pri vodotopnem kompleksu koencima Q10 in b-ciklodekstrina (Q10CD, Slika VI) (26,33). Vodotopnost je v tem primeru posledica specifične strukture b-ciklodekstrina, ki ima hidrofobno notranjost, v katero se ujame molekula CoQ10, in precej bolj hidrofilno zunanjost. Po razpadu kompleksa pod vplivom želodčnega soka, s čimer se sprostijo posamezne molekule CoQ10 za absorpcijo, pa se b-ciklodekstrin izloči iz organizma v nespremenjeni obliki. Ta derivat škroba se tudi sicer pogosto uporablja v farmaciji za solubilizacijo lipofilnih susbstanc ter stabilizacijo. Povečano biodostopnost vodotopnega Q10CD napram mehkim kapsulam z oljno suspenzijo je najprej pokazala študija na psih (33), kasneje pa je bilo to potrjeno tudi na zdravih prostovoljcih (26). Rezultati slednje študije so pokazali, da je biodostopnost testirane vodotopne oblike Q10CD v povprečju na ravni 220% biodostopnosti referenčnih oljnih kapsul (Slika V) (26). Žal zaradi izkazane dobre biodostopnosti nekaterih vodotopnih oblik CoQ10 vse pogosteje prihaja do zlorab tega termina. Nekateri proizvajalci tako svoje proizvode zavajujoče označujejo kot vodotopne in jim pripisujejo povečano absorpcijo CoQ10, čeprav takšnih lastnosti dejansko ne izkazujejo. Primeri takšnih oblik, ki v vodi večinoma tvorijo bolj ali manj stabilne suspenzije, so različne zmesi, v katerih je npr. učinkovina adsorbirana na trden matriks (npr. na SiO2 ali celulozo). Slika VI: Shematski model vodotopnega Q10CD - inkluzijskega kompleksa CoQ10 in p-ciklodekstrina (18) Figure VI: Schematic model of water-soluble QCD- inclusion complex of CoQ10 and p-cyclodextrin (18) 4.3 Ubikinon proti ubikinolu Vlogo koencima Q10 v telesu določa redoks ravnotežje med ubikinonsko in ubikinolno obliko (Slika I), zato nobena od obeh oblik v nobenem primeru ne more biti obravnavana kot prednostna. Zaužita oblika ne vpliva na funkcijo CoQ10 v telesu, saj takoj po absorpciji ubikinona pride do spontane redukcije, zaradi česar se CoQ10 v krvni plazmi pojavi pretežno v reducirani obliki (28). V znanstveni literaturi nismo našli nobenih opažanj, da bi na učinkovitost pretvorbe ubikinona v ubikinol kakorkoli vplivala starost ljudi, niti ne, da bi s starostjo pešala tvorba endogenega ubikinola bolj kot ubikinona. 5 Varnost in odmerjanje v zdravju in bolezni Koencim Q10 je naravno prisoten tako v telesu kot hrani, zato ni presenetljivo, da klinična testiranja na tisočih bolnikov z zelo različnimi odmerki (tudi do 3000 mg) niso pokazala pomembnih stranskih učinkov (34). Redko se pojavijo poročila o posameznih blagih gastrointestinalnih težavah, ki pa niso bile povezane z uživanjem CoQ10 (ni povezave med zaužitim odmerkom in odzivom). Ocena tveganja po metodi opaženih varnih vrednosti (OSL, observed safe level) je pokazala veliko varnost dnevnih odmerkov do 1200 mg (34). Rezultati farmakokinetičnih študij kažejo, da zunanji vnos ne vpliva na endogeno sintezo CoQ10, ter da se CoQ10 po končanem dodajanju ne akumulira v plazmi ali tkivih (35). Koencim Q10 je v obliki različnih farmacevtskih oblik po vsem svetu dostopen že preko 20 let, večinoma kot prehransko dopolnilo (35). Priporočen dnevni odmerek (RDA) za CoQ10 ni določen, saj je v telesu le-ta pretežno endogenega izvora in se potrebe med posamezniki lahko bistveno razlikujejo. Trenutno se sme v Sloveniji priporočati dopolnjevanje prehrane do dnevnega odmerka 50 mg CoQ10. Ta odmerek je relativno nizek, tudi v primerjavi z dovoljenimi odmerki v Preglednica III: Okvirni dnevni odmerki CoQ10 v različnih stanjih Table III: Frame guidelines for the supplementation of CoQ10 in different conditions Stanje Odmerek Opomba Zdravi otroci / (po posvetu z zdravnikom) Zdravi ljudje do 40. leta do 50 mg Zdravi ljudje nad 40. letom 50 - 100 mg Zdrave nosečnice in doječe matere / (po posvetu z zdravnikom) Ljudje z dejavniki tveganja (tudi uporabniki statinov) okrog 100 mg (po posvetu z zdravnikom) Bolniki z različnimi bolezenskimi stanji navadno nad 300 mg (po posvetu z zdravnikom) Opombe: V Sloveniji se trenutno sme priporočati dopolnjevanje prehrane do dnevnega odmerka 50 mg CoQ1, nekaterih drugih evropskih državah (npr. 200 mg v Belgiji). Razpon priporočenih odmerkov CoQ10 v literaturi je razmeroma velik in povezan predvsem z namenom uporabe (preventiva, dejavniki tveganja, različna bolezenska stanja) (Preglednica III). Glede na razvoj novih formulacij s povečano biodostopnostjo je v prihodnosti mogoče pričakovati, da bodo priporočila za odmerjanje vezana na uporabljeno obliko. Absolutne kontraindikacije uporabe CoQ10 niso znane (36). Uporaba pri zdravih otrocih, nosečnicah in doječih materah se iz previdnostnih razlogov svetuje po nasvetu zdravnika. V nekaj študijah na posameznih pacientih so opazili potencialno interakcijo z antitrombotikom varfarinom, kar pa so ovrgli s placebo kontrolirano študijo na 24 stabilnih pacientih, ki so 4 tedne poleg varfarina uživali še 100 mg CoQio (36). 6 Izdelki s koencimom Q10 na tržišču Na slovenskem tržišču je dostopnih precej izdelkov z različnimi oblikami CoQ10, ki imajo status zdravila, ki se izdaja brez recepta v lekarnah in specializiranih prodajalnah, ali pa prehranskega dopolnila. Izdelke različnih distributerjev, ki jih je mogoče kupiti v lekarnah, smo zbrali v Preglednici IV. Na pobudo uredništva smo v preglednico vključili tudi maloprodajne cene izdelkov, ki smo jih za enostavnejšo primerjavo preračunali na ceno v EUR za 30 mg CoQ10, običajno priporočenim dnevnim odmerekom. Na podlagi podatkov o sestavi izdelkov smo izdelke glede na dostopne podatke o njihovi potencialni biodostopnosti razdelili v pet razredov: • A: izdelki s kristaliničnim CoQ10, za katerega je značilna slaba absorpcija; • B: izdelki z oljno suspenzijo ubikinona, katere biodostopnost ni bila preverjena, vendar je verjetno boljša od kristaliničnega CoQ10; • C: izdelki z oljno suspenzijo ubikinona, katerih biodostopnost je z objavljenimi študijami dokazano boljša od kristaliničnega CoQ10; • D: izdelki z oljno suspenzijo ubikinola, katere biodostopnost je boljša od kristaliničnega CoQ10; • E: izdelki z vodotopno obliko CoQ10, katere biodostopnost je z objavljenimi študijami dokazano boljša od oljne suspenzije ubikinona (C). V slovenskih spletnih trgovinah po pričakovanju lahko najdemo kar nekaj proizvodov s kristaliničnim CoQ10, ki se iz prebavnega trakta zelo slabo absorbira, natančen pregled stanja na tržišču pa je presenetljivo pokazal, da so takšni izdelki tudi na policah naših lekarn (Preglednica IV). Primer takšnih proizvodov so npr. trde kapsule s 30 mg CoQ10 v zmesi z belim rižem v prahu (NOW Koencim Q10). Na tržišču so tudi proizvodi s kristaliničnim CoQ10, za katere proizvajalci navajajo trditev o vodotopnosti, vendar iz deklaracij proizvodov ni razvidno, da je dejansko uporabljena vodotopna oblika učinkovine. Primeri takšnih proizvodov so npr. pelete s 50 mg CoQ10 v stiku (GOGO Q10 Energy) in trde kapsule s 50 mg CoQ10 (Sensilab Koencim Q10). Za pojasnilo v zvezi s tem in informacijo o uporabljeni obliki učinkovine smo se obrnili na oba distributerja omenjenih proizvodov, ki nista zanikala uporabe kristaliničnega CoQ10, niti nista pojasnila podlage za uporabo trditve o vodotopnosti. Najpogostejša farmacevtska formulacija koencima Q10 so mehke kapsule s CoQ10 v oljni suspenziji; na tržišču so proizvodi z 20 mg (Pharma Effect Koencim Q10) ali 30 mg CoQ10 (Fidi Koencim 10, Natural Wealth Koencim Q10 in BioQinon Q10). Za slednji proizvod je bila dokazana povečana biodostopnost v primerjavi s kristaliničnim CoQ10 (Slika V). Na slovenskem tržišču so dostopne tudi kapsule z oljno suspenzijo ubikinola (Ubiquinol CoQH-CF), za katere se predvideva povečana biodostopnost v primerjavi s kristaliničnim CoQ10, njihove biodostopnosti v primerjavi z oljnimi suspenzijami ubikinona pa niso študirali. V zadnjih letih so se na tržišču pojavili tudi prvi proizvodi z vodotopno obliko Q10CD, za katero so dokazali izboljšano biodostopnost tudi v primerjavi z oljnimi suspenzijami ubikinona (Slika V). Takšno obliko učinkovine vsebujejo šumeče tablete z 10 mg (Sensilab Q10 Koencim mladosti) in tablete s 30 mg CoQ10 (Quvital tablete) ter sirup s 15 mg CoQ10/mL (Quvital forte sirup). Pri primerjavi cen proizvodov na tržišču moramo upoštevati, da se le-te dokaj hitro spreminjajo. Analiza ni pokazala jasne zveze med ceno, farmacevtsko obliko proizvoda in uporabljeno obliko učinkovine. Presenetljiva je relativno visoka cena proizvodov s kristalinično učinkovino (0,39 - 0,61 EUR). V času priprave tega prispevka so bili tako najcenejši kot najdražji tisti proizvodi, ki vsebujejo CoQ10 v obliki vodotopnega kompleksa Q10CD: najcenejše so bile tablete in sirup (Quvital tablete in Quvital forte sirup; 0,33 EUR), dražje pa šumeče tablete (Sensilab Q10 Koencim mladosti; 1,17 EUR), pri katerih pa je potrebno upoštevati, da poleg CoQ10 vsebujejo še vitamine (B1, B2, B6, B12, C, E, biotin, niacin, pantotenska in folna kislina). Mehke kapsule z ubikinonom so dostopne v relativno ozkem cenovnem intervalu med 0,40 in 0,47 EUR (Natural Wealth in Pharma Effect Koencim Q10, Fidi Koencim 10 ter BioQinon Q10), tiste z ubikinolno obliko CoQ10 pa so skoraj enkrat dražje (Ubiquinol CoQH-CF; 0,79 EUR). Preglednica IV: Nekateri izdelki s CoQ10, dosegljivi v Sloveniji kot zdravila brez recepta aH prehranska dopolnila za peroralno uporabo Table IV: Selected products with CoQ10 available in Slovenia in the form of drugs available without prescription or food supplements for peroral use Razred Oblika Izdelek Vsebnost CoQ10 Cena za 30 mg CoQ10 (maj 2009) Opomba Študija biodostopnosti A trde kapsule NOW Koencim Q10 (Bimedia) 30 mg / kap. 0,41 € Q10 / A trde kapsule Sensilab Koencim Q10 (Farmicom) 50 mg / kap. 0,39 € Q10* / A pelete v stiku GOGO Q10 Energy (Fidimed) 50 mg / stik 0,61 € Q10* / B mehke kapsule Fidi Koencim 10® (Fidimed, BRp) 30 mg / kap. 0,44 € SU / B mehke kapsule Natural Wealth Koencim Q10 (Difar) 30 mg / kap. 0,48 € SU / B mehke kapsule Koencim Q10 (Pharma Effect) 20 mg / kap. 0,40 € SU / C mehke kapsule Pharma Nord Bio-Qinone® Q10 (Mic Mengeš) 30 mg / kap. 0,47 € SU (25) D mehke kapsule NOW Ubiquinol CoQH-CF® (Bimedia) 50 mg / kap. 0,79 € SUR / E tablete Quvital tablete® (Novval) 30 mg / tab. 0,33 € Q10CD (26,33) E sirup Quvital® forte sirup (Novval) 15 mg / mL 0,33 € Q10CD (26,33) E šumeče tablete Sensilab Q10 koencim mladosti (Farmicom) 10 mg / tab. 1,17 € Q10CD (26,33) Opombe: V tabelo so vključeni proizvodi, ki so bili pomladi 2009 v prodaji v naključni lekarni (Mariborske lekarne). Imena Izdelkov In blagovne znamke so iz registra zdravil in seznama notificiranih prehranskih dopolnil (poleg imena proizvoda je naveden zastopnik). Večina proizvodov sodi med prehranska dopolnila, eden (označen z oznako BRp) pa je zdravilo, ki je na voljo brez recepta. Pri vsebnosti CoQ10 je navedena vsebnost celokupnega CoQ10, morebitne druge aktivne komponente (npr. vitamini) niso vključene. Maloprodajne cene izdelkov so za enostavnejšo primerjavo enotno preračunane na 30 mg CoQ10. Pri proizvodih, ki so na tržišču dostopni v različnih pakiranjih, smo v tabelo vključili proizvod z najnižjo ceno na 30 mg CoQ10. Okrajšave: Q10 = uporabljen kristaliničen CoQ10; Q10* = proizvajalec navaja vodotopnost, vendar nam ni posredoval dokazov, s katerimi bi to trditev podkrepil; SU = uporabljena oljna suspenzija ubikinona; SUR = uporabljena oljna suspen-zija ubikinola; Q10CD = uporabljen vodotopni kompleks CoQ10 in b-ciklodekstrina (Q10CD). Tako kot na večini svetovnih tržišč ima tudi pri nas glavnina izdelkov s koencimom Q10 status prehranskih dopolnil. Proizvodnja le-teh je v primerjavi s proizvodnjo zdravil manj kontrolirana, so pa proizvajalci skladno z veljavno zakonodajo dolžni zagotoviti ustrezno vsebnost učinkovine in stabilnost proizvoda v predpisanem roku uporabe. Ustreznost prehranskih dopolnil v Sloveniji nadzira Zdravstveni inšpektorat. O njihovi kakovosti se še posebej v povezavi z določenimi proizvajalci med strokovno javnostjo občasno pojavljajo dvomi, katerih upravičenost bi lahko ovrednotili le z rednimi neodvisnimi kontrolnimi pregledi. Da so standardi zagotavljanja kakovosti proizvodov med proizvajalci zelo različni, lahko sklepamo tudi iz izkušenj, ki smo jih dobili ob pripravi tega pregleda. Tako so nam nekateri proizvajalci oz. distributerji sami posredovali dokaj natančno dokumentacijo o prodajanih izdelkih (npr. specifikacije, analitske izvide, analitska poročila o stabilnosti v roku uporabe), nekateri pa so se npr. na naša vprašanja odzvali z informacijo, da gre za poslovne skrivnosti. 7 Sklep Koencim Q10 je naravno prisoten v vsaki telesni celici. Ima nenadomestljivo vlogo prenašalca elektronov med kompleksi mitohondrijske dihalne verige in je aktivno vključen v prenos protonov prek notranje mitohondrijske membrane in posledičen nastanek gradienta protonov, kar je gonilo tvorbe ATP. CoQ10 je hkrati tudi edini endogeni maščobotopni antioksidant. V telesu je večinoma endogenega izvora, deloma pa ga zaužijemo tudi s hrano. Vlogo koencima Q10 v telesu določa redoks ravnotežje med ubikinonsko in ubikinolno obliko; njegova funkcija v telesu ni odvisna od tega, ali ga zaužijemo v obliki ubikinona ali ubikinola. Živila sicer vsebujejo relativno malo CoQ10, še največ ga je v rdečem mesu, migrirajočih ribah, nekaterih rastlinskih oljih in oreščkih. Študije kažejo, da se koncentracije CoQ10 v najaktivnejših telesnih organih s staranjem zmanjšujejo. Zato, zaradi dokazane varnosti uživanja in dobrih izkušenj v klinični rabi postaja dodajanje CoQ10 vse popularnejše. Najbolj smotrno je pri stanjih, za katera je bil ugotovljen primanjkljaj CoQ10 v telesu, ali pa pozitiven učinek te učinkovine na potek bolezni ter preventivno zaradi antioksidativnega učinka. Njegov učinek v telesu lahko pripišemo tako vzpostavljanju normalnega toka elektronov v dihalni verigi, kot antioksidativnim lastnostim. V literaturi ni podatkov, da bi zunanji vnos inhibiral endogeno sintezo CoQ10; po prenehanju dodajanja se krvna koncentracija v nekaj dneh povrne na izhodiščno raven. V prihodnosti bo sicer potrebno opraviti še več dobro načrtovanih kliničnih raziskav, da bi lahko zanesljivo potrdili vpliv CoQ10 na preprečevanje ali zdravljenje bolezni. Zaradi svojih fizikalnih lastnosti se tako ubikinon kot ubikinol zelo slabo absorbirata iz prebavnega trakta. Ta vidik mora še posebej upoštevati strokovna javnost, saj širši javnosti ni enostavno razumljiv. Posebno pozornost je potrebno zato posvečati biodostopnosti proizvodov, še posebej, ker je na tržišču kar nekaj proizvodov, za katere se utemeljeno pričakuje slaba absorpcija CoQ10. Zal v želji po čimbolj prepričljivih številkah distributerji pogosto operirajo z zavajujočimi podatki in se sklicujejo na študije, v katerih so bili njihovi ali njihovim podobni proizvodi testirani le v primerjavi z oblikami z dokazano najslabšo biodostopnostjo, npr. s kristalinično učinkovino, ki jih neutemeljeno razglašajo za standardno obliko na tržišču. Najpogostejšo obliko na tržišču sicer predstavljajo mehke kapsule z oljnimi suspenzijami ubikinona, na katerih je bila prvič pokazana boljša absorpcija CoQ10. Izboljšana absorpcija CoQ10 je značilna tudi za oljne suspenzije ubikinola, nadaljnji razvojni korak pa je bil narejen z razvojem vodotopnih oblik CoQ10. Zal so nekateri proizvajalci začeli izkoriščati osveščenost javnosti o dobri biodostopnosti nekaterih takšnih vodotopnih oblik. Na tržišču se namreč pojavljajo proizvodi s kristaliničnim CoQ10, za katere proizvajalci neupravičeno trdijo, da vsebujejo vodotopne oblike koencima Q10. Slabe prakse agresivne promocije izdelkov, ki jih žal vse pogosteje uporabljajo tudi dobro uveljavljeni distributerji, je mogoče pokazati tudi na več drugih primerih. Tako nekateri proizvajalci na svojih izdelkih pretirano izpostavljajo koencim Q10, čeprav ga izdelki dejansko vsebujejo zelo malo (le kakšen miligram), ali pa izdelke oglašujejo z neresničnimi trditvami. Tako npr. uporabo ubikinolne oblike CoQ10 distributer promovira z neresnično trditvijo, da s staranjem pri ljudeh slabi sposobnost pretvorbe ubikinona do ubikinola, ter da naj bi bilo zato uživanje ubikinola bolj primerno. Z uporabo omenjenih promocijskih tehnik, ki jih včasih težko prepozna tudi strokovna javnost, prodajalci z namenom pospeševanja prodaje povzročajo zmedo na tržišču in zavajajo potrošnike. 8 Literatura 1. Coenzyme Q: Biochemistry, bioenergetics, and clinical applications of ubiquinone. Chichester: John Wiley & Sons, 1985. 2. Lenaz G, Fato R, Formiggini G, Genova ML. The role of Coenzyme Q in mitochondrial electron transport. Mitochondrion 2007; 7: S8-S33. 3. Crane FL. Discovery of ubiquinone (coenzyme Q) and an overview of function. Mitochondrion 2007; 7: S2-S7. 4. Bentinger M, Brismar K, Dallner G. The antioxidant role of coenzyme Q. Mitochondrion 2007; 7: S41-S50. 5. Kaikkonen J, Nyyssonen K, Tomasi A, Iannone A, Tuomainen TP, Porkkala-Sarataho E, Salonen JT. Antioxidative efficacy of parallel and combined supplementation with coenzyme Q10 and d-alpha-trocopherol in mildly hypercholesterolemic subjects: a randomized placebo-controlled clinical study. Free Radic Res 2000; 33: 329-340. 6. Kalen A, Appelkvist EL, Dallner G. Age-related changes in the lipid compositions of rat and human tissues. Lipids 1989; 24: 579-584. 7. Aberg F, Appelkvist EL, Dallner G, Ernster L. Distribution and redox state of ubiquinones in rat and human tissues. Arch Biochem Biophys 1992: 295: 230-234. 8. Bliznakov EG, Wilkins DJ. Biochemical and clinical consequences of inhibiting coenzyme Q10 biosynthesis by lipid-lowering HMG-CoA reductase inhibitors (statins): A critical overview. Adv Ther 1998; 15: 218228. 9. Rus P, Rus RR. Koencim Q10. Zdrav Var 2008; 47: 89-98. 10. Folkers K. Relevance of the biosynthesis of coenzyme Q10 and of the four bases of DNA as a rationale for the molecular causes of cancer and a therapy. Biochem Biophys Res Commun 1996; 224: 358-361. 11. Littarru GP, Langsjoen P. Coenzyme Q10 and statins: Biochemical and clinical implications. Mitochondrion 2007; 7: S168-S174. 12. Quinzii CM, DiMauro S, Hirano M. Human coenzyme Q10 deficiency. Neurochem Res 2007; 32: 723-727. 13. Elsayed NM, Bendich A. Dietary antioxidants: potential effects on oxidative products in cigarette smoke. Nutr Res 2001; 21: 551-567. 14. Pavlin R. Koencim Q10 - Klinična raba. Zdrav Vestn 2008; 77: 159-162. 15. Blatt T, Mundt C, Mummert C, Maksiuk T, Wolber R, Keyhani R, Schreiner V, Hoppe U, Schachtschabel DO, Stab F. Modulation of oxidative stress in human skin of old donors. Z Gerontol Geriatr 1999; 32: 83-88. 16. Zhang J, Wang S. Topical use of Coenzyme Q10-loaded liposomes coated with trimethyl chitosan: tolerance, precorneal retention and anti-cataract effect. Int. J. Pharm. 2009; doi:10.1016/j.ijpharm.2009.01.001 (In Press). 17. Teran E, Hernandez I, Nieto B, Tavara R, Ocampo JE, Calle A. Coenzyme Q10 supplementation during pregnancy reduces the risk of pre-eclampsia. Int. J. Gyn. Obst. 2009; doi:10.1016/j.ijgo.2008.11.033 (In Press) 18. Pravst I, Zmitek K, Zmitek J. Coenzyme Q10 contents in foods and fortification strategies. Crit Rev Food Sci Nutr 2009; doi: 10.1080/10408390902773037 (In Press). 19. Ochiai A, Itagaki S, Kurokawa T, Kobayashi M, Hirano T, Iseki K. Improvement in intestinal coenzyme Q10 absorption by food intake. Yakugaku Zasshi 2007; 127: 1251-1254. 20. Singh RB, Niaz MA, Kumar A, Sindberg CD, Moesgaard S, Littarru GP. Effect on absorption and oxidative stress of different oral coenzyme Q10 dosages and intake strategy in healthy men. Biofactors 2005; 25: 219-224. 21. Zhang Y, Aberg F, Appelkvist EL, Dallner G, Ernster L. Uptake of dietary Coenzyme Q supplement is limited in rats. J Nutr 1995; 125: 446-453. 22. Weber C. Dietary intake and absorption of Coenzyme Q. In: Kagan VE, Quinn PJ, eds. Coenzyme Q: Molecular mechanisms in health and disease. Boca Raton: CRC Press, 2001: 209-215. 23. Weber C, Bysted A, Holmer G. Intestinal absorption of coenzyme Q10 administered in a meal or as capsules to healthy subjects. Nutr Res 1997: 17: 941-945. 24. Miles MV, Horn P, Miles L, Tang P, Steele P, DeGrauw T. Bioequivalence of coenzyme Q10 from over-the-counter supplements. Nutr Res 2002; 22: 919-929. 25. Weis M, Mortensen SA, Rassing MR, Mollersonnergaard J, Poulsen G, Rasmussen SN. Bioavailability of 4 oral Coenzyme Q10 formulations in healthy volunteers. Mol Aspects Med 1994; 15: 273-280. 26. Zmitek J, Smidovnik A, Fir M, Prosek M, Zmitek K, Walczak J, Pravst I. Relative bioavailability of two forms of a novel water soluble coenzyme Q10. Ann Nutr Metab 2008; 52: 281-287. 27. Hosoe K, Kitano M, Kishida H, Kubo H, Fujii K, Kitahara M. Study on safety and bioavailability of ubiquinol (Kaneka QH™) after single and 4-week multiple oral administration to healthy volunteers. Regul Toxicol Pharmacol 2007; 47: 19-28. 28. Bhagavan HN, Chopra RK. Coenzyme Q10: Absorption, tissue uptake, metabolism and pharmacokinetics. Free Radic Res 2006; 40: 445-453. 29. Zmitek J, Zmitek K, Pravst I. Improving the bioavailability of coenzyme Q10: From theory to practice. Agro Food Ind Hi Tec 2008; 19 (4): 8-10. 30. Water-insoluble drug formulation, Second edition. Boca Raton: CRC Taylor & Francis, 2008. 31. Chopra RK, Goldman R, Sinatra ST, Bhagavan HN. Relative bioavailability of coenzyme Q10 formulations in human subjects. Int J Vitam Nutr Res 1998; 68: 109-113. 32. Bhagavan HN, Chopra RK. Plasma coenzyme Q10 response to oral ingestion of coenzyme Q10 formulations. Mitochondrion 2007; 7: S78-S88. 33. Prosek M, Butinar J, Lukanc B, Fir Milivojevic M, Milivojevic L, Krizman M, Smidovnik A. Bioavailability of water soluble CoQ10 in beagle dogs. J Pharm Biomed Anal 2008; 47: 918-922. 34. Hathcock JN, Shao A. Risk assessment for coenzyme Q10 (Ubiquinone). Regul Toxicol Pharmacol 2006; 45: 282-288. 35. Hidaka T, Fujii K, Funahashi I, Fukutomi N, Hosoe K. Safety assessment of coenzyme Q10 (CoQ10). Biofactors 2008; 32: 199-208. 36. Bonakdar RA, Guarneri E. Coenzyme Q10. Am Fam Phys 2005; 72: 10651070.