Исследование на коэнзиме Q10 используется для лечения остеопороза

Остеопороз (оп) происходит из-за дисбаланса между дифференциацией остеопороза и остеопластовой резорбцией. Она характеризуется уменьшением костной массы, ухудшением микроструктуры костей, высоким риском переломов и поздними осложнениями, связанными с высокой заболеваемостью и смертностью. Встречается у постклимактерических женщин и пожилых мужчин [1].

Coenzyme Q10 (CoQ10), or ubiquinone, consists of a benzoquinone ring with a redox-active center and a long polyisoprene lipid chain [2]. Coenzyme Q10 is derived from both endogenous synthesis and exogenous intake. In the human body, coenzyme Q10 is synthesized from tyrosine or phenylalanine to form the benzoquinone structure, and the polyisoprene side chain is synthesized from acetyl coenzyme A (CoA) via the methyl valerate pathway. and then the coenzyme Q10 is formed by further modification and condensation of the quinone ring structure by methods such as hydroxylation, methylation, and decarboxylation [3]; while external intake mainly comes from animal protein, vegetables, fruits, and cereals [4].

Основное внимание при традиционном лечении остеопороза уделяется медикаментозной терапии, и большое число экспериментов показало, что длительное применение остеопороза может вызывать серьезные неблагоприятные реакции. Недавние исследования показали, что коэнзим Q10 может регулировать обмен костей и уменьшить возникновение остеопороза. Таким образом, данная статья дает новое направление для профилактики и лечения остеопороза путем обсуждения традиционного лечения остеопороза, механизма, применения и безопасности коэнзима Q10 при воздействии на обмен костей.

1. Обычное лечение остеопороза

В настоящее время традиционным методом лечения остеопороза является медикаментозное лечение, которое подразделяется на две основные категории: антикостно-резорбционные препараты и препараты, способствующие формированию костной ткани.

1.1. Система управления Антикостный резорбционный препарат

Антикостный резорбционный препарат предотвращает потерю костей, препятствуя активации и функции остеокластов. К репрезентативным лекарствам относятся бисфосфонаты (БПС), денорасходные материалы, селективные модуляторы рецепторов эстрогена (серм) и кальцитонин. Бисфосфонаты включают алендронат, ризедронат, ибандронат и золедроновую кислоту, которые препятствуют резорбции костей, связывая их с гидроксиапатитом на поверхности костей. Denosumab — это рекомбинантный моноклональный антиорганизм человека, блокирующий связывание рецепторного активатора ядерного фактора — κB ligand (RANKL) с клетками остеокласта [5] и сдерживающий активность остеокласта.

Селективные модуляторы рецепторов эстрогена оказывают свое влияние путем селективной привязки к рецепторам эстрогена. Рецептор активатор ядерного фактора -κB Ligand (RANKL) от привязки к остеокластовым клеткам [5], препятствующий остеокластовой активности; Селективные модуляторы рецепторов эстрогена оказывают эстрогенный эффект путем селективной привязки к эстрогенным рецепторам, снижая выработку и активность остеокластных клеток [6]; Кальцитонин препятствует рассасыванию костей, подавляя механизм оттока кальция из костей. Антикостно-резорбционные препараты в основном имеют негативные реакции, особенно у пациентов с остеопорозом, которые проходят лечение от усиленного резорбции костей, вызванного опухолями костей, в сочетании с диабетом, подавлением иммунной системы, стероидами, курением и употреблением алкоголя, при этом широко распространены некроз челюсти и атипичные переломы [7].

1.2 остеогенные препараты

Остеогенные препараты увеличивают образование костей, способствуя дифференциации остеобластов. Репрезентативный препарат-терипаратид. Терипаратид — это рекомбинантный человеческий паратироидный гормон 1-34 (рекомбинантный человеческий паратироидный гормон 1-34, RHPTH 1-34), а также n-терминальная аминокислотная последовательность терипаратидных связывает с остеобластью, мезенхимальной клеткой и паратироидным гормональным рецептором I типа на поверхности почечной трубной мембраны подвального основания [8], оказывает костно-образующее действие и широко используется у постклинопаузных женщин с остеопорозом и высоким риском перелома. Недостатком терипаратида являются его высокая цена, серьезные неблагоприятные реакции и необходимость инъекций.

Короче говоря, недостаток терапии остеопорозом заключается в Том, что длительное применение может вызвать серьезные неблагоприятные реакции. Поэтому необходимо изучать безопасные и эффективные препараты остеопороза.

2. Механизм коэнзима Q10 влияет на метаболизм костей

Коэнзим Q10 имеет множество физиологических функцийТакие, как антиокисление, противовоспаление, антиапоптоз, удаление свободных радикалов и мембранные стабилизирующие эффекты, но в основном оказывает антиокисление и антиапоптоз эффекты в метаболизме костей. Текущие исследования показывают, что коэнзим Q10 предотвращает потерю костей, стимулируя образование костной ткани остеообласти, ингибируя резорбцию костной ткани остеокласта и ингибируя окислительный стресс и старение клеток.

2.1эффект коэнзима Q10 на остеобласты и остеокласты

Остеобласты происходят из многомощных мезенхимальных стволовых клеток костного мозга и являются основными функциональными клетками, ответственными за формирование костей. Они отвечают за синтез, секрецию и минерализацию костной матрицы. Остеокласты происходят из многонациональных клеток мононуклеарной линии макрофаге гематопоидных предродиторных клеток и являются основными функциональными клетками, ответственными за резорбцию костей. Они отвечают за развитие, рост, ремонт и реконструкцию костей. Исследования показали, что коэнзим Q10 может способствовать образованию костей.

Чжэнг и др. [9] использовали клеточную культуру и модель остеопороза крыс для изучения мезенхимальных стволовых клеток костного мозга, извлеченных из экспериментальных крыс, и подтвердили, что CoQ10 может способствовать распространению мезенхимальных стволовых клеток костного мозга и способствовать остеогенной дифференциации в зависимости от дозы [10]. В Wu et al.'s [11] исследование, антиоксидант CoQ10 был введен в орхиэктомию (ORX) мышей были введены антиоксидант CoQ10 в течение 40 недель, и результаты показали, что CoQ10 эффективно предотвратил оркс потери костей, сопротивляя окислительный стресс. Антиоксидант CoQ10 играет профилактическую и защитную роль при орх-индуцированном остеопорозе, стимулируя образование костной ткани остеопороза, ингибируя резорбцию костной ткани остеокласта и окислительный стресс, а также предотвращая старение клеток.

2.2 коэнзим Q10 уменьшает окислительный стресс

Окислительный стресс возникает при увеличении образования реактивных кислородных видов (рос), снижении антиоксидантной активности или обоих видов в биологических системах [12]. Избыточные виды реактивного кислорода могут препятствовать дифференциации и распространению остеообластов, способствовать дифференциации остеокластов и в конечном итоге привести к большему костному резорбции [13-14]. Диетическая добавка антиоксидантами — эффективный способ уменьшить повреждения, причиняемые избыточными видами реактивного кислорода [15].

Коэнзим Q10 является естественным антиоксидантомЭто оказывает антиоксидантное и свободное радикальное действие, сдерживает и уменьшает окислительный стресс и тем самым предотвращает остеопороз. Zhang et al. [16] установили модель повреждения спинного мозга крысы (SCI) и вводили CoQ10 (10 мг/кг, гаваж) ежедневно в течение 12 часов в течение более 10 дней. Результаты показали, что после обработки коq10 скорость снижения плотности костного минерального сырья и содержания костного минерального сырья у крыс икв замедлилась; Уровень малодиалдегида в кости снизился, уровень дисмутазы супероксида увеличился, а окислительные повреждения, вызванные травмой, были уменьшены; А уровень воспалительных цитокинов значительно снизился. Это говорит о Том, что лечение кокс - 10 может эффективно снизить частоту остеопороза, вызванного повреждением спинного мозга.

2.3 коэнзим Q10 Подавляет действие клеточного старения

Клеточное старение — это состояние остановки клеточного цикла, которое подавляет апоптоз и сохраняет множество биоактивных факторов (связанный с сенесенсом секретный фенотип — SASP), которые играют физиологическую роль в развитии эмбриона и процессе исцеления [17]. Увеличение роз является важным фактором возрастных изменений всех тканей, включая кости [18].

Некоторые клинические и экспериментальные данные свидетельствуют о Том, что окислительный стресс может привести к старению костей. Окислительный стресс в нормальных клетках может привести к клеточному старению, а коэнзим Q10 обладает антиокислительным действием, которое может противодействовать клеточному окислительному стрессу. Li et al. [19] создали модель повреждения спинного мозга для оценки того, может ли коэнзим Q10 уменьшить окислительный стресс и предотвратить апоптоз мезенхимальных стволовых клеток костного мозга. Результаты показали, что лечение CoQ1 0 значительно снизило экспрессию апоптотических белков bax и каспаза -3, увеличив экспрессию антиапоптотического белка bcl-2 и антиоксидантных продуктов, что указывает на то, что коэнзим Q10 имеет антиапоптотические и антиоксидантные эффекты, может бороться с клеточным апоптозом, и, таким образом, предотвратить потерю костей.

Чжанг и др. [20] разделили мезенхимальные стволовые клетки костного мозга на контрольную группу, группу d-галактозной обработки с различными градиентами концентрации и группу обработки CoQ10 с различными концентрациями для оценки воздействия коэнзима Q10 на апоптоз стволовых клеток. Результаты показали, что CoQ10 значительно уменьшил положительные клетки железа и выражение p53, p21 и p16 в мезенхимальных стволовых клетках d-галактозы, что указывает на то, что CoQ10 препятствует старению мезенхимальных стволовых клеток костного мозга, препятствуя производству роз.

3. Применение коэнзима Q10 при лечении остеопороза

Ван кесин и др. [21] случайным образом разделили 40 мышей мужского Пола на обычную группу управления, группу d-галатозы, группу кальцитриола и группу коэнзим Q10, которые непрерывно вводились в течение 12 недель. В конце эксперимента бедра мышей были использованы для микро-кт и биомеханического исследования костей, а желудочно-кишечный анализ проводился с помощью ультра-микроскопической электронно-микроскопии трансмиссии.

Результаты показали, что по сравнению с обычной контрольной группой максимальная нагрузка и коэффициент жесткости бедра в модельной группе значительно снизились; Плотность подключения микрокт-параметров (Conn. D) и судьба костных минералов (BMD) была значительно снижена, а трабекулярное разделение (Tb). Сп была значительно увеличена. По сравнению с группой моделей, группа coenzyme Q10 имела значительно более высокую максимальную нагрузку на бедренную кость, конн. D., БМД и толщину трабекулярного сустава (тб). В то время как индекс модели структуры (SMI) и тб. Сп значительно сократилось.

In a study evaluating dietary fat unsaturation and coenzyme Q10 supplementation on bone health [22], 48 male rats were randomly divided into four groups: olive oil group, sunflower oil group, olive oil + coenzyme Q10 group, and sunflower oil + coenzyme Q10 group. Bone mineral density of the rats&#- 39; Были измерены бедренные кости, и результаты показали, что коэнзим Q10 может предотвратить потерю минеральной плотности костей.

В другом эксперименте по профилактике гормонального некроза бедренной головы коэнзимом Q10 [23] 20 крыс были разделены на контрольную группу и группу коэнзима Q10, и была проведена оценка некроза костей. Результаты показали, что изменения содержания коэнзима Q10 группы крови глутатиона (GSH) и малодиалдегида (MDA) были незначительными, гистологические изменения и частота раннего остеонекроза были ниже, чем в контрольной группе, а коэнзим Q10 оказывает защитный эффект на кости. Вышеизложенное подтверждает, что коэнзим Q10 оказывает защитное воздействие на кости, обеспечивая научную основу для лечения остеопороза.

4. Безопасность коэнзима Q10

Coenzyme Q10 is now widely used in the pharmaceutical, food, and cosmetics industries. As research into coenzyme Q10 continues, its safety is also being investigated. Current research shows that coenzyme Q10 is highly safe, with good tolerance and few adverse reactions.

В экспериментах над животными хон ян и др. [24] провели тест эймс на 50 мышах, и результаты показали, что коэнзим Q10 не оказывает мутагенного воздействия на гены. У Keqin et al. [25] провели 30- дневный эксперимент по токсичности для желудочного периода, результаты которого показали, что у крыс не было очевидной аномальной активности или симптомов отравления.

Honda et al. [26] conducted a subchronic toxicology study of coenzyme Q10, giving rats daily doses of 300, 600, and 1,200 mg/kg for 13 weeks. The results showed that none of the groups showed signs of death or poisoning. In clinical studies, McGarry et al. [27] conducted a randomized double-blind trial in which subjects were given 2,400 mg of CoQ10 per day. The results showed that CoQ10 was well tolerated by the subjects and no serious adverse reactions occurred. In a clinical trial on progressive supranuclear palsy [28], 61 participants were given CoQ10 (2400 mg/d) or a placebo for 12 months, and their daily living abilities and mental states were assessed. The results showed that there was no significant difference between the CoQ10 group and the placebo group in the first or second outcome measurement, and the tolerance was very good.

5. Резюме и перспективы

Таким образом, в настоящее время существует относительно небольшое число экспериментов на животных и клинических исследований по использованию коэнзима Q10 для лечения остеопороза. Поэтому на следующем этапе основное внимание будет уделяться крупномасштабным экспериментам с животными и клиническим испытаниям. Коэнзим Q10 играет в основном роль в профилактике и адъювантном лечении остеопороза считается, что с дальнейшим фундаментальным и клиническим исследованием коэнзим Q10 может стать новым лекарством для профилактики и лечения остеопороза.

Справочные материалы:

[1] видл м, тибодаукс рж, нейра ЛФВ и др. остеопороз: клиническое и фармакологическое обновление [дж]. Клин ревматол,2019,38(2):385 — 395.

[2] диас-касадо ME,Quiles JL,Barriocanal-Casado E,et al. Парадокс Coenzyme Q(10) в старении [J]. Питательные вещества,2019,11(9):2221.

[3] Hargreaves IP. Ubiquinone: холестерол' двоюродный брат-затворник [дж]. Энн клин биохем,2003,40(Pt 3):207-218.

[4] Gutierrez-Mariscal FM,Yubero-Serrano EM,Villalba JM,et al. Coenzyme Q(10):From bench to clinic in aging diseases,a трансляционный обзор [J]. Crit Rev Food Sci Nutr,2019,59(14):2240-2257.

[5] Pang KL,Low NY,Chin KY. Обзор роли денорасходных материалов в предотвращении переломов [J]. Препарат девел тер,2020,14:4029-4051.

[6] Du Yanping, чэн цюнь. Механизм и стратегия последовательной обработки паратироидными гормональными аналогами и бисфосфонатами для остеопороза [J]. Теоретическая и практическая диагностика, 2020, 19(3): 219-224.

[7] Compston J,Cooper A,Cooper C,et al. UK clinical guidelines for the prevention and treatment of osteoporosis [J]. Архостеопорос,2017,12(1):43.

[8] добниг г. обзор терипаратида и его клинической эффективности при лечении остеопороза [ж]. Эксперт Opin Pharmacother,2004,5(5):1153 — 1162.

[9] чжэн д, цуй с, ю м и др. коэнзим Q10 способствует распространению и дифференциации остеопороза в остеопорозе остеопороза, вызванного остеопорозом, и защищает от него. Mol Med Rep,2018,17(1):400-407.

[10] Moon HJ,Ko WK,Jung MS,et al. Coenzyme q10 regulatesosteoclast and osteoblast [J]. JFood Sci,2013,78(5):H785-891.

[11] Wu X,Liang S,Zhu X,et al. Erratum: подавление окислительного стресса и старения клеток CoQ10 увеличивает костную массу у орхиектомизированных мышей [J]. Am J Transl Res,2021,13(4):3923.

[12] Li R,Jia Z,Trush MA. Определение роз в биологии и медицине [J]. Реагируют виды оксигов (Apex),2016,1(1):9-21.

[13] Lee NK,Choi YG,Baik JY,et al. Решающая роль реактивных кислородных видов в дифференциации остеокласта, вызванной ранками [J]. Кровь, 2005,106(3):852-859.

[14] Fraser JH,Helfrich MH,Wallace HM,et al. Перекись водорода, но не сверхоксид, стимулирует костную ресорбцию мышей calvariae [J]. Кость, 1996,19(3):223-226.

[15] Geng Q,Gao H,Yang R,et al. Пирролохинолин хинон предотвращает вызываемый недостатком эстрогена остеопороз путем ингибирования окислительного стресса и остеоцитного старения [J]. IntJ Biol Sci,2019,15(1):58 — 68.

[16] чжан XX, цянь КДЖ, чжан Y и др. Mol Med Rep,2015, 12(3):3909-3915.

[17] амайя-монтойя м, перес-лондоньо а, гуатибонса-гарсия V и др. Клеточные сенесенцеаса терапевтические целевые заболевания, связанные с кормами: обзор [J]. Днепропетровск,2020,37(4):1407-1424.

[18] Corrado A,Cici D,Rotondo C,et al. Молекулярная основа старения костей [J]. IntJ Mol Sci,2020,21(10):3679.

[19] Li X, ZHJ,Hou Y,et al. Коэнзим Q10 регулирование апоптоза и окислительного стресса в H2O2 вызвало смерть BMSC, модулируя сигнальный путь Nrf-2/NQO-1 и его применение в модели повреждения спинного мозга [J]. Oxid Med Cell Longev,2019,2019:6493081.

[20] чжан д, ян б, ю с и др. Oxid Med Cell Longev,2015,2015:867293.

[21] ван кэсин, чэнь кайлин, чжэн сяоянь и др. Влияние коэнзима Q10 на костную микроструктуру и миофибрилы у мышей мужского Пола, вызываемое d-галактозой [J]. Китайский журнал фармакологии, 2019, 35(11): 1544-1550.

[22] Varela-Lopez A,Ochoa JJ,Llamas-Elvira JM,et al. Потери минеральной плотности костей, связанные с возрастом у крыс-самцов, питающихся подсолнечным маслом, избегаются путем всасывания оливкового масла или кофермента Q [J]. Int J Mol Sci,2017,18(7):1397.

[23] Komurcu E,Oktay M,Kaymaz B,et al. Acta Orthop trauma atol Turc,2014,48(2):217 — 222.

[24] хон ян, чжэн янбин, лю бо. Экспериментальная оценка токсикологической безопасности коэнзима Q10 у мышей [J]. Форум первичной медико-санитарной помощи, 2017, 21(25): 3461.

[25] у кэцин, хуан цзяньпин, чжун лиюн и др. Исследование токсичности Coenzyme Q10 [J]. Тайваньская аптека, 2012, 24(8): 39 — 41.

[26] Honda K,Tominaga S,Oshikata T,et al. J Toxicol Sci,2007,32(4):437-448.

[27] McGarry A,McDermott M,Kieburtz K, и др. Неврология,2017,88(2):152 — 159.

[28] Apetauerova D,Scala SA,Hamill RW, и др. Нейроиммунол нейровоспаление,2016,3(5):e266.