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].

Коэнзим Q10 (CoQ10), или ubiquinone, состоит из бензохинонового кольца с редокс-активным центром и длинной полиизопреновой липидной цепью [2]. Коэнзим Q10 получается как из эндогенного синтеза, так и из экзогенного поглощения. В организме человека коэнзим Q10 синтезируется из тирозина или фенилаланина для формирования структуры бензохинона, а полиизопреновая боковая цепь синтезируется из ацетила коэнзима A (CoA) по метилвалерату. Затем коэнзим Q10 формируется путем дальнейшей модификации и конденсации структуры квиннонового кольца такими методами, как гидроксиляция, метиляция и декарбоксиляция [3]; В то время как внешнее потребление в основном происходит из животного белка, овощей, фруктов и круп [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 функций, таких как антиокисление, противовоспаление, анти-апоптоз, удаление свободных радикалов и стабилизирующие мембранные 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 антиоксидантом, который имеет антиоксидантные и свободные радикальные эффекты накопления, подавляет и уменьшает окислительный стресс, и, таким образом, 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.

В исследовании, оцениваемом ненасыщённость пищевого жира и добавки коэнзима Q10 для здоровья костей [22], 48 самцов крыс были произвольно разделены на четыре группы: группа оливкового масла, группа подсолнечного масла, группа оливкового масла + группа коэнзима Q10 и группа подсолнечного масла + группа коэнзима Q10. Плотность костного минерального сырья 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 в настоящее время широко используется в фармацевтической, пищевой и косметической промышленности. По мере продолжения исследований в области coenzyme Q10 изучаются также вопросы его безопасности. Текущие исследования показывают, чтоКоэнзим Q10 очень безопасен, с хорошей толерантностью и незначительными отрицательными реакциями.

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] провели субхроническое токсикологическое исследование коэнзима Q10, получая крысам ежедневные дозы в 300, 600 и 1200 мг/кг в течение 13 недель. Результаты показали, что ни у одной из групп не было признаков смерти или отравления. В клинических исследованиях McGarry et al. [27] провели рандомизированное двойное слепое испытание, в ходе которого испытуемым давали 2400 мг кок10 в день. Результаты показали, что CoQ10 хорошо переносится субъектами и никаких серьезных негативных реакций не произошло. В клиническом исследовании прогрессирующего надядерного паралича [28] 61 участнику был Дан коq10 (2400 мг/сут) или плацебо в течение 12 месяцев, а также оценивались их жизненные способности и умственные состояния. Результаты показали, что между группой CoQ10 и группой плацебо не было существенных различий в первом или втором измерении результатов, и допуск был очень хорошим.

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.