摘要

辅酶Q（CQ），也称为泛醌，是一种脂溶性化合物，由氧化还原活性喹啉体分子和由异戊二烯单位组成的疏水侧链组成。侧链中的异上腺素单位数量是特定物种的。CQ由内质网和高尔基膜中的酶在所有细胞中合成，然后输送到其他细胞器。CQ的生物合成通过甲戊酸盐途径进行（Ernster和Dallner，1995年，Maltese和Aprille，1985年），这也参与了胆固醇生物合成。CQ在人类中的主要形式是CQ10，它包含10个异丙肾上腺素单位，而啮齿动物的主要形式是CQ9，它有九个异上腺素单位。

CQ是线粒体电子传输链中必不可少的辅助因子，它接受络合物I和II中的电子（Beyer，1992年，Ernster和Dallner，1995年）。CQ还以还原形式（ubiquinol）作为抗氧化剂发挥作用，保护生物膜（Forsmark-Andree等人）。1997年，诺克等人1994）。在脂质体、低密度脂蛋白、生物膜、蛋白质和DNA中已经证明了对CQ10氧化损伤的有效保护（Forsmark等人）。1991年，Forsmark-Andree和Ernster，1994年，Stocker等人。1991年）。据报道，心肌病、退行性肌肉疾病和衰老期间的CQ10水平有所下降（Battino等人）。1995年，Kalen等人1989年，卡尔松等人1990年，莫滕森1993年）。CQ10的大部分临床工作都集中在心脏病上，特别是充血性心力衰竭和心肌病。大多数研究表明，使用CQ10治疗可以显著改善心肌功能，没有已知的不利影响（Langsjoen等人）。1994）。除了心脏病外，CQ10在线粒体疾病患者中的有益作用也得到了证明（Bresolin等人）。1988年，Ihara等人。1989年，西川等人。1989年，Shoffner等人1989年）。

维生素E（VE）是血浆、红细胞和组织中发现的主要脂溶性破链抗氧化剂，在保持生物膜完整性方面发挥着重要作用（Burton和Traber，1990年，Chow，1991年）。VE也可以直接与过氧化物和超氧化物自由基反应（Fukuzawa和Gebicki，1983年，Niki等人）。1984）。VE在功能上与一些抗氧化剂相关，包括抗坏血酸、谷胱甘肽、脂肪酸和CQ（Chan等人）。1991年，Kagan等人。1990年，Maguire等人。1992年，麦凯，1985年，尼基等人。1982年，Packer等人1997）。线粒体的内膜中都发现了高浓度的CQ和VE。CQ和VE在VE回收方面进行交互的可能性首次是在1960年代（Mellors和Tappel，1966年）。然而，关于这两种化合物相互作用的现有大部分实验证据来自体外研究（Kagan等人）。1990年，Lass和Sohal，1998年，Maguire等人。1992年，Mellors和Tappel，1966年，Stoyanovsky等人。1995年）。

一些研究审查了VE和CQ10之间的相互作用，但结果不一致。例如，Zhang等人（1995年和1996年）表明，饮食CQ只用于肝脏、脾脏和血浆，而不用于肾脏、心脏、肌肉和大脑；补充VE增加了肝脏和血浆中的内源性和外源性CQ水平，而膳食CQ10对组织VE没有影响。另一方面，Las等人（1999年）发现，口服CQ10的小鼠血清、肝脏和肾脏的CQ10水平更高，骨骼肌和肝脏线粒体的VE水平更高。他们还发现，与单独补充CQ10的小鼠相比，口服VE和CQ10的小鼠肝线粒体中的CQ10较低。为了更好地了解VE和CQ10之间的相互作用，我们研究了外源给药CQ10和VE对大鼠组织和线粒体中外源和内源CQ和VE浓度的影响。

材料和方法

化学品和试剂。

从俄亥俄州辛辛那提的Fisher Scientific购买了单碱磷酸钠和二碱性磷酸钠。HPLC级甲醇和己烷是从新泽西州吉布斯敦的EM Science购买的。乙醇（95%）是从伊利诺伊州北京的中西部谷物产品中获取的。铁氰化钾是从J.购买的。T。Baker Chemicals，新泽西州菲利普斯堡。KCl、EDTA、Nagarse、Tris-HCl、Tris碱、蔗糖、Folin的试剂、硫酸铜、酒石酸钠、碳酸钠和氢氧化钠是从圣西格玛化学品公司购买的。密苏里州路易斯。

饮食和喂养方案。

膳食成分是从宾夕法尼亚州伯利恒的Dyets购买的。基本饮食（AIN-93M）包括14.00%无维生素酪蛋白、46.57%玉米淀粉、15.50%葡萄糖、10.00%蔗糖、5.00%纤维素、4.00%大豆油、3.50%盐混合物、1.00%维生素混合物（不含VE）、0.18%DL-甲硫氨酸和0.25%胆碱比乙酸酯（Reeves等人）。1993年）。基础饮食中的大豆油（4%）提供?10 IU VE（6.7毫克RRR-α-生育酚当量）/千克饮食。饮食1是基本饮食，没有任何补充。饮食2是基本饮食，辅以500毫克CQ10/千克饮食。饮食3是基本饮食，补充了500毫克CQ10/千克饮食和100 IU VE（作为RRR-α-生育酚）/千克饮食。饮食4是基本饮食，补充了500毫克CQ10/千克饮食和1310 IU VE/kg饮食。雄性斯普拉格-道利老鼠（n = 32；12个月大；印第安纳州印第安纳波利斯的Harlan Sprague Dawley）被随机分配到四种饮食中（n = 8/组）。食物和水是临时消耗的。每组有四名老鼠在食用各自饮食2周后死亡；其余的在4周内死亡。肯塔基大学机构动物护理和使用委员会审查并批准了实验协议。

样品准备。

在每个喂养期结束时，老鼠在通过心脏穿刺抽血后死亡。肝脏、脾脏、心脏、肾脏、骨骼肌和大脑立即切除、涂抹和称重。对部分肝脏、脾脏和心脏进行加工和制备，以分离线粒体（Bhattacharya等人）。1991年）。杀死后，心脏立即被彻底切碎和孵化，在室温下用5卷0.2摩尔/升三氯化氢缓冲液，含20克/升纳加尔斯、100毫摩尔/升蔗糖、10毫摩尔/升四乙酸乙烯二胺四乙酸酯、46毫摩尔/升氯化氢和5克/升牛血清白蛋白、pH 7.4（缓冲剂A）5分钟。在没有Nagarse（Buffer B）的情况下用同一缓冲剂清洗孵化碎组织后，使用Tekmar组织化剂（Tekmar、辛辛那提、OH）用Buffer B制备了100克/升均质体。孵化后，均质酸盐在500×克处离心10分钟，上清液在12,000×克处离心10分钟。由此产生的颗粒悬浮在缓冲B中，并在12,000×g处离心10分钟。颗粒是线粒体分数，在缓冲B中重新悬浮。使用缓冲B制备肝脏和脾线粒体，无需纳加尔斯治疗。在0.05摩尔/升磷酸盐缓冲剂pH 7.4的冰冷1.55摩尔/升KCl中制备了另一种均质酸盐，用于测量CQ10、CQ9和VE的水平。

生化测量。

使用荧光探测器测量VE（α-生育酚）水平的脂质提取物，使用荧光探测器激发205纳米，发射340纳米（Hatam和Kayden，1979年）。根据Okamoto等人（1985年）的高效液相色谱程序，使用275纳米的紫外线检测测量了CQ10和CQ9的水平。使用Folin的试剂（Miller，1959年）测量了线粒体蛋白质浓度。

数据分析。

使用ANOVA分析获得的数据，然后使用Tukey的多重比较测试进行分析。使用了SYSTAT 5软件的Windows版本（SYSTAT，伊利诺伊州埃文斯顿）。

结果

CQ10和VE补充和组织CQ10浓度。

与未补充CQ10的人群相比，14或28d的CQ10补充显著（P<0.05）显著提高了肝脏、脾脏和血清中的CQ10浓度（表1）。喂食实验饮食28天的大鼠肝脏和脾脏的CQ10浓度增加幅度相对较大于喂养14天的大鼠。补充14或28天CQ10不会显著改变心脏、肾脏、骨骼肌和大脑中的CQ10水平（表1）。与整个器官的效果类似，饮食CQ10显著提高了肝脏线粒体中的CQ10水平（图1A）和脾脏（图1B），但不是心脏（图1C）。

膳食VE对组织CQ10水平的影响因剂量而异；在14天或28天补充100 IU VE/kg饮食的大鼠的肝脏和脾脏（表1）明显高于对照组。另一方面，补充1310 IU VE/kg饮食的大鼠肝脏和脾脏的CQ10水平明显低于各自的对照组。与14天相比，28天补充100 IU VE/kg饮食的大鼠肝脏和脾脏的CQ10浓度增加相对较大。饮食VE在任何剂量下都没有显著改变血清、心脏、肾脏、骨骼肌肉和大脑的CQ10浓度（表1）。与整个器官的效果类似，补充100 IU VE/kg饮食显著提高了肝脏线粒体中的CQ10浓度（图1A）和脾脏（图1B），而补充1310 IU VE/kg饮食的效果正好相反。

CQ10和VE补充以及CQ9的组织水平。

在14d喂养CQ10补充饮食的大鼠的肝脏中，14天和28天喂养大鼠的脾脏中的CQ9浓度明显更高（表2）。另一方面，补充CQ10导致肌肉中的CQ9值显著下降（表2）。补充CQ10没有显著改变血清、心脏、肾脏和大脑中的CQ9水平（表2）。除肝脏外，膳食VE对分析的任何组织的CQ9水平都没有显著影响（表2）。在14天，但28天时，补充VE的大鼠肝脏中的CQ9浓度更高。

CQ10和VE补充以及VE的组织水平。

喂食CQ10补充饮食的老鼠在两种同质体中的肝VE水平都明显更高（图2A）和线粒体（图3）补充CQ10对脾脏中VE的浓度没有显著影响（图2B），血清（图2C），心脏（图2D），肾脏（图4A），骨骼肌（图4B）或大脑（图4C）。

正如预期的那样，14或28天膳食VE补充会增加肝脏的VE浓度（图2A），脾脏（图2B），血清（图2C），心脏（图2D），肾脏（图4A），骨骼肌（图4B）和大脑（图4C）以剂量依赖的方式对大鼠进行。同样，补充VE以同样的方式增加了肝线粒体的VE水平（图3）

讨论

同意涉及CQ10相对短期管理的研究（Lonnrot等人）。1998年，Reahal和Wrigglesworth，1992年，Yuzuriha等人。1983年、张等人、1995年和1996年），我们还发现CQ10补充大鼠血清、肝脏和脾脏的CQ10浓度显著增加，但心脏、肾脏、骨骼肌肉和大脑的浓度没有显著增加。然而，在口服每天200毫克CQ10/千克体重2个月后，12个月大鼠的大脑皮层线粒体CQ10浓度显著增加（Matthews等人，1998年），24个月大鼠口服CQ10后肾脏线粒体浓度在13周内每天剂量123毫克/千克（Lass等人）。1999）。因此，长期服用高剂量的CQ10似乎可以使其吸收肝脏、脾脏和血清以外的其他器官。

本研究考察了膳食VE是否影响CQ10的组织保留。我们喂养了三种不同水平的VE和500毫克CQ10/千克饮食，发现补充100 IU VE/kg的大鼠在肝脏和脾脏的均质和线粒体中CQ10明显多，而补充1310 IU VE/kg的大鼠的浓度较低，与未接受VE补充的对照组相比。我们的研究中发现的中度水平的增强效应和高水平VE对组织CQ10的抑制作用的机制尚不清楚。然而，由于这两种化合物都是脂质可溶性的，它们可能具有类似的吸收/运输机制。VE剂量的适度增加可能会提高CQ的吸收和/或结合，而VE的高水平可能会与CQ10竞争，从而抑制其吸收、运输和/或吸收。

CQ通过中价通路在所有细胞中合成（Ernster和Dallner，1995年；马耳他语和Aprille，1985年），啮齿动物的主要CQ同系物是CQ9。在本研究中，我们研究了饮食CQ10和VE对内源性CQ 9的影响，发现补充CQ10的大鼠肝脏、脾脏和骨骼肌的CQ9水平显著提高。CQ10给药导致肝脏和脾脏（唯一一个也显示CQ10增加的器官）中CQ9升高的发现表明，CQ10可以避免CQ9的损失（利用），或者CQ10可以作为大鼠CQ9的前体。

α-生育酚可能与超氧化物和过氧化物自由基反应，形成α-生育酚自由基（Fukuzawa和Gebicki，1983年，McCay，1985年，Niki等人，1982年和1984年）。许多研究表明，还原抗坏血酸（McCay，1985年，Niki等人，1982年）、谷胱甘肽（Chan等人）。1991年，Niki等人，1982年），脂酸（Packer等人，1997年）和降低CQ（ubiquinol）（Kagan等人）。1990年，Las和Sohal，1998年，Maguire等人。1992年，斯托亚诺夫斯基等人，1995年）可以从生育酚氧基中再生α-生育酚，从而避免或防止其丢失。补充CQ10的大鼠在肝脏均质物和线粒体中的VE水平明显高于未补充CQ10的大鼠，为体内这种相互作用提供了实验证据。Lass等人（1999年）也取得了类似结果，他们报告称，补充CQ10后，小鼠肝脏和骨骼肌肉线粒体的VE水平有所提高。

这项研究的结果为外源性给药VE和CQ10在吸收和组织保留方面的体内相互作用提供了实验证据。证据还指出，这两种氧化还原化合物在内源性层面上与肝脏和脾脏的相互作用。饮食中度VE水平可以增强饮食CQ10在这些器官中的保留率，而高水平VE会产生相反的效果。这些数据表明，VE是CQ10状态的关键决定因素。获得的数据还表明，CQ10对VE有节余作用，可能通过从生育酚氧基再生VE。必须进一步研究相互作用对VE和CQ10其他功能的影响。

引用的文献

作者注释