Estudio sobre la coenzima Q10 utilizada en el tratamiento de la Osteoporosis

La Osteoporosis (OP) ocurre debido a un desequilibrio entre la diferenciación de osteoblay la reabsorción de osteoclastos. Se caracteriza por una disminución de la masa ósea, deterioro de la microestructura ósea, alto riesgo de fractura y complicaciones tardías asociadas con morbilidad y mortalidad graves. Es común en mujeres posmenopáusicas y hombres de edad avanzada [1].

La coenzima Q10 (CoQ10), o ubiquinona, consiste en un anillo de benzoquinona con un centro redox-activo y una larga cadena lipíde poliisopreno [2]. La coenzima Q10 se deriva tanto de la síntesis endógena como de la ingesta exógena. En el cuerpo humano, la coenzima Q10 es sintetiza partir de tirosina o fenilalanina para formar la estructura de benzoquinona, yla cadena lateral del poliisopreno es sintetiza partir de la acetila coenzima A (CoA) A través de la ruta del valerato de metilo. Y luego la coenzima Q10 se forma por la modificación adicional y condensación de la estructura del anillo de quinona por métodos tales como hidroxilación, metilación, y descarboxilación [3]; Mientras que la ingesta externa proviene principalmente de proteínas animales, verduras, frutas y cereales [4].

El tratamiento convencional de la osteoporosis se centra principalmente en la terapia farmacológica, y un gran número de experimentos han demostrado que el uso prolongado de fármacos para la osteoporosis puede causar reacciones adversas graves. Estudios recientes han demostrado que la coenzima Q10 puede regular el metabolismo óseo y reducir la aparición de osteoporosis. Por lo tanto, este artículo proporciona una nueva dirección para la prevención y el tratamiento de la osteoporosis al discutir el tratamiento convencional de la osteoporosis, el mecanismo, la aplicación y la seguridad de la coenzima Q10 al afectar el metabolismo óseo.

1. Tratamiento convencional de la Osteoporosis

El tratamiento convencional actual de la osteoporosis es la terapia farmacológica, que se divide en dos categorías principales: fármacos antireabsorción ósea y fármacos que promueven la formación ósea.

1.1 Fármacos anti-resorción ósea

Los fármacos antiresorción ósea previenen la pérdida ósea al inhibir la activación y función de los osteoclastos. Los fármacos representativos incluyen bisfosfonatos (BPs), denosumab, moduladores selecdel receptor de estrógeno (SERMs), y calcitonina. Los bisfosfonatos incluyen alendronato, risedronato, ibandronato y ácido zoledrónico, que inhila la resorción ósea al unirse a hidroxiapatien en la superficie ósea. El Denosumab es un anticuerpo monoclonal recombinhumano que bloquea la Unión del receptor activador del ligando del factor nuclear - − B (RANKL) a las células osteoclásicas [5] e inhila la actividad osteoclásica.

Los moduladores selecselecdel receptor de estrógeno ejercen su efecto al unirse selectivamente a los receptores de estrógeno. [5], inhibide la actividad osteoclast; Los moduladores selectivos de los receptores de estrógeno ejercen un efecto similar al estrógeno al unirse selectivamente a los receptores de estrógeno, reduciendo la producción y la actividad de las células osteoclásicas [6]; La calcitonina inhila la resorción ósea al inhibir el mecanismo de salida de calcio del hueso. Los fármacos anti-reabsorción ósea en su mayoría tienen reacciones adversas, especialmente en pacientes con osteoporosis que son tratados por un aumento de la reabsorción ósea causado por tumores óseos, combinado con diabetes, inmunosupresión, esteroides, tabaquismo y consumo de alcohol, siendo comunes la necrosis de la mandíbula y las fracturas atípicas [7].

1.2 fármacos osteogénicos

Los medicamentos osteogénicos aumentan la formación ósea al promover la diferenciación de osteoblastos. Un medicamento representativo es la teriparatida. La teriparatida es la hormona paratiroidea humana 1-34 recombinante (hormona paratiroidea humana 1-34 recombinante, rh1-34) y la secuencia de aminoácidos N-terminal de la teriparatida se une al osteobla, la célula mesenquimal y el receptor de la hormona paratiroidea tipo I en la superficie de la membrana basal tubular renal [8], ejerce un efecto de formación ósea y se usa comúnmente en mujeres posmenopáusicas con osteoporosis y un riesgo alto de fractura. Las desventajas de la teriparatida son su alto precio, reacciones adversas graves y la necesidad de inyección.

En resumen, la desventaja de la terapia farmacológica para la osteoporosis es que la administración a largo plazo puede causar reacciones adversas graves. Por lo tanto, es necesario estudiar medicamentos para la osteoporosis seguros y eficaces.

2. Mecanismo de la coenzima Q10 que afecta el metabolismo óseo

La coenzima Q10 tiene muchas funciones fisiológicas, tales como anti-oxid, anti-inflamación, anti-apoptosis, eliminación de radicales libres y efectos estabilizadores de membrana, pero ejerce principalmente efectos anti-oxidy anti-apoptosis en el metabolismo óseo. La investigación actual muestra que la coenzima Q10 previene la pérdida ósea al promover la formación ósea de osteobla, inhibide la reabsorción ósea de osteoclastos, e inhibidel estrés oxidativo y el envejecimiento celular.

2.1 el efecto de la coenzima Q10 sobre los osteoblastos y osteoclastos

Los osteoblastos se originan de células madre mesenquimimales multipotentes en la médula ósea y son las principales células funcionales responsables de la formación ósea. Son responsables de la síntesis, secreción y mineralización de la matriz ósea. Los osteoclastos se origina a partir de las células multinucleadas del linaje mononumacrófago de las células progenithematopoyéticas y son las principales células funcionales responsables de la reabsorción ósea. Son responsables del desarrollo, crecimiento, reparación y reconstrucción de los huesos. Los estudios han demostrado que la coenzima Q10 puede promover la formación ósea.

Zheng et al. [9] usaron cultivos celulares y un modelo de osteoporosis en ratas para estudiar células madre mesenquimatosas de médula ósea extraídas de ratas experimentales y confirmaron que la CoQ10 puede promover la proliferación de células madre mesenquimatosas de médula ósea y promover la diferenciación osteogénica de una manera dependiente de la dosis [10]. En Wu et al.'s [11] estudio, el antioxidante CoQ10 se inyectó en orquiectomía (ORX) a los ratones se les inyectó el antioxidante CoQ10 durante 40 semanas y los resultados mostraron que la CoQ10 prevenía eficazmente la pérdida ósea indupor ORX al resistir el estrés oxidativo. El antioxidante CoQ10 desempeñó un papel preventivo y protector en la osteoporosis indupor orx al promover la formación de osteobla, inhibide la reabsorción ósea de osteoclastos y el estrés oxidativo, y la prevención de la senescencia celular.

2.2 la coenzima Q10 reduce el estrés oxidativo

El estrés oxidativo ocurre cuando hay un aumento en la formación de especies reactivas del oxígeno (ROS) una disminución en la actividad antioxidante, o ambos, en los sistemas biológicos [12]. El exceso de especies reactivas de oxígeno puede inhibir la diferenciación y proliferación de osteoblastos, promover la diferenciación de osteoclastos, y en última instancia conducir a una mayor resorción ósea [13-14]. La suplementación dietética con antioxidantes es una manera efectiva de mejorar el daño causado por el exceso de especies reactivas de oxígeno [15].

La coenzima Q10 es un antioxidante naturalQue tiene efectos antioxidantes y de eliminación de radicales libres, inhiy reduce el estrés oxidativo, y por lo tanto previene la osteoporosis. Zhang et al. [16] establecieron un modelo de lesión de la médula espinal (SCI) de rata y administraron CoQ10 (10 mg/kg, sonda) diariamente durante 12 h durante más de 10 días. Los resultados mostraron que después del tratamiento con CoQ10, la tasa de disminución de la densidad mineral ósea y el contenido mineral óseo en ratas con SCI se ralentizó; El nivel de malondialdehído en el hueso disminuyó, el nivel de superóxido dismutasa aumentó, y el daño oxidativo causado por la lesión se alivió; Y el nivel de citocinas inflamatorias se redujo significativamente. Esto sugiere que el tratamiento con CoQ10 puede reducir efectivamente la ocurrde osteoporosis inducida por lesión de la médula espinal.

2.3 coenzima Q10 Inhilos efectos de la senescencia celular

La senesccelular es un estado de detención del ciclo celular que inhila la apoptosis y secreta múltiples factores bioactivos (senescence-associated secretory pheno- SASP), los cuales juegan papeles fisiológicos en el desarrollo embriony el proceso curativo [17]. El aumento de ROS es un factor importante en los cambios relacionados con la edad de todos los tejidos, incluyendo el hueso [18].

Algunos datos clínicos y experimentales sugieren que el estrés oxidativo puede conducir a la senescencia ósea. El estrés oxidativo en las células normales puede conducir a la senescencia celular, y la coenzima Q10 tiene un efecto antioxidante que puede contrarrestar el estrés oxidativo celular. Li et al. [19] establecieron un modelo de lesión de la médula espinal para evaluar si la coenzima Q10 puede reducir el estrés oxidativo y prevenir la apoptosis de las células madre mesenquimales de la médula ósea. Los resultados mostraron que el tratamiento con CoQ1 0 redujo significativamente la expresión de las proteínas apoptóticas Bax y caspas-3, mientras que aumentó la expresión de la proteína antiapoptótica bcl-2 y los productos antioxidantes, lo que indica que la coenzima Q10 tiene efectos antiapoptóticos y antioxidantes, puede combatir la apoptosis celular, y por lo tanto prevenir la pérdida ósea.

Zhang et al. [20] dividieron las células madre mesenquimales de la médula ósea en un grupo control, un grupo de tratamiento con d-galactosa con diferentes gradide concentración y un grupo de tratamiento con CoQ10 con diferentes concentraciones para evaluar el efecto de la coenzima Q10 en la apoptosis de células madre. Los resultados mostraron que CoQ10 redujo significativamente las células gal-positivas y la expresión de p53, p21 y P16 en las células madre mesenquimatotratadas con d-galactosa, lo que indica que CoQ10 inhiel el envejecimiento de las células madre mesenquimatomesenquimales de la médula ósea al inhibir la producción de ROS.

3. Aplicación de la coenzima Q10 en el tratamiento de la Osteoporosis

Wang Kexin et al. [21] dividieron al azar a 40 ratones machos en un grupo de control normal, un grupo modelo de d-galactosa, un grupo de calcitriol y un grupo de coenzima Q10, que se administraron de forma continua durante 12 semanas. Al final del experimento, los fémures de los ratones se utilizaron para pruebas de micro-tc y biomecánicas óseas, y los gastrocnemise se examinaron mediante microscopía electrónica de transmisión ultramicroscópica.

Los resultados mostraron que en comparación con el grupo de control normal, la carga máxima y el coeficiente de rigidez del fémur en el grupo modelo se redujeron significativamente; Los parámetros de micro-CT densidad de conectividad (Conn. D) y destino mineral óseo (DMO) se redujeron significativamente, y separación trabecular (Tb. Sp) se incrementó significativamente. En comparación con el grupo modelo, el grupo de coenzima Q10 tuvo una carga máxima del fémur, una DMO y un grosor trabecular significativamente más altos (Tb. El índice de modelo de estructura (SMI) y Tb. El Sp disminuyó significativamente.

En un estudio que evalula insaturde grasa dietética y la complementación con coenzima Q10 en la salud ósea [22], 48 ratas machos se dividieron al azar en cuatro grupos: grupo de aceite de oliva, grupo de aceite de girasol, grupo de aceite de oliva + coenzima Q10 y grupo de aceite de girasol + coenzima Q10. Densidad mineral ósea del rats' Se midieron los fémures, y los resultados mostraron que la coenzima Q10 puede prevenir la pérdida de densidad mineral ósea.

En otro experimento sobre la prevención de la necrosis hormonal de la cabeza femoral por coenzima Q10 [23], 20 ratas fueron divididas en un grupo control y un grupo de coenzima Q10, y se evaluó la necrosis ósea. Los resultados mostraron que los cambios en el contenido de glutatión sanguíneo (GSH) y malondialdehído (MDA) del grupo de coenzima Q10 no fueron significativos, los cambios histológicos y la incidencia de osteonecrosis temprana fueron menores que en el grupo de control, y la coenzima Q10 tiene un efecto protector sobre el hueso. Lo anterior confirma que la coenzima Q10 tiene un efecto protector sobre el hueso, proporcionando una base científica para el tratamiento de la osteoporosis.

4. Seguridad de la coenzima Q10

La coenzima Q10 se utiliza ampliamente en la industria farmacéutica, alimentaria y cosmética. A medida que continúa la investigación sobre la coenzima Q10, su seguridad también se está investigando. La investigación actual muestra queLa coenzima Q10 es altamente seguraCon buena tolerancia y pocas reacciones adversas.

En experimentos con animales, Hong Yan et al. [24] realizaron una prueba de Ames en 50 ratones y los resultados mostraron que la coenzima Q10 no tiene un efecto mutagénico en los genes. Wu Keqin et al. [25] llevaron a cabo un experimento de toxicidad por sonda de 30 días y los resultados mostraron que las ratas no tenían actividad anormal obvia o síntomas de enven.

Honda et al. [26] llevaron a cabo un estudio toxicolsubcrónico de la coenzima Q10, administrando a las ratas dosis diarias de 300, 600 y 1.200 mg/kg durante 13 semanas. Los resultados mostraron que ninguno de los grupos mostró signos de muerte o envenenamiento. En estudios clínicos, McGarry et al. [27] realizaron un ensayo aleatorizado doble ciego en el que se administraron 2.400 mg de CoQ10 al día a los sujetos. Los resultados mostraron que los sujetos toleraron bien la CoQ10 y que no se produjeron reacciones adversas graves. En un ensayo clínico sobre parálisis supranuclear progresiva [28], 61 participantes recibieron CoQ10 (2400 mg/d) o un placebo durante 12 meses, y se evaluaron sus capacidades para la vida diaria y sus Estados mentales. Los resultados mostraron que no hubo diferencia significativa entre el grupo de CoQ10 y el grupo de placebo en la primera o segunda medición del resultado, y la tolerancia fue muy buena.

5. Resumen y perspectivas

En resumen, actualmente hay relativamente pocos experimentos con animales y estudios clínicos sobre el uso de la coenzima Q10 para tratar la osteoporosis. Por lo tanto, los experimentos con animales a gran escala y los ensayos clínicos son el foco del siguiente paso. La coenzima Q10 juega principalmente un papel en la prevención y el tratamiento adyuvante de la osteoporosis se cree que con más investigación básica y clínica, la coenzima Q10 puede convertirse en un nuevo fármaco para la prevención y el tratamiento de la osteoporosis.

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