Co-enzym Q10

Co-enzym Q10 werd in 1957 ontdekt door professor Fred L. Crane en collega's aan de Universiteit van Wisconsin-Madison Enzyme Institute, die het isoleerden uit de mitochondriën van een runderhart.^[1][2]

In 1958 werd de chemische structuur opgehelderd door Professor Karl Folkers en zijn medewerkers bij Merck.^[2][3] In 1972 waren Folkers en zijn collega Gian Paolo Littaru de eersten die bij hartzwakte een co-enzym Q10-deficiëntie constateerden.

In de jaren 80 is het wetenschappelijk onderzoek naar co-enzym Q10 goed op gang gekomen. Dit werd mede veroorzaakt doordat co-enzym Q10 toen in grote hoeveelheden commercieel verkrijgbaar werd via farmaceutische bedrijven in Japan, maar ook door het beschikbaar komen van geavanceerde analysesystemen zoals hogedrukvloeistofchromatografie, waardoor co-enzym Q10-niveaus in bloed en weefsel direct gemeten konden worden.

 

De "Q" en de "10" in de naam verwijzen respectievelijk naar de groep chinonen (Engels: quinone), waartoe de verbinding behoort, en de tien isopreen-eenheden die in de staart van de verbinding voorkomen. De naam ubichinon hangt samen met het feit dat co-enzym Q bij dieren en bacteriën 'ubiquitair' verspreid is, wat wil zeggen dat het alomtegenwoordig is en in vrijwel alle eukaryotische cellen voorkomt.

Qua structuur zijn ubichinonen te herkennen aan hun aromatische ring, de reduceerbare ketongroepen, en de staart van isoprenen. In de loop van de evolutie is de lengte van deze staart toegenomen; van twee isopreen-eenheden bij bacteriën tot zes (CoQ6) bij de meeste gisten, acht (CoQ8) eenheden bij ratten en muizen, negen bij knaagdieren en tien (CoQ10) bij de meeste andere langlevende zoogdieren zoals de mens.^[2][4]

De apolaire staart geeft het molecuul een lipofiel (vetminnend) karakter, waardoor het zich goed kan bewegen in alle vetachtige celstructuren zoals de diverse cellulaire membranen evenals in lipoproteïnen in serum. In dierlijke cellen circuleert ubichinon vrij in de binnenste mitochondriale membranen. Vitamine K (fyllochinon) is structureel verwant aan ubichinon.

 

Co-enzym Q10 is aanwezig in de mitochondriën van de cel, met name in het binnenste membraan van het mitochondrion. Daar speelt het een belangrijke rol in de oxidatieve fosforylering.^[5][6] Tijdens dit proces worden elektronen uit voedingsstoffen stapsgewijs via een aantal eiwitcomplexen overgedragen aan uiteindelijk zuurstof. De energie die daarbij vrijkomt kan gebruikt worden om adenosinetrifosfaat (ATP) te produceren, de belangrijkste energieleverancier van het lichaam. Onder normale omstandigheden wordt 90% van alle ATP in het lichaam op deze manier geproduceerd.

Co-enzym Q10 is onderdeel van mitochondriale elektronentransportketen. Het draagt hoog-energetische elektronen van het eerste naar het tweede eiwitcomplex in de keten. Tijdens de reductie neemt co-enzym Q10 twee protonen (H⁺-ionen) op uit de matrix, die vervolgens bij zijn oxidatie weer worden afgegeven aan de intermembraanruimte. Hierdoor draagt co-enzym Q10 direct bij aan het protonengradiënt.

In de gereduceerde (elektronenrijke) vorm is co-enzym Q10 (ook wel ubichinol genaamd), een krachtige antioxidant die in staat is andere antioxidanten zoals vitamine C en E te hergebruiken.^[5][7] Mogelijk heeft co-enzym Q10 ook een rol in de intracellulaire communicatie en de regulering van genexpressie.^[7][8]

Co-enzym Q10 kan in principe door het lichaam uit het aminozuur tyrosine worden aangemaakt. Dit is een gecompliceerd proces waar in totaal 19 omzettingsstappen voor nodig zijn, en dat afhankelijk is van het voldoende aanwezig zijn van ten minste zeven vitaminen (vitamine B2, B3, B5, B6, foliumzuur, vitamine B12 en vitamine C) en verschillende spoorelementen.^[2]

In het lichaam van een gezonde volwassene is in totaal ongeveer 0,5 tot 1,5 gram co-enzym Q10 aanwezig.^[4] Cellen die veel energie nodig hebben, zoals hart-, nier-, lever- en spiercellen, bevatten relatief veel mitochondria, en dus ook veel co-enzym Q10.

Ziekte: Bij diverse aandoeningen worden lage concentraties co-enzym Q10 in de lichaamsweefsels aangetroffen, zoals bij hart- en vaatziekten, hoge bloeddruk, parodontitis, en aids.

Gebruik van sommige medicijnen (met name statines): De aanmaak van co-enzym Q10 en cholesterol wordt door hetzelfde enzym (HMG-CoA reductase oftewel 3-hydroxy-methylglutaryl co-enzym A) gereguleerd. Dit enzym reguleert de vorming van mevalonzuur, een gemeenschappelijke voorloper van beide stoffen. De werking van statines, een klasse cholesterolverlagende medicijnen (bijvoorbeeld simvastatine, lovastatine, pravastatine), is gebaseerd op remming van de werking van dit enzym, met als gevolg dat mensen die deze medicijnen gebruiken ook verlaagde co-enzym Q10-niveaus in spierweefsel en bloed hebben.^{[5][9][10][11][12]}

Of en in hoeverre co-enzym Q10 suppletie deze daling kan terugdringen is momenteel onderwerp van wetenschappelijk debat.^{[10][11][13][14][15]}

Andere factoren: Ook ouderdom,^[16] extreem fysieke inspanningen, stress, verhoogd alcohol-en nicotineverbruik kunnen leiden tot verlaagde CoQ10-niveaus in het lichaam.

Co-enzym Q10 komt in vrijwel alle voedingsmiddelen voor. Via de voeding nemen we dagelijks circa 3-5 milligram op. Relatief rijke bronnen zijn orgaanvlees (vooral) lever, vis (sardines, ansjovis, makreel, zalm) en gevogelte. Een Japanse studie toonde aan dat de plasma-niveaus co-enzym Q10 bij vegetariërs en veganisten lager is dan bij alleseters.^[17]

Aangezien co-enzym Q10 in de lichaamsweefsels zelf aangemaakt kan worden, wordt ervan uitgegaan dat in normale omstandigheden het lichaam niet afhankelijk is van co-enzym Q10-aanvoer via de voeding. De invloed van voeding op de co-enzym Q10-status blijkt miniem te zijn.^[18] Met behulp van voedingssupplementen is de co-enzym Q10-status echter wel degelijk te beïnvloeden. Voedingssupplementen met co-enzym Q10 leveren in het algemeen 10 tot 30 keer de 3-5 milligram die de mens via de voeding binnenkrijgt.

Het sterk lipofiele karakter van co-enzym Q10 heeft een grote invloed op de biologische beschikbaarheid. Oraal ingenomen co-enzym Q10 wordt relatief slecht opgenomen in het lichaam. De absorptie ervan is sterk afhankelijk van de maaginhoud. Vet in de maag verbetert de opname van co-enzym Q10 in het maag-darmkanaal.^[7] In geval van co-enzym Q10 in de vorm van een voedingssupplement is de absorptie daarnaast ook afhankelijk van het soort c.q. de vorm van het supplement.

In het algemeen kan gesteld worden dat producten (bv. voedingssupplementen) waarin co-enzym Q10 in poedervorm is verwerkt, een relatief slechte biologische beschikbaarheid hebben. Co-enzym Q10-supplementen waarin een olie als dragerstof wordt gebruikt (softgels) bevatten co-enzym Q10 in een relatief goed opneembare vorm. Sommige co-enzym Q10-producenten proberen met speciale oplosmiddelen evenals door het gebruik van micro-emulsies (waardoor het contactoppervlak sterk wordt vergroot) de biologische beschikbaarheid te verbeteren.

In zijn zuivere vorm is co-enzym Q10 een geel-oranje kristallijn poeder, zonder geur of smaak. Voor de industriële productie ervan bestaan drie methoden: gistfermentatie, bacteriële fermentatie, en chemische synthese. Het resultaat van de eerste twee processen is een trans-isomeer, identiek aan de co-enzym Q10 die in menselijke en dierlijke cellen voorkomt. Co-enzym Q10 uit chemische synthese echter bevat daarnaast ook cis-isomeren, welke waarschijnlijk niet werkzaam zijn.

Tijdens de commerciële productie van co-enzym Q10 ontstaan kristallen, die de biologische beschikbaarheid verminderen. Verhitting doet de kristallen verdwijnen. Het smeltpunt van co-enzym Q10 is 48 graden Celsius. Tijdens het proces van afkoelen ontstaan echter in het algemeen nog grotere kristallen. Ook bepaalde oplosmiddelen kunnen de kristalvorming tegengaan.

Kaneka corporation is de grootste producent van co-enzym Q10 in de wereld met fabrieken in Japan en de Verenigde Staten, daarna volgen Nisshin Pharma, Asahikasei Pharma en Mitsubishi Gas Chemical (MGC).

Q10 wordt in de meeste Europese lidstaten, in de Verenigde Staten en in Australië als een voedingssupplement verkocht. Ook in Japan is het co-enzym sinds 2001 toegelaten als voedingssupplement. Daar wordt het reeds lang gebruikt als toevoeging aan voornamelijk dranken, onder andere door Coca-Cola. De eerste producten op Europese bodem vond men aanvankelijk voornamelijk bij zuivelbedrijven zoals Parmalat, Emmi en Ljubljanske Mlekarne (Slovenië). Co-enzym Q10 wordt daarnaast toegepast in cosmetica (o.a. huidverzorgende producten).

Het effect van co-enzym Q10 op de bloeddruk is veelvuldig onderzocht, maar verschillende onderzoeken geven wisselende resultaten.^[19] Een meta-analyse uit 2007 concludeerde dat Q10 het potentieel heeft bij hypertensieve patiënten de systolische bloeddruk met 17 mm Hg en de diastolische bloeddruk met 10 mm Hg te verlagen zonder noemenswaardige neveneffecten.^[20] Een Cochrane-review uit 2016 concludeerde echter dat Q10 geen aantoonbaar effect had op de bloeddruk. Men dient voor dat men Q10 zou willen gebruiken, dit te overleggen met zijn arts.^[21]

Het verlagen van de bloeddruk is overigens de enige medische toepassing van Q10 waarvoor voldoende wetenschappelijk bewijs voorhanden is. Bij aandoeningen als alzheimer, angina, (borst)kanker, cardiomyopathie, parodontitis, hartzwakte en hartfalen, hiv/aids, 'zwak zaad', migraine,^[22] spierdystrofie, diabetes en Parkinson is er geen of geen eenduidig bewijs voor de werkzaamheid.

Het wordt daarom niet als zinnig beschouwd Q10 preventief (als supplement) te gebruiken of toe te voegen aan levensmiddelen.

Q10 kan ook vermoeidheid na inspanning bestrijden. Het bewijs hiervoor steunt op een enkel gerandomiseerd onderzoek met controlegroep op 17 vrijwilligers.^[23]

Producenten van producten die zijn gebaseerd op Q10 of waaraan Q10 is toegevoegd stellen dat er sprake is van een aantal gezondheidsvoordelen. Een aantal risicogroepen (rokers, zware drinkers, lijders aan een aantal ziekten, ouderen) zou het risico van Q10-deficiëntie kunnen bestrijden door preventief Q10 te slikken. Verder zou het verouderingsproces op die wijze kunnen worden vertraagd en zou het risico op een aantal typen kanker worden verminderd.

Er is veel onderzoek gedaan naar de rol die Q10 speelt in het menselijk lichaam. Toch zijn de uitkomsten van al deze onderzoeken niet altijd met elkaar in overeenstemming, vooral waar het de zin van het innemen van Q10 betreft. Ook metastudies spreken elkaar tegen. Of het slikken van Q10-supplementen een bijdrage levert aan de gezondheid staat vooralsnog ter discussie. Veel onderzoek blijkt ook direct door de fabrikant gesponsord te zijn en wordt als weinig wetenschappelijk beschouwd.^[24]

Volgens producent Pharma Nord zou Q10, mits voldoende gedoseerd, een preventieve werking hebben op het gebied van hart- en vaatziekten en kanker, het immuunsysteem versterken en tevens zorg dragen voor meer energie. Wetenschappelijk gezien zijn dergelijke claims twijfelachtig. In 2003 daagden de Keuringsraad Aanprijzing Gezondheidsproducten (KAG) en de Consumentenbond producent Pharma Nord voor de rechter omdat deze in zijn reclame-uitingen beweerde dat Q10 een remedie zou zijn voor parodontitis-patiënten.^[25] Pharma Nord verloor die rechtszaak.^{[26][27][28][29]}

Hoewel Q10 mogelijk nuttig kan zijn bij de behandeling van hoge bloeddruk, moeten gezondheidsclaims van fabrikanten en leveranciers kritisch worden bekeken. Op, waarschijnlijk, hoge bloeddruk na, is er geen aandoening waarvoor eenduidig bewijs bestaat dat Q10 een positief effect zou hebben. Een gebrek aan Q10 kan alleen in een laboratorium worden vastgesteld. Gezondheidsklachten waaraan een gebrek aan Q10 ten grondslag ligt zijn - zeker tot het 40ste levensjaar- uiterst zeldzaam. Q10 is niet in staat de negatieve effecten van een ongezonde levensstijl te compenseren of 'neutraliseren'. Gezien voorgaande zijn er vooralsnog onvoldoende aanwijzingen dat het zinvol is Q10 in de voeding aan te vullen.