Energetyczne odkrycie: koenzym Q10

3 min

2019-06-21

Dziś wiemy, że koenzym Q10 jest niezbędny do produkcji energii w komórkach człowieka. Potrzebują go serce, nerki, wątroba, mięśnie, mózg. A jeszcze w latach 50-tych, był tylko żółtym osadem na butelce…

O tym jak ważny dla życia człowieka jest koenzym Q10 (CoQ10) wiemy dzięki niezwykłym naukowcom, którzy odkryli tajemniczy składnik komórek potrzebujących znacznej ilości energii do funkcjonowania. Dziś czytamy, że CoQ10 jest składnikiem o nieocenionym znaczeniu dla zdrowia i życia człowieka. To „energia”, którą można zamknąć w małej kapsułce, która może zmienić jakość naszego życia.

Fascynująca jest jednak historia tego składnika. Pokazuje ona jak wiele przypadkowych i niezależnych odkryć składa się na poznanie koenzymu, które w końcu zostało uhonorowane nagrodą Nobla. Zazwyczaj w takich historiach chcemy wiedzieć, kto był pierwszy. Kto był tym Neilem Armstrongiem, który jako pierwszy postawił stopę na koenzymatycznym księżycu. W przypadku CoQ10 było to wiele małych kroczków, które odcisnęły swój wielki świat w historii nauki o człowieku.

Front badań laboratoryjnych

Nasza historia musi mieć jakiś początek, więc chwycimy najpierw pierwszą nitkę prowadzącą do kłębka wiedzy o CoQ10. Tę nitkę zostawił za sobą człowiek o niesamowitej dociekliwości i przenikliwości – Richard Alan Morton. Urodzony 22 września 1899 roku w Liverpoolu od niemal początków swojej edukacji interesował się chemią i biologią. Pragnął być odkrywcą. Między innymi dlatego zainteresował się na studiach raczkującą dopiero spektroskopią. Uznał, że to doskonałe narzędzie do odkrywania nowych, nieznanych obszarów, gdzie mikroskop nie wystarcza. Badał więc procesy związane z fotosyntezą, a potem brał udział w pracach, które miały pozwolić światu na zrozumienie czym jest cholesterol, jaką pełni rolę w syntezie witaminy D. Zafascynowała go także witamina A, której poświęcił kolejne lata swojej kariery. Sława jego odkryć i nowoczesnych metod badawczych dotarła do wysokich urzędników brytyjskich. Gdy więc wybuchła II Wojna Światowa Mortona wysłano na front badań laboratoryjnych.

Został doradcą w Ministerstwie Żywności. Jego wiedza była potrzebna do badania… margaryny. Zjednoczone Królestwo cierpiało głód, a Morton miał badać, czy przysługująca Anglikom margaryna zawierała odpowiedni poziom witamin i zdrowych tłuszczów. Jego prace zyskały uznanie. Mógł kierować badaniami w nowoczesnym laboratorium Uniwersytetu w Liverpoolu. To właśnie tam, chyba po raz pierwszy odkryto koenzym Q10, choć nazwę tę nadał składnikowi kto inny. Część historyków medycyny to odkrycie przypisuje jednak Thomasowi Moore’owi i Krishnie Rao Rajagopal, którzy w 1940 r. opisywali niezidentyfikowaną substancję w tkankach szczurów.

Koenzym Q – wszechobecny chinon

We wczesnych latach 50-tych Morton interesował się cholesterolem, jego metabolizmem, szczególnie w odniesieniu do witaminy D. Razem ze współpracownikami obserwowali budowę wątroby obarczonej niedoborami witaminy A. W wielu z tych badań pojawiała się tajemnicza substancja, rodzaj tłuszczu przypominający witaminę. Morton i jego współpracownicy w 1955 roku nadali jej nazwę „Substancja A” (SA). Unowocześnienie metod badawczych sprawiło, że w 1957 wiedzieli więcej o budowie SA. Przypominał nieco witaminę K2, choć nią nie był. Czym był? Zdaniem Mortona, rodzajem tłuszczu, chinonem. Występował jednak dosyć powszechnie w tkankach różnych zwierząt, które badali. Brytyjscy naukowcy postanowili więc wybrać precyzyjniejszą nazwę dla składnika łącząc dwa słowa: „ubiquitous” (ang. – wszechobecny) z „quinone” (ang. – chinon). Obwieścili światu odkrycie ubichinonu.

Tajemnicza żółta substancja

Skąd zatem koenzym Q? Gdy w 1957 roku Morton opisywał ubichinon, na Uniwersytecie Wisconsin, zupełnie niezależnie, ów dziwny rodzaj tłuszczu badał także Frederick Crane, choć z innego powodu niż Morton. Crane wraz ze współpracownikami był zafascynowany produkcją ATP w mitochondriach. Chciał dokładnie poznać w jaki sposób zachodzą przemiany energetyczne. Zwłaszcza mechanizm przenoszenia elektronów w trakcie produkcji ATP. Podobnie jak w Liverpoolu, także i w Wisconsin badaczy poruszył nieznany im dotąd składnik. Crane zauważył dziwne żółte kryształki. Zabawił się więc w detektywa i przy pomocy spektroskopii absorpcyjnej ustalił, że to żółte „coś” jest koenzymem, rodzajem chinonu. Wcześniej uznawano jednak, że chinony znajdują się w roślinach. Na wszelki wypadek ukuł więc nazwę koenzym Q, łącząc słowo koenzym z pierwszą literą „quinone” (ang. – chinon). Wyniki swoich badań wysłał do kolejnej osoby, która jest ważna w tej historycznej układance – Karla Folkersa.

Oto jest! Q10

To jednak nie był koniec przygód związanych z samą nazwą. W aptekach spotykamy bowiem koenzym Q10. Ta „dziesiątka” to właśnie zasługa badań Folkersa i Crane’a. Dla organizmu człowieka formą aktywną jest bowiem witamina Q o 10 resztach izoprenowych, stąd jego nazwa – koenzym Q10. Ktoś w tym momencie powie, że wszystkie te historyczne zawirowania prowadzą na razie tylko do odkrycia, że Q10 jest potrzebny do powstawania energii w mitochondriach (to taka część komórki, w której powstaje ATP, coś w rodzaju najczystszego paliwa dla naszego organizmu) i ma właściwości przeciwutleniające. Dopiero jednak te odkrycia i próba zrozumienia czym w ogóle jest ta substancja zachęciły innych badaczy do skorzystania z dobrodziejstw najnowszej wiedzy. Tak naprawdę nowe życie koenzymu Q10 dopiero się rozpoczynało.

Koenzym na serce

Dobrym tego przykładem jest spotkanie Folkersa z japońskim kardiologiem Yuichi Yamamurą. Po omówieniu wyników swoich badań Karl Folkers zaproponował Japończykowi, by ten wypróbował u pacjentów z niewydolnością serca podawanie koenzymu Q10. Dr Yamamura rozpoczął badania i tak uznaje się go za pierwszego kardiologa korzystającego z Q10 (oraz Q7) do leczeniu pacjentów z niewydolnością serca.

W organizmie człowieka to właśnie w sercu występuje najwyższe stężenie koenzymu Q10. Nic więc dziwnego, że Yamamura pociągnął za sobą kolejnych naukowców. W 1972 r. Włoch Gian Paolo Littarru, współpracując z dr. Karlem Folkerem wykazał, że u pacjentów z chorobą serca stężenie koenzymu Q10 jest niskie.

Nobel z koenzymem Q10 w tle

Aż wreszcie nadszedł rok 1978 r. 10 grudnia Królewska Szwedzka Akademia Nauk uhonorowała Nagrodą Nobla angielskiego chemika Petera Mitchella. Oficjalnie za „wkład dla zrozumienia biologicznego transferu energii dzięki sformułowaniu modelu chemiosmotycznego”. W praktyce Mitchell opisał w jaki sposób powstaje energia w mitochondriach. Jego badania wykazały, że CoQ10 jest naturalnie występującym składnikiem odżywczym i odgrywa kluczową rolę w łańcuchu transportu elektronów, niezbędnym do wydajnej pracy komórek. To otworzyło oczy lekarzom na całym świecie, którzy postanowili przyglądać się uważniej roli CoQ10 w organizmie i korzyściom jakie przynosi jego suplementacja.

Autor tekstu: Oskar Berezowski