心脏动力来自于哪里
心脏是人体活动最重要的器官,需要能量最多,心脏每分钟要跳动60~100次,每跳动一次都要消耗能量,这些能量哪里来?心脏的动力来源于心脏细胞的“动力加工厂”,“细胞动力工厂”在哪里?在细胞的“线粒体(mitochondrion)”中,这个工厂专门为细胞的生长、代谢、生命活动提供能量,生命活动越旺盛,这些能量要求就越高,就靠这些心脏细胞里面的“细胞动力工厂”提供动力,可以说心脏中“细胞动力工厂”,线粒体是人体细胞中含量最多的,而心脏中辅酶Q10的含量在人体所有细胞中分布也是最高的,有人说,辅酶Q10就是心脏的“细胞动力工厂”,就是心脏细胞的动力,这不准确,科学地说,辅酶Q10只是心脏“细胞动力工厂”的一名重要成员!
“细胞动力工厂”-线粒体
线粒体是一种存在于细胞中的由两层膜包被的细胞器,是细胞中制造能量的结构,是细胞进行有氧呼吸的主要场所,被称为“发电厂”或“细胞动力工厂”,为细胞生长提供动力,提供能量。细胞生命活动所需的能量95%来自线粒体。线粒体除了为细胞供能外,还参与诸如细胞分化、细胞信息传递和细胞凋亡等过程,并拥有调控细胞生长和细胞周期的能力。
线粒体是细胞进行氧化代谢的部位,是糖类、脂肪和氨基酸最终氧化释放能量的场所。线粒体负责的最终氧化的共同途径是三羧酸循环与氧化磷酸化,在有氧呼吸过程中,1分子葡萄糖经过糖酵解、三羧酸循环和氧化磷酸化将能量释放后,可产生30~32分子ATP,如在细胞缺氧时,则转而进行无氧呼吸,糖酵解产生的丙酮酸便不再进人线粒体内的三羧酸循环,而是继续在细胞质基质中反应,但不产生ATP,此时,1分子葡萄糖只能产生2分子ATP。
“呼吸链”与“递氢体”
葡萄糖代谢中的大部分能量的释放靠包括分子氧在内的电子传递系统或电子传递链来完成。这个系统称为“呼吸链”,呼吸链是由一系列的递氢反应和递电子反应按一定的顺序排列所组成的连续反应体系,它将代谢物脱下的成对氢原子交给氧生成水,同时有ATP生成。实际上呼吸链的作用代表着线粒体最基本的功能,呼吸链中的递氢体和递电子体就是能传递氢原子或电子的载体,由于氢原子可以看作是由质子和核外电子组成的,所以递氢体也是递电子体,递氢体和递电子体的本质是酶、辅酶、辅基或辅因子,其中,辅酶Q10 是最重要的递氢体。
“ATP”如何产生?
辅酶Q10在呼吸链中含量最高,呼吸链包含15种以上组分,主要由4种酶复合体和2种可移动电子载体构成。其中复合体Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、辅酶Q10和细胞色素c的数量比为1:2:3:7:63:9。可见辅酶Q10在呼吸链中的含量高达63%以上,是在呼吸链中发挥作用的最重要的成分。这种电子传递链,从NADH向氧传递电子的,其中的氢以质子形式脱下,电子沿呼吸链转移到分子氧,形成离子型氧,再与质子结合生成水。放出的能量则使ADP和磷酸生成ATP。电子传递和ATP形成的偶联机制称为氧化磷酸化作用。整个过程称为氧化呼吸链或呼吸代谢,辅酶Q10在其中扮演了重要角色。
辅酶Q10与心脏动力
生物学家将那些以辅酶或辅酶前体的形式维持机体正常功能的微量有机化合物称为维生素,辅酶Q10就是这样一种类维生素物质,是一种脂溶性的类维生素物质。辅酶Q10在动植物、微生物等细胞内与线粒体内膜结合,是一种在呼吸链中与蛋白质结合不紧密的辅酶,在黄素蛋白类和细胞色素之间作为特别灵活的载体而起作用,是呼吸链上重要的质子传递中间体,因而成为线粒体合成ATP的必要成分。辅酶Q10接受两个电子后转变为还原型辅酶Q10,即辅酶Q10H2,两者的化学结构见图

辅酶Q10是一种醌类物质,它的生物活性主要来自于其醌环的氧化还原特性和其侧链长异戊烯的理化性质。辅酶Q10的醌环在氧化呼吸链中起传递电子和质子的重要作用,这种作用不仅是所有生命形式必不可缺少的,而且还是形成细胞能量ATP的关键,ATP是机体能量的主要储存形式,也是所有细胞功能赖以正常发挥的重要基础。因此,可以说,辅酶Q10是细胞代谢和细胞呼吸激活剂。由于心肌细胞具有高耗能的生物特征,心肌细胞富含辅酶Q10。临床开展了大量使用辅酶Q10治疗心脏病的研究,结果显示,各种病因引发的充血性心力衰竭患者血液及组织中的辅酶Q10含量均显著偏低,且越严重的心力衰竭伴随越严重的辅酶Q10缺乏。也正是由于辅酶Q10具有这种生物能学活性,因此,消耗体能的运动及高代谢疾病都会引起体内辅酶Q10含量的降低。
辅酶Q10还是细胞内有效的抗氧化剂和自由基清除剂,它作为线粒体呼吸链的组成部分包埋在线粒体内膜脂质双分子中,从线粒体复合体Ⅰ或复合体Ⅱ接受的2个电子后变成醇式,再将电子传递给复合体Ⅲ。体内辅酶Q10被大量消耗变成醇式,它既是有效的抗氧化剂,同时也是运动的电子载体,它将氢原子从其羟基转给脂质过氧化自由基,因而减少线粒体内膜的脂质过氧化物反应。在此过程中生成了与辅酶Q10和辅酶Q10的醇式不成比例的自由基泛半醌,或与氧发生反应形成超氧化物,自由基泛半醌在超氧化物歧化酶和过氧化氢酶的作用下转运自由基实现解毒作用,如此循环往复,呼吸链将辅酶Q10不断再生成醇式,恢复了它的抗氧化剂活性作用。
1956年Harman提出了衰老的自由基学说,认为自由基氧化损伤生物大分子是造成机体衰老和多种老年性疾病发生的原因。1972年Harmarn阐述了线粒体的功能与衰老的关系,认为线粒体衰老在机体衰老过程作用主要是氧自由基对线粒体DNA的损伤,这种损伤程度比对细胞核DNA高16倍,原因可能与线粒体基质中DNA更易接近内源性氧自由基,并且线粒体内DNA修复机制远不如细胞核DNA.由于辅酶Q10是有效的抗氧化剂和自由基清除剂,而且主要存在于线粒体中,“它”所发挥的抗氧化作用能够有效地清除自由基,是不容置疑的具有延缓衰老攻能的好东西。


