l          CoQ10與粒線體的關係

        粒線體(Mitochondria)是探索疾病、老化、退化的關鍵鑰匙之一,粒線體功能障礙幾乎可能出現在全身器官,包括神經、肌肉及內分泌系統,如皮膚、肌肉、心臟、腦部、腎臟、肺臟、肝臟、腸胃,眼、耳、齒齦…..等。以前被認為疑難雜症的,不少是粒線體DNA受損或突變的問題,像心臟病、阿茲海默症(Alzheimer’s Disease),第II型糖尿病、巴金森氏症(Parkinson’s Disease)等,雖有複雜病因,也被發現和粒線體缺陷有關,而粒線體DNA突變則來自細胞老化的累積來的結果,或是癌症、疾病所致。「為什麼單細胞生物不會老,不會得癌症」?最主要的不同是單細胞生物沒有粒線體! 

粒線體是細胞能量的發電廠。粒線體藉由氧化磷酸化與呼吸作用偶合,產生以ATP為形式的能量,供應細胞的生理與生化的需求。在氧化磷酸化的過程,CoQ10扮演了推手(sparkplug)角色。粒線體若缺少CoQ10,導致呼吸過程的氧化磷酸化(oxidative phosphorylation)作用受阻,細胞引擎面臨熄火而老化死亡,就像中樞發電廠無法供電,從電腦、電視到冰箱都不能使用。 

粒線體在產生能量(ATP)的同時,也會產生副產品  活性氧(ROS)和自由基(free radicals),對細胞造成氧化性壓迫(oxidative stress),這些活性氧分子和自由基會對細胞中的蛋白質、脂質、醣類及核酸(DNARNA)等造成傷害,導致粒線體DNA的突變,引起能量生成系統失控,降低呼吸功能,並因而產生更多的活性氧分子和自由基,對細胞造成更大的氧化性壓迫,使得生物能量漸減,而走向老化、死亡。在上帝的精密設計下,當細胞面對氧化壓迫時,會啟動抗氧化的防禦系統(antioxidant defense system)與修復系統(repair system)來清除細胞中的活性氧分子與自由基,同時修復細胞中受損的部份,將傷害降至最低的程度。 

在抗氧化防禦系統裏,首先啟動抗氧化酶將氧化物質轉化成較不具活性的物質,或將過氧化陰離子轉化成H2O2,然後轉化成水。之後啟動抗氧化劑,清除多餘的活性氧分子和自由基來達到保護細胞的效果。A.Boveris等人在Biochemical Journal 156(1976)發表:Q10在粒線體生成H2O2時所扮演的角色,揭開Q10在粒線體除了在能量生成系統裏做為電子傳遞者外,還扮演做為抗氧化劑的角色,用來清除活性氧分子與自由基。在之後的二十年間,許多的生化學家對氧化物質的清除機制進行大量的研究。1995年,瑞典生化學者L.Ernster將這方面的研究結果做了回顧整理,發表於Biochimica et Biophysica 1271(1995)195-204,闡明CoQ10在粒線體裏做為抗氧化劑的重要性,詳述了CoQ10做為活性氧分子與自由基清道夫(scavenger of free radicals)功能的理論與實證。 

      綜上所述,粒線體若缺少CoQ10,將導致其功能產生缺陷,粒線體的功能一旦發生故障,全身器官都會受害。沒有CoQ10,粒線體就沒有存在的意義,稱CoQ10為粒線體的靈魂一點也不為過。

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