framed|Figure 1 : Structure chimique des ubiquinones. n peut varier de 6 à 10 et forme une chaîne polyisoprénique.
La coenzyme Q (CoQ, ou plus simplement Q), également connue sous le nom d’ubiquinone, est une 1,4-benzoquinone pour laquelle Q fait référence au groupe quinone et 10 au nombre d'unités isopréniques dans sa chaîne latérale.
Cette substance, semblable à une vitamine liposoluble, est présente dans la plupart des cellules eucaryotes, essentiellement dans les mitochondries, où elle participe à la chaîne respiratoire dans le cadre de la respiration cellulaire aérobie.
Biochimie Dans sa forme pure, la CoQ est une poudre cristalline jaune orange, sans goût ni odeur. Elle est en partie absorbée avec notre nourriture, mais est également produite dans le corps lui-même. Cette coenzyme, présente dans toutes les cellules humaines, intervient dans la transformation de l'énergie fournie par l'alimentation en énergie utilisable par la cellule. Ce n'est qu'à la suite de cette transformation, effectuée dans les mitochondries, que l'énergie contenue dans la nourriture peut être utilisée par le corps humain. 95 % des besoins corporels en énergie sont transformés à l'aide de la CoQ Dutton PL, Ohnishi T, Darrouzet E, Leonard, MA, Sharp RE, Cibney BR, Daldal F et Moser CC. 4 « Coenzyme Q oxidation reduction reactions in mitochondrial electron transport » () in: Coenzyme Q: Molecular mechanisms in health and disease, edited by Kagan VE and Quinn PJ, CRC Press (2000), Boca Raton.. Les organes nécessitant le plus d’énergie présentent également les taux de CoQ les plus élevés.
La CoQ diffuse librement dans la bicouche lipidique car il s'agit d'une benzoquinone qui est soluble dans les lipides avec une longue chaîne isoprénoïde.
Historique L'histoire de la découverte de la coenzyme Q10 s'articule autour de travaux menés parallèlement au Royaume-Uni et aux États-Unis entre 1955 et 1958.
En 1955, la coenzyme Q10 est isolée pour la première fois à l'université de Liverpool par Gerald N. Festenstein, Richard A. Morton et leurs collaborateurs à partir de la muqueuse intestinale de cheval et du foie de rat. L'équipe britannique la désigne d'abord sous le nom de « substance SA », en référence à sa méthode d'isolation (Saponification) et à son pic d'absorption à 272 nm (Absorption).
En 1957, le biochimiste américain Frederick L. Crane et son équipe de l'université du Wisconsin isolent la coenzyme Q10 sous forme pure à partir de mitochondries de cœur de bœuf. Ils démontrent son rôle de transporteur d'électrons au sein de la chaîne respiratoire mitochondriale et lui attribuent le nom de « coenzyme Q » (la lettre Q désignant le groupe quinone). La même année, l'équipe de Richard A. Morton propose le nom d'« ubiquinone » pour désigner la même structure, en référence à sa présence ubiquitaire dans les tissus vivants.
La structure chimique de la coenzyme Q10 (benzoquinone liée à une chaîne isoprénoïde de dix unités) est entièrement élucidée et synthétisée en 1958 par Donald E. Wolf, Karl Folkers et leur équipe aux laboratoires Merck, en collaboration avec l'équipe de Morton.
Rôles physiologiques À la suite de sa découverte du rôle significatif joué par la CoQ dans la production de l'énergie, le chercheur britannique Peter Mitchell reçut le prix Nobel de chimie en 1978. La CoQ intervient en effet dans la chaîne respiratoire, qui assure la production d'énergie utilisable par la cellule sous forme d'ATP. C'est un intermédiaire qui a la capacité de cycler entre une forme oxydée et une forme réduite, et donc de transférer des électrons d'un complexe enzymatique à l'autre (de la NADH-déshydrogénase à la cytochrome-réductase).
La réduction du taux de CoQ est liée au vieillissementKalén A, Appelkvist E-L, Dallner G: Age-related changes in the lipid compositions of rat and human tissues. Lipids 24: 579-584, 1989, ainsi que divers facteurs tels que l'effort physique extrême, le stress, une consommation accrue d'alcool et de tabac, de même que lors de maladies spécifiques. Certains médicaments réduisant le taux de cholestérol (appelés « statines ») freinent également la production naturelle de CoQ dans le corpsLangsjoen PH, Langsjoen AM, The clinical use of HMG CoA-reductase inhibitors and the associated depletion of coenzyme Q10. A review of animal and human publications; Biofactors, 2003;18:101-111. Un taux faible de cette molécule serait corrélé avec un plus mauvais pronostic lors d'une insuffisance cardiaqueMolyneux SL, Florkowski CM, George PM et Als. Coenzyme Q10: an independent predictor of mortality in chronic heart failure, J Am Coll Cardiol, 2008;52:1435–1441 mais ce résultat reste discutéMcMurray JV, Dunselman P, Wedel H et Als. Coenzyme Q10, rosuvastatin, and clinical outcomes in heart failure: a pre-specified substudy of CORONA (Controlled Rosuvastatin Multinational Study in Heart Failure), J Am Coll Cardiol, 2010;56:1196–1204.
Il a un rôle antioxydantErnster L, Forsmark-Andrée P, Ubiquinol: an endogenous antioxidant in aerobic organisms, Clin Investig, 1993;71:S60-S65.
Il permet d'améliorer le contrôle de la glycémie chez le diabète de type 2 et de diminuer légèrement la pression artérielle en cas d'hypertension artérielleHodgson JM, Watts GF, Playford DA, Burke V, Croft KD, Coenzyme Q10 improves blood pressure and glycaemic control: a controlled trial in subjects with type 2 diabetes, Eur J Clin Nutr, 2002;56:1137-1142.
Un essai clinique croisé en double aveugle, randomisé et contrôlé par placebo impliquant 20 sujets (jeunes, en bonne santé, et non-fumeurs) a observé que la supplémentation de CoQ10 en phytosomes améliorait la fonction endothéliale.
Pharmacologie Après absorption orale, sa demi-vie atteint 30 hBhagavan HN, Chopra RK, Coenzyme Q10: absorption, tissue uptake, metabolism and pharmacokinetics, Free Radic Res, 2006;40:445-453. La est cependant très variable suivant les produitsLopez-Lluch G, del Ponzo-Cruz J, Sanchez-Cuesta A et al. Bioavailability of coenzyme Q10 supplements depends on carrier lipids and solubilization, Nutrition, 2018;57:133-140.
Rôle thérapeutique L'organisme synthétise la molécule, habituellement à des doses suffisantes, rendant normalement inutile un apport extérieur.
L'alimentation fournit un apport journalier d’environ trois à dix milligrammes de cette coenzymeWeber C: Dietary intake and absorption of coenzyme Q. In: Kagan VE, Quinn PJ: Coenzyme Q: Molecular mechanisms in health and disease. CRC Press, , 2001.
La coenzyme Q10 est surtout présente dans la viande et le poisson. Les légumes et les produits laitiers en contiennent relativement peuERNA.
+ Teneur en CoQ10 d'aliments en µg/ matière fraîcheLes références bibliographiques sont dans ERNA, European Responsible Nutrition Alliance Aliments Kamei (1986) Weber(1997) Mattila(2001) Kubo(2008) Bœuf3100310036503030-4010 Poulet2100170014001710-2500 Poisson550-6430430-2700850-1590180-13000 Brocoli860660…701 Pomme de terre1005250105 Œuf37015012073
Sa concentration peut être mesurée dans le sang mais cela ne semble pas refléter le contenu tissulaire en CoQ.
Cependant, il se peut qu’un régime normal et la production endogène ne suffisent pas à répondre aux besoins corporels. Les statines, médicaments qui bloquent la formation hépatique du cholestérol et secondairement la production de l'ubiquinone peuvent entraîner une carence. Cette dernière pourrait expliquer l'effet secondaire principal de ce type de médicament, les symptômes musculaires. Il pourrait exister un certain intérêt à administrer ce complément alimentaire dans ces casQu H, Guo M, Chai H et al. Effects of Coenzyme Q10 on statin-induced myopathy: an updated meta-analysis of randomized clinical trials, J Am Heart Assoc, 2018;2:e009835.
La coenzyme Q10 constitue aussi une piste de traitement de l'insuffisance cardiaque à fraction d'éjection basse, permettant d'en améliorer les symptômes et de diminuer la mortalitéMortensen SA, Rosenfeldt F, Kumar A et al. The effect of coenzyme Q10 on morbidity and mortality in chronic heart failure: results from Q-SYMBIO: a randomized double-blind trial, J Am Coll Cardiol HF, 2014;2:641-649.
À dosage très élevé, la coenzyme Q10 est également utilisée pour traiter la maladie génétique de Leber qui s'attaque aux mitochondries du nerf optique mais les résultats obtenus sont peu convaincantsLa neuropathie optique héréditaire de Leber sur Orphanet.
Une supplémentation de 100 à 200 mg/j peut faire baisser la pression artérielle systolique chez les personnes atteintes de maladies cardiométaboliques.
L'ubiquinone a été associée à une réduction d'au moins 50 % du risque hospitalier de la covid-19 dans une étude cas-témoin.
Synthèse chimique Trois méthodes différentes sont mises en œuvre pour la fabrication de la CoQ : la fermentation de levure, la fermentation bactérienne et la synthèse chimique. Le procédé de fermentation de levure résulte en une CoQ à la configuration tout-trans, ce qui signifie qu'il est identique à la CoQ naturelle que l'on trouve dans la viande, le poisson et d'autres produits.
La sécurité de la fermentation de levure a été confirmée par différentes études de sécurité effectuées par CovanceWilliams KD, Maneka JD, AbdelHameed M, Hall RL, PalmerTE, Kitano M, Hidaka T: 52-Week oral gavage chronic toxicity study with ubiquinone in rats with a 4-week recovery. J Agric Food Chem 47: 3756-3763, 1999. De plus, un test randomisé (aléatoire) en double aveugle avec contrôle placebo, (un protocole typique à l'industrie pharmaceutique) a démontré que la fermentation de levure est sûre et bien tolérée jusqu’à 900 milligrammes par jour.
La CoQ produite par synthèse chimique génère également l'isomère (une configuration de la structure moléculaire que l'on ne trouve pas dans la CoQ naturelle).
Depuis peu existe une CoQ lipophile et hydrophile micellaire, avec une biodisponibilité plus importante..
Aspect commercial Il est vendu comme complément alimentaire et son marché (à l'international) est estimé, en 2018, à 470 millions de dollarsRaizner AE, Quiñones MA, Coenzyme Q10 for patients with cardiovascular disease, J Am Coll Cardiol, 2021;77:609-619.
Références
Catégorie:Benzoquinone Catégorie:Antioxydant Catégorie:Coenzyme Catégorie:Cycle de Krebs Catégorie:Glycolyse