Пирролохинолинхинон (PQQ)¶

Пирролохинолинхинон (PQQ) — кофактор бактериальных оксидоредуктаз, хинонсодержащее органическое соединение, впервые обнаруженное в 1950-х годах в бактериях рода Pseudomonas. В 1979 году было установлено, что PQQ является кофактором глюкоздегидрогеназы у бактерий Acinetobacter calcoaceticus. В 2003 году PQQ был включён в перечень витаминоподобных веществ (условных витаминов) — в частности, в отчёты экспертов ФАО/ВОЗ (JECFA) и в российские рекомендации по нормам потребления.

¶Химические свойства

PQQ (2,7-дикарбоксипирроло[2,3-f]хинолин-5,9-дион, C₁₄H₆N₂O₈) относится к семейству хинонов. Молекула содержит два карбонильных участка, способных к обратимому восстановлению, что определяет его главную биологическую функцию — участие в окислительно-восстановительных реакциях. PQQ устойчив к нагреванию, но разрушается под действием ультрафиолета и сильных щелочей. В организме человека и животных PQQ не синтезируется (или синтезируется в микроколичествах кишечной микрофлорой) и поступает преимущественно с пищей.

¶История открытия

Первые упоминания о неизвестном кофакторе глюкоздегидрогеназы относятся к работам японских и нидерландских микробиологов конца 1970-х годов. Структура PQQ была окончательно установлена к 1979 году. В 1980-е годы были синтезированы первые аналоги PQQ, а в 1990-е годы начались исследования его небактериальных функций — в частности, нейропротекторной и антиоксидантной активности у млекопитающих.

¶Биологические функции

¶Кофакторная роль в бактериях

Основная доказанная функция PQQ — роль кофактора бактериальных дегидрогеназ. Более 70 ферментов (PQQ-зависимые дегидрогеназы) требуют его для работы. К ним относятся:

• глюкоздегидрогеназа;
• спиртовая дегидрогеназа;
• альдегиддегидрогеназа;
• лактатдегидрогеназа;
• глутатоноксидаза.

Эти ферменты участвуют в окислении сахаров, спиртов и альдегидов, что критично для энергетического обмена ряда бактерий.

¶Антиоксидантная активность

PQQ способен многократно циклически окисляться и восстанавливаться, что позволяет ему выполнять функцию «проката» электронов и гасить активные формы кислорода. В опытах на клеточных культурах и на животных показано снижение уровня малонового диальдегида и повышение активности эндогенных антиоксидантных ферментов (супероксиддисмутазы, глутатионпероксидазы) при введении PQQ.

¶Нейропротекторные эффекты

В исследованиях на крысах показано, что PQQ снижает повреждение нейронов при ишемии и токсическом воздействии. Предполагается механизм, связанный с подавлением избыточной глутаматергической передачи и снижением окислительного стресса в нервной ткани. Клинические данные по нейропротекции у человека ограничены.

¶Влияние на митохондриальный биогенез

Наиболее обсуждаемая в литературе функция PQQ — стимуляция образования новых митохондрий (митохондриального биогенеза). Показано, что PQQ активирует сигнальный путь PGC-1α — ключевой регулятор митохондриогенеза. В опытах на мышах добавление PQQ в рацион увеличивало количество митохондрий в клетках печени и сердечной мышцы.

¶Влияние на нейрогенез

Некоторые работы указывают на способность PQQ увеличивать экспрессию нервного фактора роста (NGF) в клеточных культурах и в мозге крыс. Это рассматривается как потенциальный механизм поддержки когнитивных функций, однако клинические подтверждения у человека носят предварительный характер.

¶Источники PQQ

PQQ содержится в продуктах питания в микроколичествах (мкг на грамм продукта):

Бактериальная ферментация также является источником PQQ: соевый соус, мисо, некоторые виды кисломолочных продуктов содержат его следовые количества.

¶Суточная потребность и дефицит

Точная суточная норма PQQ не установлена. В исследованиях на животных дефицит PQQ проявлялся нарушениями роста, репродуктивной дисфункцией и повышенной восприимчивостью к инфекциям; эти эффекты обратимы при добавлении PQQ в рацион. В российских нормах физиологических потребностей PQQ не выделен отдельной строкой, однако в научной литературе обсуждаются ориентировочные значения порядка 20–40 мкг в сутки.

¶Применение

PQQ выпускается в форме биологически активных добавок (БАД) — обычно в виде динатриевой соли (PQQ disodium salt). Основные заявляемые направления — поддержка энергетического обмена, когнитивных функций и антиоксидантной защиты. В России PQQ не включён в перечень разрешённых к применению в пищевой промышленности веществ и не имеет статуса витамина; добавки с PQQ продаются как БАД.

¶Ограничения и перспективы

Большинство положительных данных получено in vitro или на животных моделях. Клинических исследований с участием человека проведено немного, и их результаты носят предварительный характер. Всемирная организация здравоохранения и национальные регуляторы не признают PQQ витамином, отмечая недостаточность данных для установления адекватного уровня потребления.

¶Источники

• Rucker R., Chowanadisai W., Nakano M. Potential physiological importance of pyrroloquinoline quinone // Alternative Medicine Review. 2009.
• Harris C. B. et al. Dietary pyrroloquinoline quinone (PQQ) alters indicators of mitochondrial and cellular respiration in older adults // The Journal of Nutrition. 2013.
• Nakano M. et al. Effects of pyrroloquinoline quinone on mitochondrial functions // BioFactors. 2012.
• Kasahara T., Kato T. Nutritional biochemistry: a new redox cofactor vitamin for mammals // Nature. 2003.
• Методические рекомендации МР 2.3.1.0253-21 «Нормы физиологических потребностей в пищевых веществах и энергии».