Ubiquinolsynthese – Bildung und Funktion von Ubiquinol
Die Ubiquinolsynthese beschreibt die körpereigene Herstellung von Ubiquinol, der reduzierten Form von Coenzym Q10, die eine zentrale Rolle in der Energieproduktion der Zellen spielt.
Wissenswertes über "Ubiquinolsynthese"
Die Ubiquinolsynthese beschreibt die körpereigene Herstellung von Ubiquinol, der reduzierten Form von Coenzym Q10, die eine zentrale Rolle in der Energieproduktion der Zellen spielt.
Was ist die Ubiquinolsynthese?
Die Ubiquinolsynthese bezeichnet den biochemischen Prozess, bei dem der menschliche Körper Ubiquinol herstellt – die biologisch aktive, reduzierte Form von Coenzym Q10 (CoQ10). Ubiquinol ist ein fettlösliches Molekül, das in nahezu allen Körperzellen vorkommt und unverzichtbar für die zelluläre Energiegewinnung sowie den Schutz vor oxidativem Stress ist.
Coenzym Q10 existiert in zwei Formen: der oxidierten Form Ubiquinon und der reduzierten Form Ubiquinol. Im gesunden Organismus wird Ubiquinon durch enzymatische Prozesse zu Ubiquinol reduziert. Im Blut liegt Coenzym Q10 zu etwa 90–95 % in der Ubiquinol-Form vor.
Biochemischer Ablauf der Ubiquinolsynthese
Die Biosynthese von Coenzym Q10 und seine Umwandlung in Ubiquinol ist ein komplexer, mehrstufiger Prozess, der hauptsächlich in den Mitochondrien und im endoplasmatischen Retikulum der Zellen stattfindet.
Schritt 1: Synthese des Grundgerüsts
Der Ausgangspunkt der Coenzym-Q10-Biosynthese ist die Aminosäure Tyrosin, aus der der aromatische Benzochinon-Ring gebildet wird. Parallel dazu wird die Isoprenseitenkette über den Mevalonat-Stoffwechselweg synthetisiert – denselben Weg, über den auch Cholesterin produziert wird. Diese Seitenkette besteht beim Menschen aus zehn Isopreneinheiten, weshalb das Molekül als Coenzym Q10 bezeichnet wird.
Schritt 2: Montage des Coenzym-Q10-Moleküls
Der aromatische Ring und die Isoprenseitenkette werden durch spezifische Enzyme miteinander verbunden. Dieser Schritt erfordert zahlreiche Kofaktoren, darunter Vitamin B6 (Pyridoxin), Vitamin B12, Folsäure und Pantothensäure.
Schritt 3: Reduktion zu Ubiquinol
Das fertig synthetisierte Ubiquinon (oxidierte Form) wird anschließend durch zelluläre Reduktasen – insbesondere durch Enzyme der Atmungskette – zu Ubiquinol reduziert. Dabei nimmt das Molekül zwei Elektronen und zwei Protonen auf. Dieser Schritt ist entscheidend, damit Coenzym Q10 seine antioxidative Schutzfunktion entfalten kann.
Funktion von Ubiquinol im Körper
Ubiquinol erfüllt im menschlichen Organismus zwei wesentliche Aufgaben:
- Energieproduktion: Ubiquinol ist ein essenzieller Bestandteil der mitochondrialen Atmungskette. Es transportiert Elektronen zwischen den Proteinkomplexen I/II und Komplex III und ermöglicht so die Synthese von ATP (Adenosintriphosphat), dem universellen Energieträger der Zelle.
- Antioxidativer Schutz: Als potentes Antioxidans neutralisiert Ubiquinol freie Radikale in Zellmembranen und Lipoproteinen und schützt Zellen so vor oxidativen Schäden. Es ist das einzige fettlösliche Antioxidans, das der Körper selbst synthetisieren kann.
Einflussfaktoren auf die Ubiquinolsynthese
Verschiedene Faktoren können die körpereigene Ubiquinolsynthese beeinträchtigen:
- Alter: Die Syntheseleistung nimmt ab dem 30.–40. Lebensjahr kontinuierlich ab. Im Alter von 70–80 Jahren kann der Ubiquinolspiegel um bis zu 50 % reduziert sein.
- Statine: Cholesterinsenker aus der Gruppe der Statine hemmen die HMG-CoA-Reduktase im Mevalonat-Stoffwechselweg und reduzieren dadurch nicht nur die Cholesterinsynthese, sondern auch die körpereigene CoQ10-Produktion erheblich.
- Nährstoffmangel: Ein Mangel an Vitamin B6, Vitamin B12, Folsäure, Selen oder anderen Kofaktoren kann die Synthese einschränken.
- Erkrankungen: Chronische Erkrankungen wie Herzinsuffizienz, Diabetes mellitus oder neurodegenerative Erkrankungen gehen häufig mit erniedrigten Ubiquinolspiegeln einher.
- Oxidativer Stress: Ein erhöhtes Aufkommen freier Radikale verbraucht Ubiquinol schneller als es resynthetisiert werden kann.
Diagnostik und Referenzwerte
Der Ubiquinolspiegel kann im Blut gemessen werden, meist als Gesamt-CoQ10 oder differenziert nach Ubiquinol und Ubiquinon. Als Referenzbereich für gesunde Erwachsene gelten im Plasma typischerweise Werte von 0,6–1,0 µmol/l, wobei laborspezifische Unterschiede bestehen. Bei Verdacht auf CoQ10-Mangel oder unter Statin-Therapie kann eine Messung sinnvoll sein.
Supplementierung von Ubiquinol
Da die körpereigene Synthese mit zunehmendem Alter oder unter bestimmten Bedingungen abnimmt, kann eine gezielte Supplementierung mit Ubiquinol sinnvoll sein. Im Vergleich zu Ubiquinon wird Ubiquinol vom Körper besser aufgenommen (höhere Bioverfügbarkeit), da es nicht erst reduziert werden muss. Typische Dosierungen in Studien liegen zwischen 100 und 300 mg pro Tag. Eine Einnahme mit einer fetthaltigen Mahlzeit verbessert die Resorption.
Quellen
- Crane, F. L. (2001): Biochemical functions of coenzyme Q10. In: Journal of the American College of Nutrition, 20(6), 591–598.
- Bhagavan, H. N., Chopra, R. K. (2006): Coenzyme Q10: Absorption, tissue uptake, metabolism and pharmacokinetics. In: Free Radical Research, 40(5), 445–453.
- European Food Safety Authority (EFSA): Scientific Opinion on the substantiation of health claims related to coenzyme Q10. EFSA Journal, 2010.
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