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艾地苯醌是一种独特的抗氧化剂,可以用于治疗皮肤老化的迹象。本文综述了这种辅酶Q10类似物用途、功能、细胞生物学和临床研究、安全性和新的改进。
艾地苯醌是一种生物工程模拟物,而非泛醌(辅酶Q10)的衍生物。它属于醌类分子;结构呈1,4-苯醌分子,类似对苯二酚。分子量是338Da,而辅酶Q10的分子量是860Da,因此理论上艾地苯醌有更大的皮肤渗透潜力。艾地苯醌是一种有效的抗氧化剂,它能抑制脂质过氧化,保护细胞膜和线粒体免受细胞新陈代谢所带来的氧化损伤,即防御内源性老化。紫外线辐射(UVR)产生的活性氧(ROS)在光致癌变和环境诱导老化过程中起着至关重要的作用,这一过程也称为光老化或外在老化。些研究称,红外辐射和可见光也在很大程度上造成了这类损害。虽然皮肤具有复杂的抗氧化网络,内在和外在途径都可以引发氧化还原平衡失衡。脆弱的平衡最终导致真皮结缔组织细胞和大分子结构的变化,并在临床上表现出皱纹,松弛,色素紊乱。与其他抗氧化剂相比,艾地苯醌在体外研究和体内研究中显示了独特的特性,可对内源和外源性的衰老提供保护。
艾地苯醌在医学上的应用历史可以追溯到1982年,最初由Shimamoto等人发表的论文介绍了它在科学界的潜在应用,其中提到了它在红细胞和心肌组织能量代谢方面所起到的作用。在接下来的几年里,进一步的研究确定了艾地苯醌的耐受性、安全性和药代动力学,标志了艾地苯醌走向了应用的第一阶段。在20世纪90年代早期,艾地苯醌运用于阿尔茨海默病患者。此后,经过了更广泛的研究,并运用于年龄相关的其他疾病治疗,包括脑血管疾病、阿尔茨海默症等,也被用于器官保存等其他应用。直到2009年,艾地苯醌的相关研究共发表了270篇文章,大多数与衰老疾病相关。艾地苯醌的潜在功效包括:抗衰老、增强能量、增强认知能力、保护器官和抗兴奋性氨基酸神经毒性。在2003年,艾地苯醌被引入到皮肤学领域,作为一种新型化合物治疗急性和慢性皮肤老化。
与其他抗氧化剂一样,艾地苯醌以还原和氧化状态存在。在一项对星形胶质细胞影响的研究中,艾地苯醌在氧化还原状态下显著地抑制了花生四烯酸通过环氧合酶和脂氧合酶的代谢。在还原态下,其作用效果更加显著,显示其在神经系统抗炎方面的潜在优势。
在另一项研究中,从大鼠大脑皮层分离的突触体用铁和抗坏血酸处理,诱导出细胞氧化损伤。与对照组相比,艾地苯醌既阻止了细胞质和线粒体中ROS的形成,也降低了蛋白质巯基含量(一种蛋白质氧化的指标)。
艾地苯醌除了具有抗氧化剂的功能外,还在电子传递链中充当电子载体,类似于辅酶Q10。将艾地苯醌引入缺失辅酶Q10的脑线粒体制剂中,可防止辅酶Q10缺失时所常见的电子链转移活性丧失。
艾地苯醌还能抑制线粒体脂质过氧化,换言之即保护线粒体免受损伤。其他动物研究也证实了艾地苯醌的线粒体膜保护作用。
根据线粒体老化理论,在衰老过程中,永久性损伤的线粒体DNA和不稳定的电子转移是引起线粒体功能损失的最重要原因。线粒体是细胞代谢的场所,产生的能源用以将碳水化合物转化为ATP,并参与细胞的代谢活动。这一过程本身由于电子转移和泄露而产生有毒的自由基,如果不加以控制,就会导致细胞损伤。因此,细胞形成了防御机制,包括必需的酶和辅酶,如辅酶Q10、SOD和过氧化氢酶,它们能够将细胞能量产生过程中的自由基副产物最终还原为水。不幸的是,这些防御机制仅仅在一定程度上有效。泄露和释放的自由基,如超氧化物自由基可以与细胞器或其他分子反应,例如DNA,脂肪,糖,和蛋白质,最终导致细胞损伤,临床表现出衰老的特征。
线粒体具有复制自身DNA的能力,尽管它们是大多数内部自由基形成的场所,但与核DNA相比,其修复机制要少得多,其结果是细胞老化与代谢能量直接相关。因此,线粒体需要强效的抗氧化剂来清除自由基,防止细胞衰老的早期发生。辅酶Q10保护线粒体免受氧化腐蚀。正如上面提到的,艾地苯醌是一种强抗氧化剂,与电子转移呼吸链中的辅酶Q10密切相关。辅酶Q10在生化细胞和线粒体膜和中扮演着一个关键的角色。然而,与辅酶Q10不同,艾地苯醌不存在降解性促氧化作用的潜在副作用,特别是在缺氧细胞条件下,如中风、心脏病发作、过度运动或其他导致组织低氧的情况。艾地苯醌似乎能够将氧与电子传递链紧密结合,从而比辅酶Q10更好地防止有毒氧自由基的产生。
来源:小钻风1号