辅酶Q和细菌产氢气
发布时间：2024-01-22本文来源： 氢思语
服用了Q，对身体产生的好处，可能是因为促进了细菌产生氢气！
本研究发现，口服辅酶Q能增加肠道细菌产生更多氢气，这也许能解释口服辅酶Q对健康的促进作用。这一研究论文作者来自俄罗斯。
辅酶Q10（CoQ10）最早由Crane等人（1957）在牛心脏线粒体中鉴定[1]。正如1978年诺贝尔奖获得者彼得·米切尔所强调的那样，位于线粒体内膜的辅酶Q10在氧化磷酸化和ATP产生过程中起着关键作用。CoQ由苯醌环和聚异戊二烯尾部组成，含有6至10个物种特异性亚基，赋予磷脂双层内的分子稳定性。酿酒酵母中的异戊二烯链包含6个亚基（CoQ7），8个亚基存在于海洋十字马（CoQ9）中，10个亚基存在于大肠杆菌（CoQ10）中，2个亚基存在于小鼠和大鼠中（CoQ3和CoQ3），10个亚基存在于人类（CoQ4）中。这种分子传统上在临床上被用作线粒体功能的增强剂或抗氧化剂，旨在缓解或减少可能恶化各种疾病（心血管，内分泌等）生理结果的氧化损伤。由于其疏水性和大分子量，辅酶Q的吸收缓慢且有限，因此需要高剂量才能到达许多大鼠组织。
苯醌由需氧菌[5]和厌氧菌[6]合成。泛醌在细菌中的生理作用是调节能量代谢、基因表达和预防氧化应激[7]。苯醌化合物已被证明可作为肠道微生物组中一些未培养细菌的生长因子[8]。
结肠微生物群的功能之一是发酵不能在小肠中吸收的复杂碳水化合物/纤维。作为该过程的结果，形成低分子量生物活性物质，包括气态代谢物（氢（H2）、甲烷（CH4）、短链脂肪酸（SCFA）和三甲胺（TMA）。一组日本科学家表明，分子氢具有抗氧化作用[9]。H2能够结合最具侵略性的活性氧——羟基自由基 （•OH） 和过氧亚硝酸盐 （ONOO−），增加内源性蛋白的表达 - 超氧化物歧化酶，过氧化氢酶，谷胱甘肽过氧化物酶，髓过氧化物酶，谷胱甘肽合酶;通过调节细胞内的Nrf2-，ARE-，PI3K / Akt-，JAK2 / STAT3信号通路表现出细胞保护特性;减少促炎细胞因子的形成[10，11]。已经表明，H2以氢饱和水的形式给药导致大鼠心脏线粒体中CoQ10的形成增加，ATP生成增加和氧化应激抑制，同时丙二醛（MDA）水平降低[12]。
口服时肠腔中CoQ10浓度的增加可以为肠道微生物群组成的变化创造条件，并影响生物标志物的产生，然而，到目前为止尚未进行实验研究。因此，本工作的目的是研究口服辅酶Q10对大鼠肠道微生物群的分类组成及其酶活性（如氢，甲烷，SCFA和TMA）的生物标志物水平的影响。
在标准空腹乳果糖呼气试验中，氢气产生量增加的原因可能是：可用微生物群种类产生更多的氢气，产氢细菌的相对增加，氢营养微生物（主要是产甲烷古菌和其他几种（例如幽门螺杆菌）在肠腔中的原位氢消耗减少。没有证据表明在辅酶Q10的影响下，在微生物群组成不变的背景下产生更多H2。仍然没有证据表明辅酶Q10可能对微生物群中产氢细菌的增加产生影响。粪便16S rRNA测序显示瘤胃球菌和Lachnospiraceae AC 2044组细菌的比例增加，根据文献数据，这些细菌参与H2代谢[18，19]。这些细菌种类具有 氢气代谢所需的 [FeFe] 氢化酶。同时，辅酶Q10引起具有[NiFe]氢化酶的幽门螺杆菌细菌相对丰度的抑制。根据HydDB数据库[20]，具有[NiFe]型氢化酶的细菌能够利用氢。氢气产生/氢气利用细菌比例的增加可以解释在CoQ10摄入背景下肠道微生物群增加的氢气产量。
众所周知，肠道内H2主要是碳水化合物的发酵而形成，氢气可用于产乙酸菌的乙酸盐合成，甲烷古菌的甲烷合成，以及硫酸盐还原菌合成硫化氢。合成一个甲烷分子需要4个氢分子[19，21]。作者已经表明，在体外产氢的细克里斯滕塞氏菌和产甲烷的史密斯甲烷杆菌条件下形成群（非常紧密的结合）和产甲烷甲烷的甲烷甲烷杆菌能够利用小克里斯滕塞内拉产生的所有氢。辅酶Q10作为苯醌不太可能直接影响古菌功能，因为古菌异戊二烯醌含有甲萘醌（MK），属于萘醌类。
在空气样本中H2水平的增加不仅是肠道微生物群酶活性的生物标志物，而且在增加机体抗氧化防御方面也可能具有独立意义。在2007年发表的由太田成男教授领导的一组日本作者的研究中，表明分子氢是一种抗氧化剂，可以中和最活跃的氧形式 - 羟基自由基（•OH）和过氧腈（ONOO−) 。在随后的几年中，发表了2000多篇科学文章，证实了太田教授等人的主要发现，并显示出H2对脑、肝和心脏缺血/再灌注等病理状况的改善作用，其中氧化应激起重要作用。分子氢的抗炎作用也已得到证实。
由微生物群碳水化合物发酵产生的内源性氢被吸收到血液中，并通过门路系统以最大浓度进入肝脏。Nishimura及其同事表明，添加微生物群发酵底物（果胶）伴随着大鼠产氢量的增加。作者发现H2门静脉血（4.8 倍，绝对浓度范围为 4.5 至 11.5 μmol/L）和总 H2输出比对照组高15.5倍。
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