PQQ 增强细胞抗氧化能力主要通过以下几种机制实现:
直接清除自由基
PQQ 具有特殊的化学结构,使其能够直接与体内的自由基发生反应,如超氧阴离子自由基(O₂⁻)、羟自由基(・OH)和过氧化氢(H₂O₂)等。这些自由基是细胞代谢过程中产生的副产物,具有很强的氧化活性,会攻击细胞内的生物大分子,如脂质、蛋白质和 DNA,导致细胞损伤和功能障碍。PQQ 可以通过提供电子等方式,将这些自由基转化为相对稳定的物质,从而减少自由基对细胞的损害。例如,PQQ 可以与羟自由基反应,生成较为稳定的产物,阻止羟自由基进一步引发的氧化链式反应。
激活抗氧化酶系统
PQQ 能够激活细胞内的多种抗氧化酶,如超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH - Px)和过氧化氢酶(CAT)等。SOD 可以将超氧阴离子自由基转化为过氧化氢,而 CAT 和 GSH - Px 则可以进一步将过氧化氢分解为水和氧气,从而有效地清除细胞内的活性氧物质。PQQ 通过与细胞内的信号通路相互作用,上调这些抗氧化酶的基因表达和蛋白质合成,提高它们在细胞内的活性和含量。研究表明,在给予 PQQ 处理的细胞或动物模型中,SOD、GSH - Px 和 CAT 等抗氧化酶的活性明显增强,细胞内的氧化应激水平显著降低。
参与线粒体抗氧化防御
线粒体是细胞内产生能量的主要场所,也是自由基产生的主要部位。PQQ 在维护线粒体的功能和抗氧化防御方面发挥着重要作用。它可以促进线粒体的生物发生,增加线粒体的数量和质量,提高线粒体的呼吸功能和能量代谢效率。同时,PQQ 还可以在线粒体内膜上发挥抗氧化作用,直接清除线粒体产生的自由基,保护线粒体的膜结构和功能完整性。此外,PQQ 还能调节线粒体相关的抗氧化基因表达,增强线粒体自身的抗氧化能力,减少线粒体氧化损伤,从而维持细胞的正常生理功能。
螯合金属离子
一些金属离子,如铁离子(Fe³⁺)和铜离子(Cu²⁺)等,在细胞内可以通过芬顿反应等过程催化产生羟自由基,加剧细胞的氧化应激。PQQ 具有一定的金属离子螯合能力,能够与这些金属离子结合,形成稳定的复合物,从而减少金属离子催化产生自由基的可能性,降低细胞内的氧化损伤风险。例如,PQQ 可以与铁离子结合,阻止铁离子参与芬顿反应,减少羟自由基的生成,保护细胞免受氧化损伤。