(一)促进线粒体生物合成,重构能量生产网络
线粒体的生物合成是一个复杂而精密的过程,就像是在细胞内建造一座全新的 “能量工厂”,需要众多信号通路的协同调控。在这个过程中,PGC - 1α/CREB 通路扮演着 “总开关” 的关键角色,而 PQQ 正是激活这一关键通路的 “金钥匙”。
PQQ 能够通过磷酸化环磷腺苷反应元件结合蛋白(CREB),使其被激活。激活后的 CREB 就像一位 “传令官”,能够诱导过氧化物酶体增殖物激活受体 γ 共激活因子 - 1α(PGC - 1α)的表达。PGC - 1α 作为线粒体生物合成的关键调节因子,它的表达增加会引发一系列连锁反应。它会上调线粒体转录因子 A(TFAM)等相关基因的表达,这些基因就像是建造 “能量工厂” 的蓝图,指导着新线粒体的生成。
《Journal of Biological Chemistry》在 2010 年发表的研究成果表明,在肝细胞中加入 PQQ 后,线粒体密度显著增加了 30%,ATP 产量也大幅提升了 1.5 倍 。这就好比在一个城市里,原本只有少数几个发电站,城市的电力供应常常不足。而现在,通过 PQQ 的作用,新建了许多发电站,并且这些发电站的发电效率也大大提高,从而为城市(细胞)提供了更充足的电力(能量)。
随着时间的推移以及外界环境因素的影响,线粒体也会像机器一样出现磨损和故障。受损的线粒体不仅能量生产效率降低,还会产生大量的活性氧(ROS),这些 ROS 就像 “捣乱分子”,会对细胞造成氧化损伤,进一步影响细胞的正常功能。
PQQ 在优化线粒体质量控制方面发挥着重要作用,它通过增强线粒体自噬(mitophagy)来清除受损线粒体。线粒体自噬就像是细胞内的 “垃圾清理工”,能够识别并吞噬受损的线粒体,将其分解成小分子物质,这些小分子物质可以被细胞重新利用,用于合成新的线粒体。PQQ 还能促进新线粒体的生成,就像不断有新的机器被制造出来,替换掉那些老旧损坏的机器。
在衰老细胞中,线粒体的功能往往严重受损,能量代谢效率低下。而 PQQ 的作用就像是给衰老的细胞注入了一股 “活力源泉”,通过形成 “清除 - 再生” 的动态平衡,显著改善了衰老细胞的能量代谢效率。研究发现,经过 PQQ 处理的衰老细胞,线粒体的功能得到明显恢复,能量代谢相关的酶活性增强,细胞的活力和增殖能力也得到了提升 。这一过程就像是对一座老旧的工厂进行全面的改造升级,清理掉那些破旧的设备,换上新的、更高效的设备,从而使工厂重新焕发出强大的生产能力,为细胞的各种生命活动提供充足的能量支持。
(二)调节底物代谢,重塑能量利用模式
脂肪作为人体重要的能量储备物质,其代谢过程对维持能量平衡至关重要。在正常情况下,脂肪会在体内被逐步分解利用,为身体提供能量。然而,当脂肪代谢出现异常时,脂肪就会在体内堆积,导致体重增加、肥胖等问题,进而增加患心血管疾病、糖尿病等慢性疾病的风险。
PQQ 在脂肪代谢调节中发挥着积极作用,它通过激活 AMPK 信号通路,就像启动了细胞内的一个 “代谢开关”,促进脂肪酸 β - 氧化。脂肪酸 β - 氧化是脂肪分解的关键步骤,它能够将脂肪酸逐步分解为乙酰辅酶 A,这些乙酰辅酶 A 可以进入三羧酸循环,最终被彻底氧化分解,释放出能量。
《Journal of Agricultural and Food Chemistry》在 2018 年发表的小鼠实验显示,PQQ 干预组的脂肪氧化率提升了 25%,血清甘油三酯水平下降了 18% 。这表明 PQQ 能够有效地促进脂肪的分解代谢,减少脂肪在体内的堆积。棕色脂肪组织在人体中具有特殊的功能,它富含大量的线粒体,能够通过非寒战产热的方式消耗能量,将脂肪转化为热量散发出去。PQQ 尤其能够增强棕色脂肪组织的产热功能,就像给棕色脂肪组织这个 “小火炉” 添了一把柴,让它燃烧得更旺,从而促进体脂的消耗,有助于维持健康的体重和身体代谢水平。
糖原是葡萄糖在体内的储存形式,主要储存在肝脏和骨骼肌中。当身体需要能量时,糖原会被分解为葡萄糖,进入血液循环,为细胞提供能量。而当身体能量充足时,多余的葡萄糖会合成糖原储存起来。
在肝脏和骨骼肌中,PQQ 通过上调糖原合成酶(GS)的活性,就像给糖原合成的 “生产线” 加速,使肝细胞糖原储备增加了 22%(《Cell Metabolism》,2015) 。这意味着在 PQQ 的作用下,肝脏能够储存更多的糖原,以备不时之需。PQQ 还能抑制糖原分解,就像给糖原分解的 “阀门” 关上了,从而稳定血糖波动。当人体处于高强度运动或应激状态时,身体对能量的需求急剧增加,此时肝脏和骨骼肌中储存的糖原就会被分解利用,为身体提供持续的能量供给。PQQ 的这种调节作用,使得身体在不同的生理状态下都能更好地维持能量平衡,保证各项生理功能的正常运行,就像一个精准的能量调节系统,根据身体的需求合理地储存和释放能量。
(三)抗氧化与抗炎协同,守护能量代谢微环境
在细胞的正常代谢过程中,会不可避免地产生一些自由基,如羟自由基(・OH)等。这些自由基具有很强的活性,就像一个个 “小炸弹”,会对细胞内的各种生物分子,如脂质、蛋白质和 DNA 等造成损伤。线粒体作为细胞的 “能量工厂”,在进行能量代谢的过程中,会产生大量的自由基,如果这些自由基不能及时被清除,就会对线粒体的膜结构造成损伤,影响线粒体的正常功能,进而导致能量代谢紊乱。
PQQ 具有强大的抗氧化能力,它拥有直接捕获羟自由基(・OH)等毒性自由基的能力,其清除效率是维生素 C 的 1.5 倍,能够直接将这些 “小炸弹” 拆除,减少它们对细胞的损害。PQQ 还能激活 Nrf2 通路,Nrf2 通路就像是细胞内抗氧化防御系统的 “指挥官”,它被激活后,会提升超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH - Px)等内源性抗氧化酶的活性。这些抗氧化酶就像是细胞内的 “清洁工”,能够协同工作,将细胞内产生的自由基清除掉。在 PQQ 的作用下,细胞内脂质过氧化产物丙二醛(MDA)水平降低了 35%,这表明细胞受到的氧化损伤明显减轻,线粒体膜结构得到了有效的保护,从而能够维持正常的能量代谢功能,保证细胞的 “能量工厂” 能够稳定运行。
慢性炎症是许多疾病发生发展的重要因素,它会对细胞的微环境造成破坏,影响细胞的正常功能。在炎症状态下,细胞会释放出一系列促炎因子,如肿瘤坏死因子 - α(TNF - α)、白细胞介素 - 6(IL - 6)等,这些促炎因子就像一群 “捣乱分子”,会引发炎症反应,对线粒体 DNA 造成损伤,进而影响线粒体的功能和能量代谢。
PQQ 能够抑制 NF - κB 炎症通路,NF - κB 炎症通路是炎症反应的关键调节通路,就像炎症反应的 “总开关”。PQQ 通过抑制这个 “总开关”,减少 TNF - α、IL - 6 等促炎因子的释放,就像让那些 “捣乱分子” 安静下来,避免慢性炎症对线粒体 DNA 的损伤。为能量代谢创造一个低炎高效的细胞微环境。在这样的微环境中,线粒体能够正常地进行能量代谢,细胞的各项生理功能也能得以正常发挥,就像一个安静、有序的生产车间,能够高效地生产出细胞所需的能量,维持细胞的健康和活力。





