Biosíntesis de coenzima Q: mantenimiento de la homeostasis redx y adaptación metabólica

Abstract

El coenzima Q es el único lípido antioxidante endógenamente sintetizado en todos los organismos eucariotas. Se localiza en las membranas celulares formando parte de la cadena de transporte de electrones y fosforilación oxidativa. La restricción calórica modula los componentes grasos de la membrana como medida adaptativa contra el daño oxidativo de patologías y los procesos de envejecimiento. El objetivo de este trabajo es estudiar el efecto del componente graso de la dieta (aceite de ternera, aceite de soja y aceite de pescado) y la restricción calórica a corto plazo sobre el sistema del coenzima Q en tejidos mitóticos y postmitóticos de ratones jóvenes. Después de un mes de intervención dietética sacrificamos los ratones y determinamos en el hígado, riñón, cerebro, músculo y corazón. los niveles de coenzima Q (CoQ9 y CoQ10) mediante HPLC de fase reversa y medimos los niveles de expresión de los genes que codifican los enzimas específicos de la vía de síntesis del coenzima Q mediante RT-PCR a tiempo real. Se cuantificaron además, los niveles de proteína de Coq2p y Coq3p en las tres intervenciones. Los resultados obtenidos demuestran que: (1) La heterogénea distribución del Q se encuentra asociada a un perfil de expresión de los genes COQ, cuyos niveles de transcritos son mayores en aquellos órganos que contienen más coenzima Q. (2) La dieta enriquecida con ácidos poliinsaturados omega-3 de pescado induce la expresión de los genes COQ en todos los tejidos. (3) La restricción calórica a corto utiliza la vía de síntesis del coenzima Q para alterar el metabolismo energético, aunque la adaptación a nivel transcripcional es específica de tejido. (4) La proteína Coq3p aumenta en aquellos tejidos donde la RC disminuye consistentemente el contenido de CoQ9 y CoQ10.(5) El riñón es el órgano que más responde a la restricción calórica y al efecto añadido del componente graso de la dieta. En restricción calórica desciende el contenido de coenzima Q y las grasas más insaturadas acentúan este efecto. La expresión de los genes COQ muestra una tendencia general a disminuir en el riñón ante un entorno calórico reducido, predominantemente cuando la dieta se encuentra enriquecida con grasas más susceptibles de peroxidación. (6) El sistema de coenzima Q (niveles totales y ratio de las dos isoformas) muestra una menor homogeneidad a nivel interindividual en órganos que presentan una mayor accesibilidad a los componentes de la dieta, como es el caso del hígado. En el extremo opuesto, la gran homogeneidad interindividual del cerebro en cuanto a las variaciones del contenido de coenzima Q y de la relación CoQ9/CoQ10, así como la falta de respuesta a la dieta, apoyan la necesidad de mantener un rango homeostático muy estrecho del sistema del coenzima Q. (7) Los cambios provocados por la restricción calórica en la relación CoQ9/CoQ10 no se explican con el efecto que ejerce esta manipulación de la dieta sobre la expresión de los genes COQ1 (mSPS1, mDLP1), responsables de determinar la longitud de la cola isoprenoide.