PQQ与健康白皮书
PQQ功效与作用相关科研成果报告
综合美国权威科学期刊《Nature》《Cell》等论文
一、PQQ基础知识
中文名称：吡咯喹啉醌
中文别名:4,5-二氢-4,5-二氧代-1H-吡咯并[2,3-f]喹啉-2,7,9-三羧酸
外文名称：methoxatin
分子式:C14H6N2O8
分子量:330.206
制备方法：化学合成法、提取法和微生物发酵法
学术研究：PQQ(吡咯喹啉醌) 作为一种极不稳定的稀有活性物质，被全球生物医学界称为免疫之王，史上最强抗氧化物质。实验证明，PQQ杀死肿瘤细胞的速度和彻底性达到了前所未有的高度，在提高免疫方面更是让人惊叹，是迄今为止人类发现的最强效生物活性物质。国内外对 PQQ 的研究成果丰富，研究结果表明，PQQ 可以改善生物机体内过氧化损伤，具有催化氧化还原反应、促进线粒体发生、调控能量代谢、调控细胞信号通路等广泛的生物活性，具有新型保健药品开发的潜力，美国和欧盟已经将其列为高安全性的膳食补充剂。
PQQ是吡咯喹啉醌的简称，是人体必须从食物中获取的一种必需营养素。它是一种氧化还原酶的辅酶，因其独特的邻苯醌结构赋予了它与其它辅酶许多不同的生理特性，也使它具有了不同的生理功效。PQQ存在于人体的所有组织中，浓缩在母乳中（毫升母乳中含有140到180纳克的PQQ[1]），是发育所必需的生长因子。动物研究表明，缺乏PQQ会阻碍生长，损害免疫力，导致生殖和代谢问题。研究还表明，它可以增加神经生长因子(NGF)1，并可能具有促智益处，例如防止神经退行性变和改善记忆力和学习能力。因此，老年人可以使用PQQ补充剂来改善大脑健康与功能。
二、PQQ发现史
关于PQQ的第一个研究可追溯到1959年，在研究非磷酸化细菌的葡萄糖代谢时(一般细菌代谢葡萄糖是通过葡萄糖-6-磷酸途径)，观察到乙酸钙不动杆菌含有一种不依赖于NAD(P)和FAD的葡萄糖脱氢酶。随后Haug通过这种酶得到一种可分离的辅基，其最大吸收光谱在248nm，台阶在270~ 280nm，并推断这个辅基可能是一种萘醌的衍生物。
大约在同一时间，学者们对单细胞蛋白和生物多糖产生了兴趣，并着手研究细菌代谢甲醇的过程。期间发现了几种细菌能生长在以甲醇或甲烷作唯一碳源的培养基上。细菌代谢甲醇的关键酶是甲醇脱氢酶。研究此酶时，得到了如上述葡萄糖脱氢酶(GDH)一样可分离的有机辅基。该辅基既不是NAD(P)，也不是FAD。
到70年代后期，Duine等采用电子自旋共振、NMR和MS等技术重新研究MDH的结构，于1979年提出，该酶的辅基是一个含两个N原子的醌型结构物质[2]。与此同时，Salisbury等通过X-射线晶体衍射技术对该辅基的结晶丙酮加成物分析后，确定此辅基为三羧基吡咯喹啉醌结构，其结构式是4，5-二氢-4，5二氧-1-氢吡咯并(2，3-f)喹啉-2，7，9-三羧酸[3]。
PQQ的发现是醌酶研究史上的一个重要事件。它不仅另人们认识了一个新辅基，而且意味着酶学将出现一个新的分支：醌酶，即以PQQ和其它醌类化合物作为辅基的氧化还原酶类。
三、PQQ功效与作用
1、优化线粒体，促进细胞能量产生
人体由大约37万亿细胞组成，每个细胞含有300到数千个线粒体。线粒体作为细胞的动力来源，将食物和氧气转化为能量。但线粒体的作用不仅仅是产生能量——它们对身体细胞的生存和死亡至关重要。它们对细胞间的健康交流也至关重要，在清除异常细胞方面也扮演着重要角色，如癌细胞。研究表明，健康的线粒体在支持认知、体能和衰老等重要指标方面发挥着重要作用。
但随着我们年龄的增长，它们会恶化并消亡——这就是为什么孩子比他们的父母和祖父母有更多的精力的主要原因。线粒体受损和数量减少与我们这个时代的很多疾病都有关，从阿尔茨海默氏症和帕金森氏症到慢性疲劳、从心力衰竭到糖尿病。
PQQ的独特之处在于它能增加衰老细胞中健康线粒体数量和质量[2] [3]。相关人体研究[4]显示，服用PQQ仅3天后线粒体功能指标提升就能被观察到。
除了改善能量生产，PQQ的这一特性能将一些老化过程减缓。生长因子是人类生长的激素，刺激生物生长，能刺激人体细胞生长，增加细胞密度，微量的PQQ就能提高生物体组织的代谢能力和生长机能。
在加州大学戴维斯分校的一项研究[5]中，研究人员给10名（男女各5名）服用PQQ补充剂，并在76小时后测试其效果。通过血液和尿液测试，研究人员发现PQQ改善了线粒体性能，减少了慢性炎症。有效剂量为每公斤体重0.3mgPQQ，例如，150磅体重的人服用20mgPQQ。
2、更好的保护细胞免受自由基攻击，提高大脑功能，延缓衰老
随着时间的推移，神经系统和大脑中的神经细胞的线粒体会不断退化。除了损害记忆和注意力，线粒体退化还与阿尔茨海默氏症和帕金森氏症等疾病有关。通过线粒体的再生，PQQ可以帮助阻止甚至逆转这种损害。
PQQ有着很强的清除过氧化物的能力，可以有效的清除HO•和O2•–，具体体现在：保护线粒体免受氧化损伤；抑制脂质过氧化物；保护心肌细胞免受缺血再灌注 的损伤；保护氧化NMDA受体的氧化还原位点，从而促进脊髓损伤的恢复，防止脑部缺血缺氧，避免动物模型发生严重的休克； 同时，PQQ还可以保护心脏防止心肌缺血及心肌梗死，这些保护作用都归功于PQQ 的抗氧化能力。
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提高记忆力，提升认知力
PQQ 能改善因氧糖剥夺模型造成的神经元损伤，降低因了D-半乳糖处理造成的尼氏小体含量改变，抑制神经元变性,对于β淀粉样蛋白导致的神经损伤有削弱作用，有助于促进神经营养因子的分泌；此外，PQQ还能显著提高大鼠的记忆功能，有明显的记忆保持和预防痴呆的作用。
一项对41名日本老年人的研究[6]测试了PQQ对精神功能的影响。在12周的时间里，研究对象分为两组，分别服用20毫克的PQQ或安慰剂。认知测试表明，PQQ提高了记忆力和注意力，脑部扫描发现血流量增加。
另一项针对65名老年人，为期6个月的双盲试验[7]显示PQQ协同辅酶Q10对认知功能的提升效果更加明显。
PQQ分子可以刺激神经生长因子(NGF)的产生，而NGF作为一种小蛋白能保护神经细胞，支持健康的神经细胞生长[8] [9]。
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改善睡眠和降低胆固醇
PQQ能刺激人体细胞的生长，尤其是激活人体B细胞、T细胞，使之产生抗体，提高人体免疫功能。PQQ可以减少疲劳感，减轻焦虑，降低LDL胆固醇水平，提高睡眠质量，延长睡眠时间。
一项对17名男性和女性的研究发现，连续8周每天服用20毫克的PQQ能帮助人们对抗慢性疲劳、精神压力。
持续服用PQQ能够通过降低压力激素皮质醇来缓解焦虑情绪所导致的睡眠障碍，有效减少入睡时间，提升睡眠质量。[10]
另一项研究对一组年龄在40到57岁之间的29名甘油三酯和胆固醇升高的成年人进行了PQQ测试。每天服用20毫克的PQQ，连续服用2周不会改变甘油三酯的水平，但可以降低有害的低密度脂蛋白胆固醇的水平。[11]
植物性食品一般都含有极少量的PQQ，如纳豆、菠菜、绿茶、欧芹、青椒和猕猴桃都是最主要的食物来源。如需补充20mg的PQQ，需要吃掉相当于4吨西红柿或330公斤纳豆。[12]（1mg=106ng）
另外，当同时服用Q10时，PQQ和Q10能够协同起效[7] [13] [14]，因为他们都是作用于线粒体的优化剂。
四、相关说明
PQQ作为一种安全的补充剂，符合所有美国食品和药物管理局“一般认为安全”（GRAS）的要求，先后通过了加拿大、日本和欧盟的安全认证；2022年，被国家卫生健康委员会认证为新食品原料。国家卫健委推荐的PQQ食用量为≤20毫克/天，在饮料中的最大使用量为40毫克/千克，固体饮料按照冲调后液体质量折算。在美国，PQQ可作原料用于能量饮料、运动饮料、电解质饮料等产品之中，欧盟和加拿大将PQQ作为膳食补充剂和天然保健品，主要应用于心脏及脑部健康、能量补充、口服美容、生殖健康等方向，常与NMN、辅酶Q10、银杏叶提取物、PS等各类原料搭配使用。 由于PQQ多种多样的功能特性，其在健康市场有很大的应用潜力。
参考文献
1、Mitchell AE, Johnes AD, Mercer RS, Rucker RB (1999) Characterization of pyrroloquinoline quinone amino acid derivatives by electrospray ionization mass spectrometry and detection in human milk. Anal Biochem 269, 317-325.
2、Misra H S , et al.Pyrroloquinoline-quinone and its versatile roles in biological processes[J]. Journal of Bioences, 2012, 37(2):313-325.
3、Stites T, Storms D, Bauerly K, Mah J, Harris C, Fascetti A, Rogers Q, Tchaparian E, Satre M, Rucker RB. Pyrroloquinoline quinone modulates mitochondrial quantity and function in mice. J Nutr. 2006 Feb;136(2):390-6.
4、Harris CB, Chowanadisai W, Mishchuk DO , et al. Dietary pyrroloquinoline quinone (PQQ) alters indicators of inflammation and mitochondrial-related metabolism in human subjects[J]. Journal of Nutritional Biochemistry, 2013, 24( 12):2076-2084.
5、Dietary pyrroloquinoline quinone (PQQ) alters indicators of inflammation and mitochondrial-related metabolism in human subjects https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0955286313001599
6、Nakano M , Ubukata K , Yamamoto T , et al. Effect of pyrroloquinoline quinone (PQQ) on mental status of middle-aged and elderly persons. 2009.
7、abKoikeda T , Nakano M , Masuda K . Pyrroloquinoline quinone disodium salt improves higher brain function. 2011.
8、Ohwada K, et al. Pyrroloquinoline quinone (PQQ) prevents cognitive deficit caused by oxidative stress in rats. J Clin Biochem Nutr. 2008 Jan;42(1):29-34.
9、Zhang P, et al. Protection of pyrroloquinoline quinone against methylmercury-induced neurotoxicity via reducing oxidative stress. Free Radic Res. 2009 Mar;43(3):224-233.
10、Nakano M, Yamamoto T, Okamura H, Tsuda A, Kowatari Y: Effects of oral supplementation with pyrroloquinoline quinone on stress, fatigue, and sleep. Functional Foods in Health ana Disease 2012, 2:307-324. http://functionalfoodscenter.net/files/56048244.pdf
11、Masahiko, Nakano, Yuuki, et al. Effects of Pyrroloquinoline Quinone Disodium Salt Intake on the Serum Cholesterol Levels of Healthy Japanese Adults.[J]. Journal of Nutritional Science & Vitaminology, 2015. https://www.jstage.jst.go.jp/article/jnsv/61/3/61_233/_pdf
12、Kumazawa T, Sato K, Seno H, et al. Levels of pyrroloquinoline quinone in various foods[J]. Biochem J, 1995
13、Advances in Orthomolecular Research. Exciting new ingredients for improving cognition. Advances in Orthomolecular Research Magazine. 2013;4(4):8-10. Accessed 17 Feb 2019.
14、Ohwada K, et al. Pyrroloquinoline Quinone (PQQ) Prevents Cognitive Deficit Caused by Oxidative Stress in Rats. J Clin Biochem Nutr. 2008 Jan;42:29-34.
