Mechanisms Behind Pyrroloquinoline Quinone Supplementation on Skeletal Muscle Mitochondrial Biogenesis: Possible Synergistic Effects with Exercise (2018)

https://doi.org/10.1080/07315724.2018.1461146

 

PQQ는 강력한 항산화제이며 세포 에너지 대사, 산화 환원 균형, 미토콘드리아 생합성에 관여하는 새로운 보충제다. 해당 리뷰 논문은 PQQ가 운동과 결합했을 때 미토콘드리아 생합성을 증폭시키는 시너지 효과를 발휘할 수 있다는 가능성을 탐구했다. 미토콘드리아는 세포 내 에너지 생산을 담당하는 기관으로, 운동 수행 능력 및 대사 건강과 밀접한 관련이 있다.

 

쉬운 요약

• 유산소 운동과 PQQ 보충제는 각각 다른 경로를 통해 같은 목표(PGC-1α 활성화)를 달성한다.
• 이를 통해 미토콘드리아의 수와 기능이 증가하며, 운동 수행 능력과 대사 효율성이 향상된다.
• 결론적으로, 두 요인을 병행하면 서로를 보완하며 더 큰 효과(시너지 효과)를 낼 가능성이 있다.

 

미토콘드리아 생합성과 운동

1. 미토콘드리아 생합성의 기전

   • 미토콘드리아는 ATP를 생성해 세포의 에너지 요구를 충족시키는 중요한 역할을 한다.

   • 미토콘드리아 생합성은 전사 조절 인자인 PGC-1α에 의해 시작되며, 이는 핵호흡인자(NRF-1, NRF-2)와 미토콘드리아 전사 인자(TFAM)를 활성화해 미토콘드리아 DNA 복제 및 단백질 합성을 촉진한다.
   • 유산소 운동은 세포 내 칼슘 농도, ROS(활성 산소종), AMP-활성화 단백질 키나아제(AMPK)를 통해 PGC-1α를 활성화시킨다. 이는 미토콘드리아 밀도 증가, 산화 능력 향상, 피로 저항성 개선 등의 효과를 가져온다.

2. 운동의 생리적 효과

   • 반복적인 유산소 운동은 골격근의 미토콘드리아 밀도를 증가시키고, 지방 산화를 촉진하며, 지구력을 향상시키는 적응을 유도한다.

   • 운동 중 증가하는 ROS는 PGC-1α 발현을 유도하며, 미토콘드리아 생합성의 중요한 신호로 작용한다.

 

PQQ의 역할과 기전

1. PQQ의 분자적 특성

   • PQQ는 세포 내에서 cAMP-반응 요소 결합 단백질(CREB)을 인산화하고 PGC-1α 발현을 증가시켜 미토콘드리아 생합성을 촉진한다.

   • PQQ는 또한 NRF-1/2와 TFAM의 발현을 증가시켜 미토콘드리아 DNA의 복제와 전사를 활성화한다.
   • 동물 연구에서 PQQ가 미토콘드리아 수를 증가시키고, 에너지 대사를 개선하며, 산화 손상을 줄이는 효과를 보였다.

2. PQQ의 생리적 효과

   • PQQ는 강력한 항산화제로, ROS와 같은 산화 스트레스를 줄이며 세포 손상을 예방한다.

   • 연구에 따르면, PQQ의 항산화 능력은 비타민 C보다 7배 이상 높으며, 이는 세포 내 산화 스트레스를 효과적으로 완화할 수 있음을 의미한다.
   • PQQ는 또한 심혈관 보호, 신경 보호, 항염증 효과를 가지며, 세포 성장과 대사를 지원한다.

 

운동과 PQQ의 시너지 가능성

1. 운동과 PQQ의 상호작용

   • 운동은 PGC-1α 발현을 증가시켜 미토콘드리아 생합성을 촉진하고, PQQ는 이 과정을 증폭시키는 잠재력을 가진다.

   • 동물 모델에서는 PQQ 보충제가 운동 적응을 강화하는 것으로 나타났으나, 인간 대상 연구는 아직 부족하다.

2. ROS와 PQQ

   • 운동 중 발생하는 ROS는 미토콘드리아 생합성을 자극하지만, 과도한 항산화제 섭취는 이러한 신호를 억제할 가능성이 있다.

   • 따라서 PQQ를 운동과 병행할 때 적절한 용량과 시점이 중요하다.

 

 

PQQ와 유산소 운동이 미토콘드리아 생합성에 미치는 기전

1. PQQ와 운동의 공통 목표

   • 두 가지 모두 PGC-1α라는 주요 전사 보조 인자를 활성화한다.

   • PGC-1α는 미토콘드리아 생합성의 "마스터 스위치"로 작용하며, 이를 통해 미토콘드리아 수와 기능이 증가한다.

2. 유산소 운동의 경로

   • AMPK(AMP-활성화 단백질 키나아제): 운동 중 에너지 부족(ATP 감소, AMP 증가) 상태에서 활성화되어 PGC-1α를 직접적으로 인산화해 활성화한다.

   • 칼슘 신호: 운동 중 근육 수축으로 세포 내 칼슘 농도가 증가하면 칼슘/칼모듈린 의존성 단백질 키나아제(CaMK)와 같은 신호 분자들이 PGC-1α를 활성화한다.
   • p38 MAPK 경로: ROS(활성 산소종)의 증가에 반응해 활성화되며, PGC-1α의 발현과 활성화를 증폭시킨다.

3. PQQ 보충제의 경로

   • PQQ는 cAMP-반응 요소 결합 단백질(CREB)을 인산화하여 PGC-1α 발현을 증가시킨다.

   • CREB는 PGC-1α의 프로모터 영역과 결합하여, 핵호흡인자(NRF-1/2)와 미토콘드리아 전사 인자(TFAM)를 통해 미토콘드리아 DNA 복제를 촉진한다.

4. 공통 결과

   • 두 경로 모두 미토콘드리아 단백질 합성을 증가시키고, 산화 능력을 향상시켜 미토콘드리아 밀도 증가와 에너지 대사 효율성 개선을 가져온다.

 

연구 결과와 시사점

1. PQQ의 효과

   • PQQ 보충제는 동물 연구에서 미토콘드리아 수와 기능을 증가시키는 것으로 나타났으며, 이는 에너지 대사와 세포 건강에 긍정적인 영향을 미쳤다.

   • PQQ 결핍 상태의 동물은 미토콘드리아 수가 감소하고 에너지 대사가 저하되는 특징을 보였다.

2. 운동 병행의 가능성

   • PQQ는 운동에 의한 미토콘드리아 생합성을 증폭시킬 수 있는 잠재력이 있지만, 이 효과를 입증하려면 추가 연구가 필요하다.

   • PQQ의 항산화 효과는 운동 중 산화 스트레스를 줄여 피로 회복에 도움을 줄 가능성이 있다.

3. 안전성과 용량

   • 연구에 따르면, PQQ는 일일 20~60mg 섭취량에서 안전하게 사용될 수 있으며, 독성 부작용이 보고되지 않았다.

   • 소량의 PQQ 보충제만으로도 미토콘드리아 기능에 유의미한 효과를 나타낼 수 있다.

 

결론

PQQ는 미토콘드리아 생합성을 촉진하고 세포 에너지 대사를 개선하는 데 중요한 역할을 한다. 유산소 운동과 병행할 경우 미토콘드리아 생합성을 증폭시킬 가능성이 있지만, 인간 대상 연구가 부족한 상황이다. PQQ의 효과를 최적화하려면 용량, 섭취 시점, 운동 강도와 같은 요인을 고려해야 한다. 미래 연구는 PQQ 보충제와 운동의 상호작용을 심층적으로 탐구해 인간 건강과 운동 수행 능력 향상에 대한 구체적 근거를 제시할 필요가 있다.

 

쿠팡에서 PQQ 영양제 찾기 - https://link.coupang.com/a/b5zBgC
아이허브 PQQ 영양제 링크 - https://www.iherb.com/c/pqq
해당 링크로 쿠팡 및 아이허브 제품을 구매시 일정 커미션을 지급 받을 수 있습니다.