对神经元的保护作用
1. 抗氧化机制
PQQ 是一种强大的抗氧化剂，在脑内能够有效清除自由基。大脑的代谢活动非常活跃，会产生大量的自由基，如超氧阴离子自由基和羟自由基。这些自由基主要来源于神经元的有氧呼吸以及神经递质的代谢过程。PQQ 分子结构中的醌式结构可以提供氢原子，与自由基结合，将其转化为稳定的分子，从而减轻自由基对神经元的氧化损伤。例如，在体外实验中，将神经元细胞与 PQQ 共同培养，然后加入自由基诱导剂，发现 PQQ 能够显著降低细胞内活性氧（ROS）的水平，保护神经元免受氧化应激的伤害。
2. 抗神经炎症作用
PQQ 可以抑制脑部的炎症反应。在大脑中，炎症反应可能由感染、脑部创伤或者神经退行性疾病等因素引发。炎症过程中会激活小胶质细胞，这是脑内的免疫细胞，它们会释放大量的炎症介质，如肿瘤坏死因子 - α（TNF - α）、白细胞介素 - 1β（IL - 1β）和白细胞介素 - 6（IL - 6）等，这些炎症介质会损伤神经元。PQQ 能够抑制小胶质细胞的过度活化，减少炎症介质的释放。例如，在神经炎症动物模型中，PQQ 干预可以降低脑内炎症区域中 TNF - α 等炎症因子的表达水平，减轻炎症对神经元的损害。
促进神经生长和修复
1. 刺激神经生长因子的产生
PQQ 能够刺激大脑产生神经生长因子（NGF）和脑源性神经营养因子（BDNF）。NGF 和 BDNF 是神经元生长、存活和分化所必需的营养因子。PQQ 可以通过调节细胞内的信号通路，如激活酪氨酸激酶受体 B（TrkB）信号通路，来促进神经细胞分泌 NGF 和 BDNF。这些神经生长因子可以促进神经元的轴突生长和树突分支，增强神经元之间的连接，有助于修复受损的神经回路。例如，在神经元培养实验中，加入 PQQ 后，观察到细胞内 NGF 和 BDNF 的含量明显增加，同时神经元的轴突和树突的生长更加旺盛。 2. 支持神经干细胞的功能
PQQ 对神经干细胞也有积极的作用。神经干细胞是大脑中具有自我更新和分化潜能的细胞，它们可以分化为各种神经细胞，用于补充受损或死亡的神经元。PQQ 可以维持神经干细胞的增殖能力，防止其过早分化或凋亡。它可能通过调节神经干细胞内的细胞周期相关蛋白的表达，来保证神经干细胞的正常增殖。同时，PQQ 还可以为神经干细胞提供一个适宜的微环境，促进其分化为成熟的神经元，从而为大脑的自我修复提供更多的细胞资源。
改善神经递质代谢和信号传递
1. 调节神经递质合成与释放
PQQ 可以调节大脑中神经递质的合成和释放。例如，对于乙酰胆碱（ACh），它是与学习和记忆密切相关的神经递质。PQQ 能够影响胆碱乙酰转移酶（ChAT）的活性，ChAT 是 ACh 合成的关键酶，PQQ 通过调节 ChAT 的活性来影响 ACh 的合成。同时，PQQ 还可以调节神经末梢中 ACh 的释放，使神经递质能够更有效地传递信号。在多巴胺（DA）的代谢方面，PQQ 可以调节酪氨酸羟化酶的活性，这是 DA 合成的限速酶，从而影响 DA 的合成和释放，对情绪和运动控制等方面产生影响。
2. 增强神经信号传递效率
PQQ 能够改善神经元细胞膜的流动性和离子通道的功能。神经元之间的信号传递依赖于细胞膜的电生理特性。PQQ 可以增加细胞膜中不饱和脂肪酸的含量，提高细胞膜的流动性，使神经信号能够更快地在细胞膜上传播。同时，PQQ 可以调节细胞膜上的离子通道（如钠离子通道和钾离子通道），优化离子通道的开放和关闭时间，增强神经信号传递的准确性和效率，有助于提高大脑的认知和反应速度。
在认知和神经疾病防治中的应用前景
1. 改善认知功能
在健康人群中，PQQ 可能作为一种营养补充剂用于提升认知能力。例如，对于学生或者需要高度集中注意力的工作人群，PQQ 可以帮助改善记忆力、注意力和学习能力。一些小规模的临床试验已经发现，补充 PQQ 后，部分受试者的认知测试分数有所提高，特别是在记忆和注意力方面。
2. 防治神经退行性疾病
对于神经退行性疾病，如阿尔茨海默病（AD）和帕金森病（PD），PQQ 展现出了潜在的防治作用。在 AD 模型中，PQQ 可以减少脑内 β - 淀粉样蛋白（Aβ）的沉积，Aβ 沉积是 AD 的主要病理特征之一。PQQ 通过减轻氧化应激、抑制炎症反应和促进神经修复等多种机制，来延缓 AD 的进展。在 PD 模型中，PQQ 可以保护多巴胺能神经元，减轻神经元的退化，对于 PD 的防治可能具有一定的价值。不过，目前这些研究大多还处于动物实验和初步临床试验阶段，需要更多的研究来证实其有效性和安全性。