Hĺbková analýza superoxiddismutázy (SOD): Vlastný „ochranca antioxidantov“ tela 

Keď hovoríme o starnutí a zdraví, často počujeme výraz „antioxidant“. Vedeli ste však, že naše telá majú prepracovaný antioxidačný obranný systém a superoxiddismutáza (SOD) je základným členom tohto systému? Pôsobí ako lojálny „lapač voľných radikálov“ a neustále chráni naše bunky pred oxidačným poškodením. Dnes sa pozrime bližšie na tohto „ochrancu proti starnutiu“.

Pochopenie voľných radikálov: „Neviditeľní zabijaci“ buniek

Pred pochopením SOD musíme najprv pochopiť jeho hlavný cieľ – voľné radikály.

Jednoducho povedané, voľné radikály sú nestabilné molekuly produkované počas metabolizmu v tele a superoxidové aniónové radikály (O₂⁻) sú najbežnejším a najškodlivejším typom.

Superoxidové aniónové radikály vznikajú mnohými cestami: prirodzene vznikajú počas mitochondriálneho dýchania a ich hladiny sa výrazne zvyšujú znečistením životného prostredia, ultrafialovým žiarením, elektromagnetickým žiarením (ako je dlhodobé používanie elektronických zariadení), namáhavým cvičením, duševným stresom a nezdravým životným štýlom, ako je fajčenie a pitie alkoholu.

Tieto voľné radikály majú nepárové elektróny a sú vysoko reaktívne, pôsobia ako „lupiči“, ktorí kradnú elektróny z normálnych buniek, čo vedie k poškodeniu bunkovej membrány, mutáciám DNA a denaturácii bielkovín.

Toto poškodenie buniek spôsobené voľnými radikálmi sa nazýva „oxidačný stres“ a rovnako ako kovové hrdze, naše bunky v tomto procese postupne „starnú“.

Štúdie ukázali, že oxidačný stres úzko súvisí s výskytom a rozvojom mnohých chorôb, vrátane starnutia, artritídy, kardiovaskulárnych chorôb, neurodegeneratívnych chorôb a dokonca aj rakoviny.

SOD: „Prvá línia obrany“ antioxidačného systému tela.

Superoxiddismutáza (SOD) je antioxidačný metaloenzým široko prítomný v živých organizmoch a má veľmi dôležitú biologickú aktivitu.

Jeho hlavnou funkciou je katalyzovať disproporcionačnú reakciu superoxidových aniónových radikálov (.O2-), pričom ich premieňa na peroxid vodíka (H2O2) a kyslík (O2).  Peroxid vodíka je potom ďalej štiepený na neškodnú vodu inými antioxidačnými enzýmami (ako je kataláza a glutatiónperoxidáza), čím sa eliminujú voľné radikály a bunky sa chránia pred oxidačným poškodením.

SOD hrá dôležitú úlohu v prevencii chorôb a zlepšovaní ľudskej imunity a tiež zohráva významnú úlohu v procesoch proti starnutiu, protinádorovým a protizápalovým procesom.

SOD: Látka proti starnutiu, objav, ktorý mení svet.

SOD bol prvýkrát objavený a skúmaný vedcami v 30. rokoch minulého storočia. V roku 1938 americký biomolekulárny expert Michael McCord pod vedením Fredricka Fridovicha prvýkrát úspešne extrahoval superoxiddismutázu (SOD) z červených krviniek hovädzieho dobytka. V roku 1988 traja renomovaní vedci – Ferid Murad, Robert Furchgott a Louis Ignarro, ktorý neskôr získal Nobelovu cenu za medicínu – oznámili svetu:

"Nedostatok a znížená aktivita SOD sú základnými príčinami ľudského starnutia, chorôb a smrti. Doplnenie SOD môže predchádzať a liečiť rôzne choroby a oddialiť starnutie."

Na základe kovového iónu viazaného na ich aktívne miesto sa SOD delia hlavne do štyroch kategórií:

Klasifikácia a rozdelenie SOD

Cu/Zn-SOD: Modrozelenej farby, nachádza sa hlavne v cytoplazme eukaryotických buniek a je najrozšírenejším typom SOD. SOD v ľudských červených krvinkách a pečeňových bunkách je hlavne tohto typu.

Mn-SOD: Ružová farba, nachádza sa hlavne v mitochondriách prokaryotov a eukaryotov a je rozhodujúca pre udržanie mitochondriálnej funkcie.

Fe-SOD: Žltohnedá farba, pôvodne objavená v *Escherichia coli* a nachádza sa hlavne v prokaryotických bunkách a chloroplastoch niekoľkých rastlinných buniek.

Ni-SOD: Smaragdovo zelená farba, ktorá sa vyskytuje hlavne v nižších organizmoch, ako sú sinice, zelené riasy a *Streptomyces*.

Zdroje a formy produktov SOD

Prírodný SOD je široko prítomný u zvierat, rastlín a mikroorganizmov, ale priama extrakcia čelí problémom, ako je nízka účinnosť a slabá stabilita. V súčasnosti komerčne dostupné produkty SOD pochádzajú hlavne z nasledujúcich zdrojov:

Živočíšne zdroje: Skoré produkty boli väčšinou extrahované z krvi zvierat, ako je dobytok a ovce (Cu/Zn-SOD). Tieto produkty však majú veľkú molekulovú hmotnosť a pri perorálnom podaní sa ľahko rozkladajú žalúdočnou kyselinou.  Okrem toho zložky pochádzajúce zo zvierat môžu vyvolať alergie alebo prenášať patogény.

Rastlinné zdroje: Extrahované z určitých rastlín (ako je rakytník a spirulina), ale ich aktivita je ľahko ovplyvnená extrakčnými a skladovacími podmienkami a pri perorálnom podávaní sa ľahko rozkladajú tráviacimi enzýmami, čo vedie k nízkej biologickej dostupnosti.  Niektoré zdroje majú tiež vysoké náklady na extrakciu alebo môžu obsahovať stopové množstvá nečistôt pochádzajúcich z rastlín.

Mikrobiálna fermentácia (najmä s použitím rekombinantných geneticky upravených baktérií) sa stala absolútnym hlavným prúdom komerčnej produkcie SOD s významnými výhodami:

Bezpečné a bez rizika: Úplne sa vyhýba potenciálnej kontaminácii patogénmi (ako je choroba šialených kráv) a imunogénnym rizikám živočíšnych zdrojov (ako je hovädzia krv), čím zaisťuje extrémne vysokú bezpečnosť.

Vysoký výnos a nízke náklady: Pomocou technológie genetického inžinierstva môžu byť upravené baktérie ako E. coli a kvasinky modifikované tak, aby účinne exprimovali ľudské alebo špecifické typy SOD. Výťažok je oveľa vyšší ako pri extrakcii zvierat a rastlín, čo výrazne znižuje výrobné náklady.

Vysoká čistota a stabilná kvalita: Vyrába sa v uzavretých, sterilných fermentačných nádržiach, proces je vysoko kontrolovateľný a ľahko sa čistí. Konečný produkt má vysokú čistotu a stálu kvalitu medzi jednotlivými šaržami.

Žiadna etická polemika: Celý výrobný proces nezahŕňa zabíjanie zvierat ani rozsiahle ničenie rastlín v súlade s etickými požiadavkami na ochranu životného prostredia a dobré životné podmienky zvierat.

Formy produktov SOD

Injekčné prípravky: Používajú sa ako lieky na predpis na adjuvantnú liečbu osteoartritídy, choroby z ožiarenia atď.  Rekombinantná ľudská SOD je preferovanou voľbou pre klinické aplikácie kvôli jej vysokému bezpečnostnému profilu.

Perorálne prípravky: Vrátane kapsúl, pastiliek atď., niektoré produkty využívajú nanotechnológiu alebo modifikáciu glykozylácie na zlepšenie biologickej dostupnosti.

Kozmetické prísady: Používajú sa pre svoje antioxidačné vlastnosti na oddialenie starnutia pokožky. Rekombinantná SOD môže byť „miniaturizovaná“ prostredníctvom genetického inžinierstva, čo uľahčuje prenikanie cez stratum corneum pokožky a má hlboké antioxidačné účinky.

Zdravé potraviny: Pridáva sa ako antioxidačná prísada do rôznych zdravých potravín. SOD získaná z mikrobiálnej fermentácie sa často používa pri príprave proteínových práškov, probiotík a iných potravín kvôli nízkej cene a vysokej bezpečnosti.