Поглиблений аналіз супероксиддисмутази (СОД): власний «антиоксидантний охоронець» організму 

Коли ми говоримо про старіння та здоров’я, ми часто чуємо термін «антиоксидант». Але чи знаєте ви, що наш організм має складну систему антиоксидантного захисту, а супероксиддисмутаза (СОД) є ключовим елементом цієї системи? Він діє як вірний «поглинач вільних радикалів», постійно захищаючи наші клітини від окисного пошкодження. Сьогодні давайте ближче розглянемо цього «захисника від старіння».

Розуміння вільних радикалів: «невидимі вбивці» клітин

Перш ніж зрозуміти SOD, нам спочатку потрібно зрозуміти його головну мішень – вільні радикали.

Простіше кажучи, вільні радикали — це нестабільні молекули, що утворюються під час метаболізму в організмі, а супероксидні аніонні радикали (O₂⁻) — найпоширеніший і шкідливий тип.

Супероксидні аніонні радикали виробляються багатьма шляхами: вони природним чином утворюються під час дихання мітохондрій, і їх рівень значно підвищується через забруднення навколишнього середовища, ультрафіолетове випромінювання, електромагнітне випромінювання (наприклад, тривале використання електронних пристроїв), виснажливі фізичні вправи, психічний стрес і нездорові звички життя, такі як куріння та вживання алкоголю.

Ці вільні радикали мають неспарені електрони та є високоактивними, діючи як «розбійники», які викрадають електрони з нормальних клітин, що призводить до пошкодження клітинної мембрани, мутацій ДНК і денатурації білка.

Це пошкодження клітин, спричинене вільними радикалами, називається «окислювальним стресом», і так само, як метал іржавіє, наші клітини поступово «старіють» у цьому процесі.

Дослідження показали, що окислювальний стрес тісно пов'язаний з виникненням і розвитком багатьох захворювань, включаючи старіння, артрит, серцево-судинні захворювання, нейродегенеративні захворювання і навіть рак.

SOD: «перша лінія захисту» антиоксидантної системи організму.

Супероксиддисмутаза (СОД) є антиоксидантним металоферментом, широко присутнім у живих організмах і має дуже важливу біологічну активність.

Його основна функція — каталізувати реакцію диспропорціонування супероксидних аніон-радикалів (.O2-), перетворюючи їх на пероксид водню (H2O2) і кисень (O2).  Потім перекис водню далі розщеплюється на нешкідливу воду іншими антиоксидантними ферментами (такими як каталаза та глутатіонпероксидаза), таким чином усуваючи вільні радикали та захищаючи клітини від окисного пошкодження.

СОД відіграє важливу роль у профілактиці захворювань та зміцненні імунітету людини, а також відіграє значну роль у процесах старіння, протипухлинних та протизапальних процесах.

SOD: речовина проти старіння, відкриття, яке змінить світ.

SOD вперше був відкритий і досліджений вченими в 1930-х роках. У 1938 році американський біомолекулярний експерт Майкл МакКорд під керівництвом Фредріка Фрідовича вперше успішно вилучив супероксиддисмутазу (СОД) з бичачих еритроцитів. У 1988 році троє відомих вчених — Ферід Мурад, Роберт Фурчготт і Луї Ігнарро, який згодом отримав Нобелівську премію з медицини — оголосили світові:

"Дефіцит і знижена активність СОД є основними причинами старіння, хвороб і смерті людини. Доповнення СОД може запобігати і лікувати різні захворювання та затримувати старіння".

Залежно від іонів металу, зв’язаних з їх активним центром, SOD в основному поділяються на чотири категорії:

Класифікація та поширення СОД

Cu/Zn-SOD: синьо-зеленого кольору, в основному міститься в цитоплазмі еукаріотичних клітин і є найбільш поширеним типом SOD. СОД в еритроцитах і клітинах печінки людини в основному відноситься до цього типу.

Mn-SOD: рожевого кольору, в основному міститься в мітохондріях прокаріотів і еукаріотів і має вирішальне значення для підтримки функції мітохондрій.

Fe-SOD: жовтувато-коричневого кольору, спочатку виявлений у *Escherichia coli* і в основному в прокаріотичних клітинах і хлоропластах деяких рослинних клітин.

Ni-SOD: смарагдово-зелений колір, в основному зустрічається в нижчих організмах, таких як ціанобактерії, зелені водорості та *Streptomyces*.

Джерела та форми продукту СОД

Природний СОД широко присутній у тварин, рослин і мікроорганізмів, але пряме вилучення стикається з такими проблемами, як низька ефективність і низька стабільність. На даний момент комерційно доступні продукти SOD в основному надходять із таких джерел:

Джерела тваринного походження: перші продукти в основному отримували з крові тварин, таких як велика рогата худоба та вівці (Cu/Zn-SOD). Однак ці продукти мають велику молекулярну масу і легко розщеплюються шлунковою кислотою при пероральному прийомі.  Крім того, компоненти тваринного походження можуть викликати алергію або переносити патогени.

Рослинні джерела: видобувається з певних рослин (таких як обліпиха та спіруліна), але на їх активність легко впливають умови екстракції та зберігання, і вони легко розщеплюються травними ферментами при пероральному прийомі, що призводить до низької біодоступності.  Деякі джерела також мають високу вартість видобутку або можуть містити слідові кількості домішок рослинного походження.

Мікробна ферментація (особливо з використанням рекомбінантних генно-інженерних бактерій) стала абсолютним основним методом комерційного виробництва СОД із значними перевагами:

Безпечно та без ризику: повністю уникає потенційного зараження патогенами (наприклад, коров’ячого сказу) та імуногенних ризиків тваринних джерел (таких як бичача кров), забезпечуючи надзвичайно високу безпеку.

Високий урожай і низька вартість: за допомогою технології генної інженерії сконструйовані бактерії, такі як кишкова паличка та дріжджі, можна модифікувати для ефективної експресії людського походження або певних типів SOD. Урожайність набагато вища, ніж у видобутку тварин і рослин, що значно знижує витрати виробництва.

Висока чистота та стабільна якість: виробляється в закритих стерильних резервуарах для бродіння, процес добре контролюється та легко очищується. Кінцевий продукт має високу чистоту та постійну якість між партіями.

Відсутність етичних суперечок: весь виробничий процес не передбачає забою тварин або масштабного знищення рослин, дотримуючись етичних вимог екологічного захисту та добробуту тварин.

Форми продукції СОД

Препарати для ін’єкцій: використовуються як ліки, що відпускаються за рецептом, для допоміжного лікування остеоартриту, променевої хвороби тощо.  Рекомбінантний людський SOD є кращим вибором для клінічного застосування через його високий профіль безпеки.

Пероральні препарати: включаючи капсули, льодяники тощо, деякі продукти використовують нанотехнологію або модифікацію глікозилювання для покращення біодоступності.

Косметичні добавки: використовуються завдяки своїм антиоксидантним властивостям для уповільнення старіння шкіри. Рекомбінантний SOD можна «мініатюризувати» за допомогою генної інженерії, полегшуючи проникнення в роговий шар шкіри та виявляючи глибокі антиоксидантні ефекти.

Здорова їжа: додається як антиоксидантний інгредієнт до різноманітної здорової їжі. SOD, отримана шляхом мікробної ферментації, часто використовується в рецептурах протеїнових порошків, пробіотиків та інших харчових продуктів через низьку вартість і високу безпеку.