SOD-superóxido dismutasa: el antioxidante natural más potente.

La enzima SOD- superóxido dismutasa es uno de los antioxidantes endógenos más potentes del cuerpo humano. Cataliza la reacción que inactiva al radical libre superóxido transformándolo en especies químicas menos reactivas como el ozono y el H2O2.

En la naturaleza se conocen al menos cuatro tipos de SOD, que tienen átomos metálicos en su centro activo, y se diferencian por el metal que tienen en su grupo prostético: Cu/Zn, Ni, Fe ó Mn. En humanos hay dos tipos de SOD, el primero se localiza en el citoplasma celular y en su grupo prostético presenta átomos de Cu y Zn (SOD Cu/Zn), mientras que el segundo tipo se localiza en la mitocondria y tiene Mn, lo que estaría de acuerdo con su supuesto origen procariótico.

El anión superóxido (O2–) así como el óxido nítrico (NO) son importantes mediadores del daño tisular y de la disfunción orgánica como por ejemplo en procesos inflamatorios, donde se produce NO en cantidades elevadas.

Se denomina estrés nitro-oxidativo al daño celular producido por el aumento de radicales libres de nitrógeno y de oxígeno.

En conjunto, el daño celular da lugar a la generación de ROS/RNS (radicales libres de oxígeno/nitrógeno), produciendo estrés oxidativo/ nitrosativo, lo que a su vez induce más daño celular. La formación de radicales libres de nitrógeno perpetúan el estado inflamatorio que a su vez dificulta la resolución de la situación de estrés. Es, por tanto, un círculo vicioso que, entre otros efectos, está directamente relacionado con el proceso de envejecimiento, produciendo daño celular que provoca déficit funcional celular y tisular de larga duración.

Ni el O2– ni el NO son citotoxinas ni oxidantes potentes, por lo que se ha sugerido que deben reaccionar rápidamente entre ellos para producir otros agentes oxidantes o citotóxicos más potentes; el principal candidato de los cuales es el peroxinitrito (ONOO–), y su ácido conjugado (ONOOH). Esta hipótesis ha generado gran interés porque proporciona una explicación bioquímica para los efectos potencialmente protectores de la administración de SOD en modelos de daño tisular inflamatorio. El peroxinitrito es capaz de alterar la estructura de distintas moléculas mediante distintas reacciones como la oxidación de tioles y tioésteres, la nitración de residuos de tirosina, la nitración y oxidación de guanosina. Por otro lado, puede ser responsable de la degradación de carbohidratos, de iniciar la peroxidación lipídica y de romper la cadena de ADN. Sin embargo, aparte de actuar como fuente de oxidantes potencialmente tóxicos, la misma reacción representa una ruta principal detoxificante y antiinflamatoria porque puede retirar O2– sin la formación de H2O2.

La magnitud del estrés oxidativo y nitrosidativo (ONS) está relacionada con la capacidad de los antioxidantes celulares para neutralizar la acumulación de especies ROS / RNS. La SOD y los inhibidores de la óxido nítrico-sintetasa (NOS) impiden la mayor parte del daño tisular y vascular observados en diferentes modelos de inflamación.

El glutatión es fundamental para la recuperación de la homeostasis proteica (como en el cerebro envejecido) mientras que superóxido dismutasa es esencial cuando predomina la disfunción mitocondrial (como en el corazón envejecido) en presencia de estrés nitro-oxidativo. Ambos, son fundamentales para prevenir la aparición y perpetuación del estado inflamatorio de base que suele caracterizar al envejecimiento. Superóxido dismutasa requiere que haya niveles adecuados de sus cofactores enzimáticos mientras que los niveles apropiados de glutatión se favorecen con niveles óptimos de aminoácidos precursores.

 

SOD en la enfermedad isquémica del corazón, rendimiento físico e intelectual. 

Existe un consenso creciente de que la isoforma SOD mitocondrial – SOD2 y GSH son fundamentales para la defensa antioxidante celular, aunque su papel mayoritario diferiría en función del órgano diana. En general, se ha visto que, en el envejecimiento del corazón, la disfunción mitocondrial que conduce a una interrupción del metabolismo energético parece ser la característica metabólica prominente, mientras que la ruptura de la proteostasis (homeostasis proteica) es un sello distintivo del cerebro envejecido.

En muchos casos, la ambigüedad de las respuestas de los diferentes sistemas antioxidantes en una misma enfermedad debe evaluarse de manera más concluyente antes de considerar el equilibrio como beneficioso o perjudicial. Dada la complejidad de las reacciones entre radicales libres de oxígeno y de nitrógeno, en cada situación concreta es necesaria una comprensión básica de la química fisiológica del NO para diseñar las estrategias terapéuticas adecuadas al daño tisular inflamatorio.

Algunos autores también han abordado trastornos vasculares específicos, como la aterosclerosis. Un estudio de investigación sobre individuos en riesgo de desarrollar aterosclerosis demostró una diferencia notable entre el grupo control y el grupo protegido con SOD cuando se examinó el grosor de la pared de la arteria carótida. En las personas que recibieron SOD diariamente (500 U de actividad SOD) o placebo durante un período de 2 años se observaron disminuciones en las mediciones de grosor de la pared carotídea después de 365 días de tratamiento con SOD. Además, el grupo suplementado registró un aumento en los niveles de SOD y CAT en la sangre en comparación con el grupo placebo.

La suplementación con SOD (10 mg/día) durante 12 semanas se ha relacionado también con disminución de la sensación de cansancio, físico y mental, y de estrés, así como con una mejor percepción de calidad de vida en voluntarios sanos. Se han observado efectos protectores contra la irradiación, la carcinogénesis, y la neurodegeneración.

Dado que, en el envejecimiento del corazón, la disfunción mitocondrial que conduce a una interrupción del metabolismo energético parece ser la característica metabólica prominente, es imprescindible mantener niveles óptimos de SOD y sus cofactores cuando hay riesgo más alto de enfermedad cardíaca asociada al envejecimiento.

Otras aplicaciones de SOD.

 También se ha informado que la administración de SOD alivia enfermedades inflamatorias, infecciosas, respiratorias, metabólicas y cardiovasculares y trastornos genitourinarios y de fertilidad. Se ha propuesto que se produciría un aumento en las enzimas antioxidantes endógenas después de la administración exógena de SOD.

 

 

Si desea más información sobre formulaciones que contienen SOD y otros antioxidantes,

descárguese nuestro folleto profesional.

 

 

 

 

Referencias y bibliografía

 

Alehagen U, Aaseth J, Johansson P. Reduced Cardiovascular Mortality 10 Years after Supplementation with Selenium and Coenzyme Q10 for Four Years: Follow-Up Results of a Prospective Randomized Double-Blind Placebo-Controlled Trial in Elderly Citizens. Schmidt HH, ed. PLoS ONE. 2015;10(12):e0141641. doi:10.1371/journal.pone.0141641.
Alehagen U, Aaseth J, Alexander J, Johansson P. Still reduced cardiovascular mortality 12 years after supplementation with selenium and coenzyme Q10 for four years: A validation of previous 10-year follow-up results of a prospective randomized double-blind placebo-controlled trial in elderly. PLoS One.2018 Apr 11;13(4):e0193120. doi: 10.1371/ journal.pone.0193120.
Almeida M. Aging and oxidative stress: a new look at old bone. IBMS BoneKEy. 2010;7(10):340-352 doi: 10.1138/20100467. Disponible en https://www.nature.com/bonekey/knowledgeenvironment/2010/1010/ bonekey20100467/full/bonekey20100467.html Accedido Mayo 2018
Beer C, Wood S, Veghte RH. A clinical trial to investigate the effect of Cynatine HNS on hair and nail parameters. The Scientific World Journal Volume 2014, Article ID 641723, 6 pages http://dx.doi.org/10.1155/2014/641723 Disponible en https://www.hindawi.com/journals/tswj/2014/641723/ Accedido Mayo 2018
Bhagavan HN, Chopra RK. Coenzyme Q10: absorption, tissue uptake, metabolism and pharmacokinetics. Free Radic Res.2006 May;40(5):445-53.
Bothig, S. WHO MONICA project: Objectives and design. Int. J. Epidemiol. 1989, 18, S29–S37.
Brocard A, Dréno B. Innate immunity: a crucial target for zinc in the treatment of inflammatory dermatosis. J Eur Acad Dermatol Venereol. 2011 Oct;25(10):1146-52. doi: 10.1111/j.1468-3083.2010.03934.x.
Calabrese V, Dattilo S, Petralia A et al. Analytical approaches to the diagnosis and treatment of aging and aging-related disease: redox status and proteomics. Free Radic Res. 2015 May;49(5):511-24. doi: 10.3109/10715762.2015.1020799.
Calliandra B. Harris, Winyoo Chowanadisai, Darya O. Mishchua, Mike A. Satre, Carolyn M. Slupsky, Robert B. Rucker. Dietary pyrroloquinoline quinone (PQQ) alters indicators of inflammation and mitochondrial-related metabolism in human subjects. Journal of Nutritional Biochemistry 24 (2013) 2076–2084.
Camici GG, Savarese G, Akhmedov A, Lüscher TF.Molecular mechanism of endothelial and vascular aging: implications for cardiovascular disease. Eur Heart J. 2015 Dec 21;36(48):3392-403. doi: 10.1093/eurheartj/ehv587.
Campisi J. Aging, cellular senescence, and cancer. Annu Rev Physiol 2013;75:685–705.
Cao N, Liu Z, Chen Z, et al. Ascorbic acid enhances the cardiac differentiation of induced pluripotent stem cells through promoting the proliferation of cardiac progenitor cells. Cell Research. 2012;22(1):219-236. doi:10.1038/cr.2011.195.
Carillon J, Notin C, Schmitt K, Simoneau G, Lacan D. Dietary Supplementation with a Superoxide Dismutase-Melon Concentrate Reduces Stress, Physical and Mental Fatigue in Healthy People: A Randomised, Double-Blind, Placebo- Controlled Trial. Nutrients. 2014;6(6):2348-2359. doi:10.3390/nu6062348.
Carillon J, Rouanet JM, Cristol JP, Brion R. Superoxide dismutase administration, a potential therapy against oxidative stress related diseases: several routes of supplementation and proposal of an original mechanism of action. Pharm Res. 2013 Nov;30(11):2718-28. doi: 10.1007/s11095-013-1113-5.
Cashman MW, Sloan SB. Nutrition and nail disease. Clin Dermatol. 2010 Jul-Aug;28(4):420-5. doi: 10.1016/j. clindermatol.2010.03.037.
Chen C, Jiang X, Lai Y, Liu Y, Zhang Z. Resveratrol protects against arsenic trioxide-induced oxidative damage through maintenance of glutathione homeostasis and inhibition of apoptotic progression. Environmental and molecular mutagenesis. 2015;56(3):333-346. doi:10.1002/em.21919.32
Chen C, Jiang X, Hu Y, Zhang Z. The protective role of resveratrol in the sodium arsenite-induced oxidative damage via modulation of intracellular GSH homeostasis. Biol Trace Elem Res. 2013 Oct;155(1):119-31. doi: 10.1007/s12011-013- 9757-x.
Coley N, Vaurs C, Andrieu S. Nutrition and cognition in aging adults. Clin Geriatr Med 2015 http://dx.doi.org/10.1016/j. cger.2015.04.008
Dabhade P, Kotwal S. Tackling the aging process with bio-molecules: a possible role for caloric restriction, food-derived nutrients, vitamins, amino acids, peptides, and minerals. J Nutr Gerontol Geriatr.2013;32(1):24-40. doi: 10.1080/21551197.2012.753777.
Dandawate PR, Subramaniam D, Jensen RA, Anant S. Targeting cancer stem cells and signaling pathways by phytochemicals: Novel approach for breast cancer therapy. Semin Cancer Biol. 2016 Oct;40-41:192-208. doi: 10.1016/j. semcancer.2016.09.001
Denzoin VulcanoLA, SoraciAl, Tapia MO. Homeostasis del glutatión. Acta Bioquím Clín Latinoam 2013; 47 (3): 529-39. Disponible en http://www.scielo.org.ar/pdf/abcl/v47n3/v47n3a07.pdf Accedido Mayo 2018.
Estrela JM, Ortega A, Mena S et al Pterostilbene: Biomedical applications Crit Rev Clin Lab Sci, 2013; 50(3): 65–78 DOI: 10.3109/10408363.2013.805182
Estrella V, Nipotti J, Orive M, Fernández Bussy R. La piel y sus nutrientes. Rev. argent. dermatol. [Internet]. 2015 Jun [citado 2018 Mayo 26] ; 96( 2 ): 117-133. Disponible en: http://www.scielo.org.ar/scielo.php?script=sci_ arttext&pid=S1851-300X2015000200010&lng=es.
Gallagher JC. Vitamin D and Aging. Endocrinology and metabolism clinics of North America. 2013;42(2):319-332. doi:10.1016/j.ecl.2013.02.004.
Gambini J, Lopez-Grueso R, Olaso-Gonzalez G et al. Resveratrol: distribución, propiedades y perspectivas. Rev Esp Geriatr Gerontol. 2013;48(2):79–88
Gonzalez-Guardia L, Yubero-Serrano EM, Delgado-Lista J et al. Effects of the Mediterranean Diet Supplemented With Coenzyme Q10 on Metabolomic Profiles in Elderly Men and Women. J Gerontol A Biol Sci Med Sci. 2015 January;70(1):78–84 doi:10.1093/gerona/glu098
Iliodromitis EK, Lazou A, Kremastinos DT. Ischemic preconditioning: Protection against myocardial necrosis and apoptosis. Vascular Health and Risk Management. 2007;3(5):629-637.
Khurana S, Venkataraman K, Hollingsworth A et al. Polyphenols: Benefits to the Cardiovascular System in Health and in Aging. Nutrients 2013, 5, 3779-3827; doi:10.3390/nu5103779
Li J, Liu D, Sun L, Lu Y, Zhang Z. Advanced glycation end products and neurodegenerative diseases: mechanisms and perspective. J Neurol Sci 2012;15;317:1–5.
Li C-J, Sun L-Y, Pang C-Y. Synergistic Protection of N-Acetylcysteine and Ascorbic Acid 2-Phosphate on Human Mesenchymal Stem cells Against Mitoptosis, Necroptosis and Apoptosis. Scientific Reports. 2015;5:9819. doi:10.1038/ srep09819.
López-Otín C, Blasco MA, Partridge L, Serrano M, Kroemer G. The Hallmarks of Aging. Cell. 2013;153(6):1194-1217. doi:10.1016/j.cell.2013.05.039.
Madmani ME, Yusuf Solaiman A, Tamr Agha K, Madmani Y, Shahrour Y, Essali A, Kadro W. Coenzyme Q10 for heart
failure. Cochrane Database of Systematic Reviews 2014, Issue 6. Art. No.: CD008684. DOI: 10.1002/14651858. CD008684.pub2
Maggio D, Barabani M, Pierandrei M, Polidori MC, Catani M, Mecocci P, Senin U, Pacifici R, Cherubini A. Marked decrease in plasma antioxidants in aged osteoporotic women: results of a cross-sectional study. J Clin Endocrinol Metab. 2003 Apr;88(4):1523-7.
Manevich Y, Hutchens S, Halushka PV, et al. Peroxiredoxin VI Oxidation in Cerebrospinal Fluid Correlates with TBI Outcome. Free radical biology & medicine. 2014;72:210-221. doi:10.1016/j.freeradbiomed.2014.04.002.
McCarty MF, DiNicolantonio JJ. An increased need for dietary cysteine in support of glutathione synthesis may underlie the increased risk for mortality associated with low protein intake in the elderly. AGE (2015) 37: 96 DOI 10.1007/s11357- 015-9823-8
Opinder Sahota; Understanding vitamin D deficiency. Age and Ageing, Volume 43, Issue 5, 1 September 2014, Pages 589–591 doi.org/10.1093/ageing/afu104
Page MM, Robb EL, Salway KD, Stuart JA. Mitochondrial redox metabolism: aging, longevity and dietary effects. Mech Ageing Dev. 2010 Apr;131(4):242-52. doi:10.1016/j.mad.2010.02.005.
Potgieter M, Pretorius E, Pepper MS. Preimary and secondary coenzyme Q10 deficiency: the role of therapeutic supplementation. Nutrition in clinical care. Nutrition Reviews 2013; 71 (3):180-188 doi:10.1111/nure.12011
Poulose SM, Thangthaeng N, Miller MG, Shukitt-Hale B. Effects of pterostilbene and resveratrol on brain and behavior. Neurochemistry International (2015), http://dx.doi.org/10.1016/j.neuint.2015.07.017
Pullar JM, Carr AC, Vissers MCM. The Roles of Vitamin C in Skin Health. Nutrients. 2017;9(8):866. doi:10.3390/ nu9080866.
Ribera Casado JM. Antiaging treatments: what are we talking about?. An R Acad Nac Med (Madr). 2014;131(1):127-50.
Romao S. Therapeutic value of oral supplementation with melon superoxide dismutase and wheat gliadin combination. Nutrition. 2015 Mar;31(3):430-6. doi: 10.1016/j.nut.2014.10.006.
Ruszkiewicz J, Albrecht J. Changes in the mitochondrial antioxidant systems in neurodegenerative diseases and acute brain disorders. Neurochem Int.2015 Sep;88:66-72. doi: 10.1016/j.neuint.2014.12.012.
Scheinfeld N, Dahdah MJ, Scher  Vitamins and minerals: their role in nail health and disease. J Drugs Dermatol. 2007 Aug;6(8):782-7.
Sekhar RV, Patel SG, Guthikonda AP et al. Deficient synthesis of glutathione underlies oxidative stress in aging and can be corrected by dietary cysteine and glycine supplementation Am J Clin Nutr 2011;94:847–53.
Sharma A, Fonarow GC, Butler J et al. Coenzyme Q10 and Heart Failure: A State-of-the-Art Review. Circ Heart Fail. 2016 Apr;9(4):e002639. doi: 10.1161/CIRCHEARTFAILURE.115.002639.
Si H, Liu D. Dietary antiaging phytochemicals and mechanisms associated with prolonged survival.The Journal of nutritional biochemistry. 2014;25(6):581-591. doi:10.1016/j.jnutbio.2014.02.001.
Sousa-Victor P, Gutarra S, García-Prat L et al. Geriatric muscle stem cells switch reversible quiescence into senescence. Nature. 2014 Feb 20;506(7488):316-21. doi: 10.1038/nature13013.
Srivastava S. The Mitochondrial Basis of Aging and Age-Related Disorders. Khrapko K, Woods D, eds. Genes. 2017;8(12):398. doi:10.3390/genes8120398.
Su CM, Lee WH, Wu AT et al. Pterostilbene inhibits triple-negative breast cancer metastasis via inducing microRNA-205 expression and negatively modulates epithelial-to-mesenchymal transition. J Nutr Biochem. 2015 Jun;26(6):675-85. doi: 10.1016/j.jnutbio.2015.01.005
Thomas SR, Leichtweis SB, Pettersson K et al. Dietary cosupplementation with vitamin E and coenzyme Q(10) inhibits atherosclerosis in apolipoprotein E gene knockout mice. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2001 Apr;21(4):585-93.
Venereo Gutierrez J. Daño oxidativo, radicales libres y antioxidantes. Rev Cubana Med Milit 2002; 31(2):126-133. Disponible en http://bvs.sld.cu/revistas/mil/vol31_2_02/MIL09202.pdf Accedido Mayo 2018
Wakimoto R, Ono M,Takeshima M, Higuchi T, Nakano S. Differential Anticancer Activity of Pterostilbene Against Three Subtypes of Human Breast Cancer Cells. Anticancer Res. 2017 Nov;37(11):6153-6159.
Wen W, Lowe G, Roberts CM et al. Pterostilbene, a natural phenolic compound, synergizes the antineoplastic effects of megestrol acetate in endometrial cáncer Scientific Reports 7: 12754 DOI:10.1038/s41598-017-12922-2
Witte AV, Kerti L, Margulies DS, Flöel A. Effects of resveratrol on memory performance, hippocampal functional connectivity, and glucose metabolism in healthy older adults.J Neurosci. 2014 Jun 4;34(23):7862-70. doi: 10.1523/ JNEUROSCI.0385-14.2014.
Yang YK, Wang LP, Chen L et al. Coenzyme Q10 treatment of cardiovascular disorders of ageing including heart failure, hypertension and endothelial dysfunction. Clinical Chimica Acta 2015; 450: 83-89 doi.org/10.1016/j.cca.2015.08.002
Xing Li Wang, David L Rainwater, Michael C Mahaney, Roland Stocker; Cosupplementation with vitamin E and coenzyme Q10 reduces circulating markers of inflammation in baboons, The American Journal of Clinical Nutrition, Volume 80, Issue 3, 1 September 2004, Pages 649–655, https://doi.org/10.1093/ajcn/80.3.649
Webs consultadas
http://www.scielo.br/pdf/bioet/v22n3/v22n3a04.pdf Accedido Mayo 2018
http://147.96.70.122/Web/TFG/TFG/Memoria/CRISTINA%20HUET%20BRE%C3%91A.pdf Accedido Mayo 2018
http://www.who.int/es/news-room/fact-sheets/detail/envejecimiento-y-salud Accedido Mayo 2018
http://www.ine.es/daco/daco42/sociales/infosoc_envej.pdf Accedido Mayo 2018
http://www.fao.org/3/a-ac911s.pdf Accedido Mayo 2018
http://www.vesisorb.com/ Accedido Mayo 2018
http://www.meriva.info/en/meriva-bioavailable-curcumin/scientific-support/ Accedido Mayo 2018
https://patents.google.com/patent/WO2013166177A2 Accedido Mayo 2018
Empleo clínico de la coenzima Q10. Disponible en http://www.intramed.net/contenidover.asp?contenidoID=12683. Accedido Mayo 2018
https://ocw.unican.es/mod/page/view.php?id=708 Accedido Mayo 2018
https://revistaepsilon.blog/2017/09/29/introduccion-al-estres-oxidativo-y-radicales-libres-radicales-libres-y-envejecimiento-nervioso-v/ Accedido Mayo 2018
How we age. From DNA damage to cellular miscommunication, aging is a mysterious and multifarious process.The Scientist. Disponible en https://www.the-scientist.com/?articles.view/articleNo/42280/title/How-We-Age/ Accedido Mayo 2018
https://www.fxmedicine.com.au/infographics?page=4