Superóxido dismutasa y el envejecimiento celular

La vitamina C, la vitamina A, la maqui berry, la acai, son algunos de los antioxidantes más conocidos. Se les llama antioxidantes secundarios y son los que capturan los radicales libres y los eliminan. Vienen de fuentes dietéticas externas ya que nuestro cuerpo no los fabrica.
Entonces, ¿cuáles son los antioxidantes primarios y qué función tienen? Como primarios tenemos a SOD, glutatión y catalasa.
Son más potentes que los mejores antioxidantes secundarios. Los fabrica nuestro cuerpo y previenen la formación de radicales libres, por tanto, son la primera línea de defensa del cuerpo contra el estrés oxidativo.
Así que la función de los antioxidantes secundarios es eliminar y la función de los primarios es prevenir. Y los antioxidantes terciarios su función es reparar biomoléculas.

Hoy la protagonista es la superóxido dismutasa (a partir de ahora abreviaremos con SOD), una desconocida para muchos pero imprescindible y necesaria para prevenir del daño celular que genera nuestro organismo. …………

QUÉ ES LA SUPERÓXIDO DISMUTASA (SOD)

‘La SOD es una enzima que se encuentra naturalmente en cada célula de nuestro cuerpo (y en todas las células vivas) y se considera uno de los antioxidantes más importantes. Su función principal es proteger sus células contra radicales libres que dañan las células. A medida que envejecemos, la cantidad de SOD en el cuerpo disminuye.‘ Dr. Mark Rosenberg.

La superóxido dismutasa es posiblemente el antioxidante más importante del cuerpo, ya que es responsable de desarmar los radicales libres más peligrosos de todos: los radicales superóxido altamente reactivos. Los radicales superóxido, o aniones (átomos con carga negativa), se producen cuando el oxígeno gana un exceso de electrones.
La SOD es responsable de catalizar la conversión de superóxido a oxígeno elemental y peróxido de hidrógeno. Esta transformación se llama desmutación, de ahí el nombre de la enzima. Aunque el peróxido de hidrógeno también es un compuesto prooxidante, las enzimas catalasa y glutatión peroxidasa la convierten posteriormente en agua inofensiva y oxígeno. Más info en este estudio.

‘Durante años, los científicos han buscado una manera de aumentar una de las enzimas antioxidantes naturales más poderosas del cuerpo: la superóxido dismutasa (SOD). Presente tanto en el interior como en el exterior de las membranas celulares, la SOD es una de las principales defensas internas antioxidantes del cuerpo, y desempeña un papel fundamental en la reducción del estrés oxidativo implicado en la aterosclerosis y otras enfermedades que amenazan la vida. Los estudios han demostrado que la SOD puede desempeñar un papel importante en la reducción de la inflamación interna y disminuir el dolor asociado con afecciones como la artritis.‘

Pro-oxidantes, formadores de radicales libres.

– Los pro-oxidantes hacen lo opuesto a los antioxidantes. En lugar de neutralizar los radicales libres, promueven su formación.
Lo hacen robando electrones de las células de nuestro cuerpo, lo que los hace inestables. Esto crea una reacción en cadena viciosa: La célula a la que se ha tomado su electrón hará lo mismo con otra célula cercana, para restablecer su propia estabilidad. Esto resulta en daño a las células y al ADN.
Algunos pro-oxidantes no toman los electrones directamente. Más bien, desencadenan otros procesos biológicos/químicos que causan el mismo efecto.
– Si bien en su mayoría son considerados malos, los prooxidantes pueden tener beneficios para la salud. El sistema inmunológico aumentará su producción para matar patógenos en el cuerpo. Las células fagocíticas aumentarán su consumo de oxígeno hasta 20 veces para generar más especies reactivas de oxígeno (radicales libres) para destruir virus y bacterias. Más info en este estudio.
– La razón por la que el superóxido es tan peligroso es porque a través de la reacción en cadena de Haber-Weiss produce grandes cantidades de peróxido de hidrógeno cuando entra en contacto con las células de todo el cuerpo.
En resumen, el superóxido no es muy reactivo por sí solo pero crea muchos compuestos altamente reactivos (radicales libres). Por eso hay que detenerlo lo antes posible.
Si bien la molécula de superóxido eventualmente se neutralizará por sí misma, se producirá hasta 10,000 veces menos daño si se introduce la superóxido dismutasa para detenerla. Más info aquí.
– Los compartimentos funcionales especializados dentro de nuestras células utilizan oxígeno, en combinación con otras moléculas, para generar la energía que impulsa muchos procesos bioquímicos. Sin oxígeno, no podríamos existir. Sin embargo, en el proceso de generar energía al “quemar” nutrientes con oxígeno, ciertas moléculas de oxígeno “deshonestas” se crean como subproductos inevitables. Conocidas como radicales libres y especies reactivas del oxígeno, estas moléculas inestables y altamente reactivas desempeñan un papel en la señalización celular y otros procesos beneficiosos cuando existen en concentraciones benignas (más info en este estudio). Pero cuando su número aumenta, puede ocurrir como resultado del envejecimiento y otras condiciones, pueden causar estragos en otras moléculas con las que entran en contacto, como el ADN, las proteínas y los lípidos. Como tales, estas moléculas ‘pro-oxidantes’ se vuelven especialmente tóxicas.
– De hecho, una teoría predominante de la enfermedad y el envejecimiento afirma que la acumulación gradual de moléculas prooxidantes, y el daño en el que incurren, es responsable de muchos de los cambios adversos que eventualmente causan varias enfermedades. Estos incluyen cáncer (posiblemente desencadenado por daño inducido por radicales libres en el ADN celular) y enfermedades inflamatorias y degenerativas como el Alzheimer, la artritis, la aterosclerosis y la diabetes. Más info aquí.

Si bien los científicos aún no han llegado a un consenso sobre el tema, la evidencia acumulada identifica de manera abrumadora aumento del estrés oxidativo con la edad como fuente de daño a la estructura y función celular.

BENEFICIOS: PREVENCIÓN DEL DAÑO CELULAR

Los aniones superóxido (radicales libres) están fuertemente implicados en el desarrollo de numerosas enfermedades degenerativas, como la aterosclerosis, el accidente cerebrovascular, el infarto de miocardio, las afecciones inflamatorias crónicas y agudas y otros trastornos relacionados con la edad. La SOD juega un papel en la prevención, minimización y/o ralentización de los mismos. Este estudio nos habla de la importancia de SOD en el daño oxidativo y en los desórdenes degenerativos.

Los científicos de la Universidad de Pittsburgh señalan que la sobreproducción de especies reactivas de oxígeno está asociada con el desarrollo de enfermedades que van desde enfermedades cardiovasculares hasta trastornos neurológicos y patologías pulmonares. Según estos científicos, la SOD es un candidato ideal para prevenir el daño celular y tisular iniciado por especies reactivas de oxígeno como el superóxido.

Cáncer

Dado que los radicales libres dañan el ADN y el cáncer es causado por mutaciones del ADN, no es sorprendente que se haya encontrado que tener una mayor cantidad de la enzima superóxido dismutasa se correlaciona con una menor intensidad maligna. Esto se ha visto con cáncer de colon y otros tipos.

Y este estudio va más allá:
‘Nuevos estudios mecánicos han revelado que la SOD inhibe no sólo la actividad oncogénica, sino también los cambios metabólicos posteriores durante la tumorigénesis temprana’.
Significa que más SOD durante las primeras etapas de los cánceres podría ser útil.

Enfermedad cardiovascular

Como ya hemos visto, las especies oxidativas reactivas, en particular los aniones superóxido, se han asociado con la prevalencia y el empeoramiento de numerosas enfermedades cardiovasculares, como presión arterial alta, aterosclerosis, complicaciones diabéticas relacionadas (como neuropatía y retinopatía), disfunción de los vasos sanguíneos y otras. Más info aquí , aquí y aquí.
Un equipo de investigación señaló que los niveles bajos de SOD pueden jugar un papel más importante que el colesterol elevado en el desarrollo de la aterosclerosis. Según los investigadores, los niveles disminuidos de SOD y el estado total de antioxidantes pueden jugar un papel más importante en el desarrollo de la aterosclerosis que las elevaciones aisladas en los niveles de colesterol total o triglicéridos.

Alzheimer

En modelos de roedores, se ha encontrado que mayores cantidades de SOD en el cerebro previenen los déficits de memoria y las formaciones de placa amiloide que son signos reveladores de la enfermedad de Alzheimer.

Autismo

En este estudio con 30 niños autistas y 18 niños sanos de la misma edad, aquellos con autismo tenían niveles significativamente más bajos de SOD en la sangre. Se concluyó que los niveles bajos ‘pueden considerarse un biomarcador de diagnóstico‘ en la detección temprana del autismo.

Artritis

Un neurocientífico de Texas observó que el dolor crónico asociado con la inflamación parece estar mediado por el superóxido. Este estudio ha demostrado que el dolor disminuye cuando se neutraliza el superóxido.
La artritis es otra condición en la que está implicado el superóxido. Investigadores coreanos demostraron en este estudio que la SOD y la glutatión peroxidasa son significativamente menos activas en pacientes con artritis reumatoide que en sujetos de control normales. Además en este estudio la ingesta de antioxidantes en la dieta también fue menor entre los pacientes con artritis que entre los controles.

Envejecimiento de la piel

El colágeno es parte del ‘andamiaje’ que mantiene la piel con un aspecto joven. A medida que envejecemos, los radicales libres descomponen la cantidad de colágeno, elastina y ácido hialurónico que mantiene nuestra piel unida y mantiene la humedad intacta.
Los investigadores daneses descubrieron que la SOD se une directamente al colágeno, que protege de la oxidación. En su informe en el Journal of Biological Chemistry, observaron que la superóxido dismutasa protege significativamente el colágeno tipo I de la degradación oxidativa. Además, señalaron que esta interacción puede desempeñar un papel fisiológico esencial en la prevención de la fragmentación del colágeno durante el estrés oxidativo.

Con todo lo anterior podemos concluir que los antioxidantes primarios, como la superóxido dismutasa, son nuestra primera y más importante línea de defensa contra los radicales libres derivados de oxígeno altamente reactivos y potencialmente destructivos. Los investigadores creen que la SOD disminuye con el envejecimiento y la evidencia sugiere que aumentar los niveles de SOD puede ayudar a prevenir enfermedades y extender la vida útil.

‘Debido a que los radicales libres dañan virtualmente en todas partes, las ventajas potenciales de una mayor actividad de SOD en el cuerpo son difíciles de reconocer o cuantificar por completo.
La disposición genética de algunas personas que naturalmente hacen grandes cantidades puede explicar por qué pueden salirse con estilos de vida poco saludables.’

SOD COMO SUPLEMENTO Y SU BIODISPONIBILIDAD

Según Webmd, la superóxido dismutasa se toma por vía oral para eliminar arrugas, reconstruir el tejido y prolongar la duración de la vida. Sin embargo, ‘no hay evidencia de que el cuerpo absorba los productos de la superóxido dismutasa que se toman por vía oral’.
Como inyección, la superóxido dismutasa se usa para tratar el dolor y la hinchazón (inflamación) causados por la osteoartritis, las lesiones deportivas y la artritis reumatoide, para la cistitis intersticial, la gota, el envenenamiento, causado por un herbicida llamado paraquat, y problemas pulmonares en recién nacidos. También se administra en forma de inyección para mejorar la tolerancia a la radioterapia, mejorar las tasas de rechazo en el trasplante de riñón y minimizar el daño cardíaco causado por ataques cardíacos.
Una solución estéril que contiene superóxido dismutasa algunas veces se aplica directamente a los ojos para tratar las úlceras en la córnea.

La mayoría de los antioxidantes secundarios que se encuentran en los alimentos son fácilmente absorbibles por el cuerpo humano pero también decir que algunos no aguantan bien el ambiente ácido del estómago, el calor de la cocción, la exposición al aire o la degradación de la luz pero al menos la mayoría suelen ser absorbidos y llegar al torrente sanguíneo.

Pero, ¿qué pasa con la superóxido dismutasa? Cuando se toma por vía oral, la superóxido dismutasa tiene una biodisponibilidad deficiente. De hecho, puede no ser absorbida en absoluto. Este estudio administró polvo de SOD puro radiomarcado a ratones y no hubo ningún cambio en los niveles de SOD de su sangre o enzimas hepáticas. La SOD se destruye fácilmente por los ácidos gástricos en el estómago, eso significa que el cuerpo probablemente no puede absorberla cuando se toma por vía oral (cápsula, tableta o polvo disuelto).

Hasta hace poco, los intentos de complementar con preparaciones orales de enzima SOD pura resultaron decepcionantes, ya que la molécula de proteína SOD se desactiva fácilmente por los ácidos y las enzimas contenidas en el tracto digestivo.
Los científicos han superado estos desafíos mediante la creación de formas biodisponibles de SOD utilizando extractos naturales de plantas.
Según este estudio cuando las delicadas moléculas de SOD se combinan con una proteína protectora derivada del trigo y otras plantas, pueden suministrarse intactas a los intestinos y absorberse en el torrente sanguíneo mejorando así efectivamente el sistema de defensa primaria del propio cuerpo.
Y aquí este estudio corrobora que una vez en circulación en el torrente sanguíneo estos poderosos antioxidantes se ponen a trabajar para desintoxicar sustancias potencialmente dañinas y reducir el estrés oxidativo que de otro modo podría contribuir al envejecimiento y enfermedades incapacitantes como la aterosclerosis, los accidentes cerebrovasculares y la artritis.

Formulación de SOD biodisponible

Los avances tecnológicos han permitido a los científicos unir SOD (extraído de un tipo de melón que naturalmente produce altos niveles de enzima) a un biopolímero extraído del trigo ordinario, conocido como gliadina, protege a la frágil molécula de SOD de los estragos del ácido estomacal y las enzimas intestinales, lo que permite que la molécula entre en el torrente sanguíneo intacta.

El éxito de esta nueva pareja ha sido demostrado en estudios con animales y humanos. Los experimentos en Francia demostraron que la SOD/gliadina, pero no la SOD sola, causó un aumento significativo en las actividades de enzimas antioxidantes circulantes cuando son consumidas por roedores de laboratorio. Según los investigadores, este aumento en la SOD se asoció con un aumento de la resistencia de los glóbulos rojos a la ruptura inducida por el estrés oxidativo.

‘Las enzimas antioxidantes producidas dentro de nuestro cuerpo son proteínas complejas que a menudo incorporan minerales como el selenio o el zinc en sus estructuras intrincadas. Estas enzimas antioxidantes sirven como la defensa más potente del cuerpo contra los radicales libres y las reacciones inflamatorias subsiguientes. Incluyen glutatión peroxidasa, catalasa y quizás el antioxidante generado más importante de todos: la superóxido dismutasa (SOD). En el hígado, las enzimas como la glutatión peroxidasa actúan como catalizadores, facilitando las reacciones que hacen que las toxinas sean menos dañinas.’

Estudios sobre la biodisponibilidad de la SOD

– En otro experimento, el equipo francés examinó las propiedades antioxidantes y antiinflamatorias de la SOD extraída del melón, tanto en estudios de laboratorio de células como en animales vivos. Sus estudios demostraron que las propiedades antioxidantes atribuidas al extracto de melón se debieron a la SOD activa. La SOD provocó que las células inmunitarias (macrófagos) liberen la citoquina anti-inflamatoria interleucina-10 en lugar del factor de necrosis tumoral inflamatoria, que las células pueden liberar en condiciones de estrés oxidativo. Estudios posteriores de animales vivos mostraron que los niveles de SOD aumentaron cuando se administró por vía oral SOD/gliadina. Esto llevó a los científicos a concluir que es posible obtener los efectos farmacológicos de esta enzima antioxidante en animales.

– Más recientemente, científicos japoneses estudiaron los efectos de la SOD/gliadina oral en el desarrollo de tumores en roedores de laboratorio. La gliadina sola, o la combinación SOD/gliadina, se administró por vía oral a los animales de prueba antes y durante la inducción experimental del tumor. Alrededor del 80% de los sujetos que sólo recibieron gliadina desarrollaron tumores, pero sólo la mitad de los animales en el grupo SOD/gliadina lo hicieron.
Además, las células tumorales del grupo que no recibieron el suplemento de SOD/gliadina mostraron signos de que se propagarían fácilmente o metastatizarían. Por el contrario, las células tumorales de animales en el grupo SOD/gliadina mostraron una capacidad metastásica disminuida. En su informe publicado en el British Journal of Cancer, los investigadores japoneses observaron que la SOD activa por vía oral previene la progresión tumoral promovida por la inflamación, y que puede haber provocado estos efectos al eliminar el anión superóxido inflamatorio.

– Para probar la hipótesis de que SOD/gliadina mejora las defensas antioxidantes en humanos y animales, científicos alemanes sometieron a 20 voluntarios a una hora de tratamiento con oxígeno hiperbárico. Durante el procedimiento, se forzó el 100% de oxígeno en el torrente sanguíneo a dos veces y media la presión atmosférica normal. Se sabe que el tratamiento con oxígeno hiperbárico, aunque en ocasiones es médicamente necesario, induce estrés oxidativo. Este estrés se puede cuantificar midiendo las roturas que se producen en las cadenas de ADN y controlando los niveles de isoprostanos, que indican daño oxidativo a las membranas celulares. También se sabe que el tratamiento con oxígeno hiperbárico reduce los niveles de enzimas antioxidantes, como la SOD de glóbulos rojos y la catalasa.

– En un estudio aleatorizado, doble ciego, controlado con placebo, los científicos demostraron que la suplementación con SOD/gliadina disminuyó significativamente el daño oxidativo resultante del tratamiento con oxígeno hiperbárico. Los investigadores descubrieron que una mezcla de SOD/gliadina de trigo eficaz por vía oral puede proteger contra el daño al ADN, al tiempo que evita las elevaciones en los niveles de isoprostano. Estos hallazgos sugieren que, por lo tanto, la SOD puede considerarse un poderoso antioxidante.
– Un experimento previo realizado por otro equipo de investigación también encontró que el tratamiento con oxígeno hiperbárico induce roturas en las cadenas de ADN. En un esfuerzo por reducir este daño oxidativo, los científicos administraron antioxidantes orales como la vitamina E o la N-acetilcisteína antes del tratamiento pero estas medidas no protegieron contra el daño oxidativo inducido por el tratamiento con oxígeno hiperbárico. Esta discrepancia parecería indicar que la protección eficaz contra el estrés oxidativo requiere niveles elevados de la SOD, antioxidante primario, en oposición a un aumento en los niveles de antioxidantes secundarios.

Dada la conexión entre el superóxido y la enfermedad, los científicos han buscado durante mucho tiempo formas de aumentar los niveles de SOD para combatir el daño oxidativo y reducir la incidencia o gravedad de la enfermedad. Como lo señaló un equipo de investigación en un artículo reciente de una revista, ‘la SOD puede ser una terapia antioxidante eficaz para controlar las consecuencias perjudiciales de las enfermedades inflamatorias, así como para mitigar otras afecciones asociadas con la sobreproducción no controlada de superóxido.’

‘En el pasado, era difícil elevar los niveles de estas enzimas beneficiosas. Ahora, sin embargo, es posible reforzar las defensas antioxidantes debilitadas con suplementos nutricionales que incluyen SOD biodisponible por vía oral y otros antioxidantes primarios.’

ALIMENTOS CON SOD

Existe evidencia de que algunos alimentos aumentan los niveles de SOD después ingerirlos.
La superóxido dismutasa requiere una unión a zinc y cobre (Cu-Zn-SOD), manganeso o hierro. Y coincide que las fuentes dietéticas más ricas en SOD también lo sean en uno o más de estos minerales esenciales promoviendo el funcionamiento de la SOD de nuestro cuerpo.

Trigo Germinado

No es un grano altamente antioxidante pero, según este estudio, el trigo joven de brotes tempranos contiene altas cantidades de enzimas SOD.
Además, como hemos visto, la gliadina (un tipo de proteína que se encuentra en el trigo) ayuda a proteger las frágiles moléculas de SOD de la degradación por el ácido gástrico.
En estudios con roedores, se confirmó que el consumo de SOD y gliadina unidos aumentaban los niveles de SOD en la sangre después del consumo. Lo mismo no se vio cuando la SOD se comió sola.

‘Las enzimas de trigo germinado son otra fuente de flavonoides vegetales bioactivos y sus beneficios potenciales van desde mejorar los síntomas de la fibromialgia y el dolor articular hasta aumentar la energía y aliviar los síntomas del síndrome de fatiga crónica. Es probable que estos beneficios estén relacionados con la presencia de varias enzimas antioxidantes naturales potentes, como la superóxido dismutasa (SOD), la glutatión peroxidasa y la catalasa.’

El consumo de extracto de trigo germinado es una excelente manera de aumentar los niveles de enzimas antioxidantes naturales. Según este estudio, el proceso de germinación promueve el aumento de la actividad enzimática, lo que hace que los germinados de cereales sean ideales para el mejoramiento de las enzimas humanas. Investigadores italianos publicaron recientemente un análisis del contenido de antioxidantes del extracto de trigo germinado, señalando que ‘la actividad de la catalasa y la peroxidasa parece ser muy fuerte’. También informaron que ‘sus sustancias biológicamente activas pueden absorberse al menos parcialmente durante el proceso de digestión’.
Los científicos italianos compararon la actividad antioxidante del extracto de trigo germinado con los antioxidantes puros conocidos, como el ácido ascórbico, la quercetina y la reducción de glutatión, y encontraron que la actividad de eliminación de superóxido de oxígeno demostrada por los extractos de trigo germinado es comparable a la de los compuestos antioxidantes puros.
La investigación también ha demostrado que las enzimas germinadas poseen poderosas propiedades anti-mutagénicas, es decir, ayudan a prevenir las mutaciones que pueden conducir al desarrollo de cánceres.
Según una investigación no publicada compilada por científicos de la Universidad de Hawai, en una encuesta realizada en 120 sujetos que ingirieron grandes cantidades de enzimas antioxidantes de origen vegetal, 88% reportaron aumento de energía y 72% reportaron sentirse más fuertes. 82% de los encuestados reportaron sentirse mejor en general después de suplementarse con antioxidantes derivados de germinados.

Hierba de trigo

Ya sabemos que el calor, aunque sea bajo, destruye rápidamente la SOD, una mejor manera de comer esta fuente de alimento es la hierba de trigo. (Más info aquí). Tiene cantidades mucho más altas que el grano maduro. Por tanto, queda claro que en el pan o en un plato de pasta no hay signos de SOD.