La superossido dismutasi è l’enzima che apre la difesa antiossidante del corpo. Trasforma l’anione superossido in perossido di idrogeno e ossigeno. Ne esistono tre forme, con rame e zinco, manganese o posizione extracellulare. Assunta per bocca viene digerita come ogni proteina, ed è per questo che gli estratti di melone vengono rivestiti.
Che cos’è la superossido dismutasi
È una metalloproteina, cioè una proteina che porta un metallo al centro del suo sito attivo. Quel metallo cambia stato di ossidazione a ogni ciclo di lavoro, e questo le permette di gestire una molecola che nessuna difesa passiva riesce a fermare: l’anione superossido.
La reazione si chiama dismutazione. Due anioni superossido e due protoni danno una molecola di perossido di idrogeno e una di ossigeno. La stessa specie chimica viene ossidata e ridotta nello stesso passaggio, da cui il nome. È una delle reazioni enzimatiche più veloci conosciute in biologia.
Il superossido nasce dalla respirazione cellulare. Una piccola quota degli elettroni che percorrono la catena respiratoria mitocondriale sfugge e riduce l’ossigeno. Non è un incidente raro, succede in continuazione, in ogni cellula del tuo corpo, mentre leggi questa frase.
TRE ENZIMI, TRE POSTAZIONI DIVERSE
dismutasi
SOD1, RAME E ZINCO
Lavora nel citoplasma e nello spazio fra le membrane mitocondriali. È la forma più abbondante e la più studiata, perché il suo gene è legato a una malattia rara.
SOD2, MANGANESE
Sta dentro il mitocondrio, dove il superossido viene prodotto in quantità maggiore durante la respirazione cellulare.
SOD3, EXTRACELLULARE
Ancorata alla superficie delle cellule e alla matrice, protegge il tessuto fuori dalla cellula, in particolare la parete dei vasi.
Le tre SOD del corpo umano
Parlare della SOD al singolare è comodo ma impreciso. La SOD1 contiene rame e zinco e lavora nel citoplasma e nello spazio fra le membrane mitocondriali. La SOD2 contiene manganese e sta dentro il mitocondrio, dove la produzione di superossido è più intensa. La SOD3 è extracellulare, ancorata alla superficie delle cellule e alla matrice, e protegge soprattutto la parete dei vasi.
La distinzione conta anche quando si legge uno studio: un lavoro sulla SOD3 vascolare non dice nulla sulla SOD2 mitocondriale.
Perché il superossido è pericoloso: la questione del perossinitrito
Qui sta il meccanismo che quasi nessun articolo italiano spiega. Il superossido non è temibile soprattutto per la sua reattività diretta. Lo è perché incontra un’altra molecola che le cellule producono di continuo, l’ossido nitrico.
Pacher, Beckman e Liaudet hanno dedicato a questo incontro una revisione uscita su Physiological Reviews. La reazione fra ossido nitrico e superossido è controllata dalla diffusione, cioè avviene ogni volta che le due molecole si toccano. Il prodotto è il perossinitrito, che aggredisce lipidi, DNA e proteine per via diretta o attraverso radicali intermedi.
Gli autori collocano la produzione di perossinitrito fra i meccanismi centrali di ictus, infarto, diabete, malattie infiammatorie croniche e disturbi neurodegenerativi. La SOD, togliendo di mezzo il superossido, sottrae a questa reazione uno dei due reagenti. È il suo vero ruolo, più sottile della formula « neutralizza i radicali liberi », e uno dei fili che legano il danno ossidativo all’invecchiamento dei tessuti.
LA CASCATA CHE PORTA IL SUPEROSSIDO ALL’ACQUA
Il mitocondrio produce superossido
Una piccola quota degli elettroni che percorrono la catena respiratoria sfugge e riduce l’ossigeno a anione superossido. Succede a ogni respiro, in ogni cellula.
La SOD lo trasforma in perossido di idrogeno
Due molecole di superossido e due protoni danno perossido di idrogeno e ossigeno. È la dismutazione che dà il nome all’enzima.
Catalasi e glutatione perossidasi chiudono il ciclo
Il perossido di idrogeno è a sua volta reattivo. Altri due enzimi lo riducono ad acqua, e solo qui la catena si spegne davvero.
Se un anello manca, il danno si sposta
Aumentare la prima tappa senza le successive significa produrre più perossido di idrogeno. È il motivo per cui nessun antiossidante lavora bene da solo.
SOD1 e sclerosi laterale amiotrofica
Nel 1993 Rosen e colleghi hanno pubblicato su Nature la scoperta di mutazioni del gene della SOD1 in famiglie colpite da sclerosi laterale amiotrofica. È stata la prima causa genetica identificata per questa malattia.
Va letta con precisione, perché in rete circola una versione sbagliata. Il danno non viene interpretato come una semplice perdita della funzione antiossidante: la proteina mutata acquisisce una tossicità propria, tende ad aggregarsi e danneggia il motoneurone per vie che non dipendono dalla sua attività enzimatica. Nessun integratore interviene su questo meccanismo, e nessuno deve lasciarlo credere.
L’esame della superossido dismutasi
È una delle domande che gli italiani pongono più spesso su questa molecola, e la risposta merita chiarezza. Alcuni laboratori privati offrono il dosaggio dell’attività della SOD sui globuli rossi. Non è un esame di routine, non rientra nelle richieste abituali del medico di base, e il suo significato clinico resta discusso.
Nei laboratori italiani il quadro ossidativo viene esplorato più spesso con altri due esami, il test d-ROMs e il test BAP. Il primo stima i metaboliti reattivi dell’ossigeno nel plasma, il secondo la capacità antiossidante totale. Misurano un insieme, non l’attività di un singolo enzima, e nessuno dei due sostituisce una valutazione clinica.
La SOD per via orale: perché il melone e perché la gliadina
Il problema è banale e insormontabile. La SOD è una proteina, e le proteine vengono demolite nello stomaco e nell’intestino tenue. Ingerire l’enzima significa ingerire amminoacidi, non consegnare una molecola funzionante al citoplasma. È la differenza con una molecola antiossidante piccola come l’acido alfa lipoico, che attraversa l’intestino intera.
Da qui la ricerca su una varietà di melone cantalupo particolarmente ricca di attività SOD, e sul suo abbinamento a un rivestimento proteico, di solito gliadina di frumento. Vouldoukis e colleghi hanno pubblicato nel 2004 il lavoro che ha aperto la strada: su macrofagi in coltura, l’estratto di melone inibiva la produzione di superossido in modo dipendente dalla dose, con effetto massimo a 100 microgrammi per millilitro.
Il dettaglio che rende credibile quel risultato è il controllo. Quando gli autori inattivavano al calore l’attività SOD dell’estratto, l’inibizione crollava. L’effetto veniva dunque dall’enzima e non da altre molecole del melone. Lo stesso estratto riduceva la produzione di perossinitrito e spostava le citochine verso l’interleuchina 10 antinfiammatoria invece del TNF-alfa.
Resta un esperimento su cellule. Un’osservazione in coltura non dice cosa succede in una persona che apre una capsula al mattino, ed è la distanza che questo tipo di prodotto deve ancora coprire.
Cosa hanno misurato gli studi sull’uomo
Due sperimentazioni cliniche esistono, entrambe su un concentrato di melone brevettato. Milesi ha lavorato su 70 persone fra i 30 e i 55 anni che riferivano stress e fatica quotidiani, per 4 settimane, con 10 mg di concentrato che portavano 140 unità di SOD al giorno. Carillon ha ripreso lo schema su 61 persone per 12 settimane.
I risultati vanno nella stessa direzione: stress percepito più basso, qualità della vita migliore, fatica fisica e mentale ridotte rispetto al placebo. Le misure sono questionari validati, PSS-14, SF-36, test di Stroop. Nessun effetto avverso è stato segnalato.
COSA PROMETTE L’ETICHETTA, COSA HANNO MISURATO GLI STUDI
Quello che si legge sulle confezioni
- « Ripristina i livelli di SOD dell’organismo. »
- « Neutralizza i radicali liberi in profondità. »
- « Rallenta l’invecchiamento cellulare. »
Quello che riportano i lavori pubblicati
- Vouldoukis ha misurato l’inibizione del superossido su macrofagi in coltura, non nell’uomo.
- Milesi ha studiato 70 persone per 4 settimane, Carillon 61 persone per 12 settimane: questionari di stress e fatica, non marcatori di invecchiamento.
- Carillon propone come ipotesi che l’effetto passi dall’induzione delle difese interne, e scrive che va ancora verificata.
I limiti sono altrettanto chiari. 60 o 70 persone sono poche, e i 2 studi testano un unico concentrato brevettato, il che rende difficile trasferire il risultato a un altro prodotto. Le scale psicometriche misurano una percezione, non un marcatore biologico. E nessuno dei due lavori ha dosato l’attività SOD nel sangue dei partecipanti.
Carillon ha proposto nel 2013 una lettura d’insieme in Pharmaceutical Research: l’effetto non verrebbe dall’enzima che arriva intatto, ma dall’induzione delle difese antiossidanti già presenti nell’organismo. Gli autori scrivono esplicitamente che l’ipotesi va ancora verificata. È una posizione onesta, e più prudente di quella che si legge sulle confezioni.
Regole di etichetta e buon senso pratico
In Europa nessuna indicazione sulla salute è autorizzata per la superossido dismutasi. Quello che leggi su una confezione italiana rimanda ad altri ingredienti della formula. Il prodotto viene notificato al Ministero della Salute e iscritto nel registro pubblico degli integratori: la notifica riguarda etichetta e sicurezza, non efficacia.
Se il tuo problema è un’articolazione che duole da mesi, il terreno ossidativo è una variabile fra le altre e agisce lentamente. Un’azione diretta sui processi infiammatori, come quella di una formula antinfiammatoria realmente biodisponibile, lavora su una scala di tempo diversa. E quando la cartilagine è già interessata, ha senso guardare a una formula pensata per il terreno artrosico piuttosto che a un singolo enzima.
Domande frequenti
A cosa serve la superossido dismutasi?
È il primo enzima della difesa antiossidante interna. Trasforma l’anione superossido, prodotto in continuazione dai mitocondri, in perossido di idrogeno e ossigeno. Senza questa tappa il superossido reagirebbe con l’ossido nitrico formando perossinitrito, una molecola molto più aggressiva verso lipidi, DNA e proteine.
Qual è la reazione della superossido dismutasi?
Due anioni superossido più due protoni danno una molecola di perossido di idrogeno e una di ossigeno. Si chiama dismutazione perché la stessa specie chimica viene contemporaneamente ossidata e ridotta. Il metallo al centro dell’enzima, rame e zinco nella SOD1, manganese nella SOD2, cambia stato di ossidazione a ogni ciclo.
Che cos’è l’esame della superossido dismutasi?
Alcuni laboratori privati italiani offrono il dosaggio dell’attività della SOD sui globuli rossi. Non è un esame di routine, non compare fra le richieste abituali del medico di base e il suo valore diagnostico resta discusso. In Italia il quadro ossidativo viene più spesso esplorato con i test d-ROMs e BAP, che misurano il plasma nel suo insieme e non l’attività di un singolo enzima.
Quali sono le controindicazioni della superossido dismutasi?
Negli studi pubblicati sul concentrato di melone non sono stati riportati effetti avversi, ma si tratta di 2 studi su 70 e su 61 persone, per 4 e per 12 settimane. Non è una base sufficiente per escludere qualcosa a lungo termine. In gravidanza e allattamento mancano dati. Chi segue una terapia in corso ne parli con il medico o con il farmacista.
La SOD assunta per bocca arriva nelle cellule?
Come ogni proteina, la SOD viene demolita dagli enzimi digestivi. È il limite che ha bloccato per anni questa via, e la ragione per cui gli estratti vengono associati a un rivestimento proteico, di solito gliadina di frumento. Carillon ipotizza che l’effetto osservato non venga dall’enzima che arriva intatto, ma dall’induzione delle difese antiossidanti già presenti nell’organismo.
In quali alimenti si trova la superossido dismutasi?
In tutti quelli che contengono cellule vive: verdure crude, germogli, alcune varietà di melone cantalupo, orzo verde. Il contenuto cade con la cottura e con la conservazione, perché l’enzima è una proteina e si denatura. Nessun alimento porta un’indicazione autorizzata sulla SOD, in Europa.
Che rapporto c’è fra SOD e sclerosi laterale amiotrofica?
Nel 1993 Rosen e colleghi hanno pubblicato su Nature la scoperta di mutazioni del gene della SOD1 in forme familiari di sclerosi laterale amiotrofica. È stata la prima causa genetica identificata per questa malattia. Il danno non viene letto come una semplice perdita di attività antiossidante, ma come una tossicità acquisita dalla proteina mutata. Nessun integratore interviene su questo meccanismo.
Fonti
Rosen D.R., Siddique T., Patterson D., Figlewicz D.A., Sapp P., Hentati A., Donaldson D., Goto J., O’Regan J.P., Deng H.X., et al. (1993). Mutations in Cu/Zn superoxide dismutase gene are associated with familial amyotrophic lateral sclerosis. Nature, 362(6415). DOI: 10.1038/362059a0
Pacher P., Beckman J.S., Liaudet L. (2007). Nitric Oxide and Peroxynitrite in Health and Disease. Physiological Reviews, 87(1). DOI: 10.1152/physrev.00029.2006
Vouldoukis I., Lacan D., Kamate C., Coste P., Calenda A., Mazier D., Conti M., Dugas B. (2004). Antioxidant and anti-inflammatory properties of a Cucumis melo LC. extract rich in superoxide dismutase activity. Journal of Ethnopharmacology, 94(1). DOI: 10.1016/j.jep.2004.04.023
Milesi M.A., Lacan D., Brosse H., Desor D., Notin C. (2009). Effect of an oral supplementation with a proprietary melon juice concentrate (Extramel) on stress and fatigue in healthy people: a pilot, double-blind, placebo-controlled clinical trial. Nutrition Journal, 8(1). DOI: 10.1186/1475-2891-8-40
Carillon J., Rouanet J.M., Cristol J.P., Brion R. (2013). Superoxide Dismutase Administration, A Potential Therapy Against Oxidative Stress Related Diseases: Several Routes of Supplementation and Proposal of an Original Mechanism of Action. Pharmaceutical Research, 30(11). DOI: 10.1007/s11095-013-1113-5
Carillon J., Notin C., Schmitt K., Simoneau G., Lacan D. (2014). 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, 6(6). DOI: 10.3390/nu6062348
