Che cos'è la SOD2?

SOD2 è l'acronimo di superossido dismutasi 2.

Si tratta di un enzima presente nei mitocondri, le «centrali energetiche della cellula» responsabili della produzione di energia.

Attraverso un processo chiamato respirazione cellulare, i mitocondri producono una molecola chiamata ATP, la fonte di energia chimica delle nostre cellule.

Purtroppo, come abbiamo appreso nel blog dedicato all’efficienza metabolica e all’UCP2, questo processo di produzione di ATP porta anche all’accumulo di molecole nocive chiamate specie reattive dell’ossigeno (ROS).

(Si invita i lettori a consultare il blog UCP2 per ulteriori informazioni su come si formano i radicali liberi durante la respirazione).

Il ruolo della SOD2 è quello di eliminare queste molecole ROS dannose, prevenendo così il danno cellulare.

Come vedremo in questo articolo, le varianti del gene SOD2, che codifica l'enzima SOD2, influenzano l'efficacia con cui eliminiamo i ROS. Ciò, a sua volta, incide sulla nostra predisposizione al danno cellulare, all'infiammazione e all'invecchiamento.

PUNTI CHIAVE

• La SOD2 è un enzima presente nei mitocondri che contribuisce a eliminare le molecole dannose delle specie reattive dell'ossigeno (ROS).
• Le molecole di ROS vengono prodotte durante la respirazione cellulare e sono associate al danno cellulare e all'infiammazione.

Perché le specie reattive dell'ossigeno (ROS) sono dannose?

Le specie reattive dell'ossigeno (ROS) sono un esempio di sostanze chiamate radicali liberi: atomi e molecole con elettroni spaiati, il che li rende altamente reattivi.

Poiché i ROS sono altamente reattivi, possono reagire con diverse molecole importanti presenti nel nucleo e nelle membrane cellulari, tra cui il DNA, le proteine e i lipidi, causandone il danneggiamento. Questo danno può portare, in ultima analisi, alla morte cellulare.

L'anione superossido

Una delle molecole di ROS prodotte dalla respirazione mitocondriale è chiamata anione superossido (O₂⁻). Questa molecola altamente reattiva può danneggiare i componenti cellulari e inattivare enzimi fondamentali.

Oltre a causare danni cellulari, gli anioni superossido si legano anche a un’altra molecola importante, riducendone la disponibilità: l’ossido nitrico (NO). L'ossido nitrico, di cui abbiamo parlato nel blog "L'ossido nitrico e il flusso sanguigno", è un vasodilatatore: allarga i vasi sanguigni, aumentando così il flusso sanguigno verso i tessuti e gli organi. Riducendo la disponibilità di NO, l'anione superossido può favorire la vasocostrizione (restringimento dei vasi sanguigni) e la formazione di coaguli, compromettendo così il flusso sanguigno verso i tessuti e gli organi.

PUNTI CHIAVE

• Le specie reattive dell'ossigeno (ROS) sono un esempio di radicali liberi, sostanze altamente reattive con elettroni spaiati.
• L'anione superossido (O₂⁻) è una specie reattiva dell'ossigeno (ROS) prodotta dai mitocondri durante la respirazione.
• L'anione superossido può reagire con il DNA, le proteine e i lipidi, danneggiando così le cellule.
• L'anione superossido può compromettere l'afflusso di sangue ai tessuti e agli organi.

Che cos'è lo stress ossidativo?

I nostri mitocondri e, più in generale, le nostre cellule hanno sviluppato diversi meccanismi di difesa per proteggerci dai danni causati dai ROS (radicali liberi).

Ad esempio, abbiamo già visto in precedenza proteine di disaccoppiamento come l'UCP2, che impediscono l'accumulo di ROS dissipando i gradienti di potenziale generati quando i mitocondri trasformano l'ossigeno in acqua.

Esistono anche molecole chiamate antiossidanti, che si legano direttamente alle molecole ROS e le neutralizzano. Tra gli antiossidanti figurano la vitamina C, la vitamina E, il beta-carotene e il glutatione.

Alcuni antiossidanti, come la SOD2, oggetto di questa caratteristica, sono enzimi. Essi partecipano a reazioni chimiche volte a trasformare i ROS in molecole meno dannose.

Grazie a questi vari meccanismi di difesa, il nostro organismo è in grado di gestire efficacemente la produzione di ROS.

In alcune circostanze, tuttavia, il tasso di produzione dei ROS supera e sopraffà le nostre difese antiossidanti e di altro tipo. Questo fenomeno è noto come stress ossidativo: uno squilibrio tra la produzione dei ROS e la loro neutralizzazione da parte degli antiossidanti.

Questo squilibrio porta all'accumulo di ROS, che a loro volta causano danni alle nostre cellule.

Lo stress ossidativo è quindi considerato un processo dannoso ed è stato associato a diverse conseguenze negative per la salute, tra cui infiammazione, invecchiamento, diabete, malattie cardiovascolari, neurodegenerazione e cancro.

PUNTI CHIAVE

• Lo stress ossidativo è uno squilibrio tra la produzione di molecole ROS dannose e la nostra capacità di contrastarle con difese antiossidanti protettive.
• Lo stress ossidativo provoca danni cellulari ed è associato a infiammazioni, invecchiamento e altre conseguenze negative per la salute.

In che modo la SOD2 riduce o previene lo stress ossidativo?

La SOD2 contribuisce a ridurre lo stress ossidativo eliminando una specifica molecola delle specie reattive dell'ossigeno (ROS): l'anione superossido (O2-).

Come accennato in precedenza, l'anione superossido viene prodotto dai mitocondri durante la respirazione cellulare. Se gli anioni superossido si accumulano, ciò può causare stress ossidativo e danni cellulari.

L'enzima SOD2 previene questo fenomeno convertendo l'anione superossido (O2-) in perossido di idrogeno (H2O2), una sostanza meno reattiva.

Altri due enzimi, la catalasi e la glutatione perossidasi, trasformano poi il perossido di idrogeno in acqua (H₂O), che può essere riutilizzata in tutta sicurezza o espulsa dall'organismo.

Per funzionare correttamente, l'enzima SOD2 necessita di manganese, un minerale presente in alimenti quali frutta secca, semi e verdure a foglia verde. È per questo motivo che la SOD2 viene anche chiamata superossido dismutasi manganesica (MnSOD).

PUNTI CHIAVE

• L'accumulo di anioni superossido (O2-) può causare stress ossidativo.
• La SOD2 trasforma l'anione superossido, una sostanza nociva, in perossido di idrogeno.
• Il perossido di idrogeno si trasforma in acqua.
• L'SOD2 necessita di manganese per funzionare efficacemente; pertanto, l'assunzione di manganese attraverso l'alimentazione è importante per limitare lo stress ossidativo.

Genetica

L'enzima SOD2 è codificato dal gene SOD2.

Le varianti di questo gene possono influire sull'attività dell'enzima SOD2 e, di conseguenza, alterare la velocità con cui eliminiamo le specie reattive dell'ossigeno (ROS). Ciò, a sua volta, modifica la nostra suscettibilità allo stress ossidativo e ai processi ad esso correlati, come l'infiammazione.

In parole povere, una minore attività della SOD2 comporta una minore eliminazione dei ROS e, di conseguenza, aumenta la suscettibilità di una persona allo stress ossidativo.

Varianti del gene SOD2 e stress ossidativo

Un polimorfismo a singolo nucleotide (SNP,rs4880) nel gene SOD2 provoca una mutazione nel codice del DNA, con la sostituzione della lettera «T» con la lettera «C».

Ciò comporta una sostituzione, nella sequenza aminoacidica dell'enzima SOD2, della valina con l'alanina. Poiché l'attività degli enzimi dipende in larga misura dalla loro struttura chimica, questa sostituzione aminoacidica provoca una significativa riduzione dell'attività della SOD2.

La variante genetica associata a una ridotta attività dell'enzima SOD2 è denominata allele «C», mentre la variante genetica «normale» o «wild-type» è l'allele «T». *

È stato dimostrato che le persone che ereditano due copie dell'allele C (ovvero quelle con genotipo CC) presentano un'attività inferiore del 33% e del 40% rispetto a quelle con genotipo CT e TT, rispettivamente.

A causa della ridotta attività della SOD2, gli individui con genotipo CC eliminano in modo meno efficace i ROS prodotti nei mitocondri e potrebbero quindi essere più sensibili allo stress ossidativo.

Se la tua attività dell'SOD2 è ridotta a causa delle tue varianti genetiche, non preoccuparti: esistono diverse misure alimentari e relative allo stile di vita che possono aiutare a mitigare questo effetto. Assicurati di consultare le azioni personalizzate per te.

* A seconda della tecnologia di genotipizzazione utilizzata per ottenere i risultati del test del DNA, l'allele «C» potrebbe essere indicato come allele «G», mentre l'allele «T» potrebbe essere indicato come allele «A». Di conseguenza, il genotipo CC associato a una bassa attività della SOD2 sarà indicato come genotipo GG.

PUNTI CHIAVE

• Il gene SOD2 codifica l'enzima SOD2.
• Una mutazione puntiforme (SNP) del gene SOD2 dà origine a due varianti/alleli: l'allele «C» (o «G») e l'allele «T» (o «A»).
• Le persone che possiedono due copie dell'allele C (o G) (ovvero il genotipo CC o GG) presentano un'attività ridotta della SOD2.
• Le persone con genotipo CC (o GG) potrebbero essere più sensibili allo stress ossidativo.