Активность супероксиддисмутазы (SOD) в эритроцитах

Супероксиддисмутаза (SOD) представляет собой фермент антиоксидантной защиты, который обезвреживает супероксидный анион-радикал, одну из активных форм кислорода, образующихся в клетках в ходе обменных процессов. Под действием фермента супероксид превращается в перекись водорода и молекулярный кислород, после чего перекись водорода удаляется другими компонентами антиоксидантной системы. Такая последовательная защита ограничивает повреждение клеточных мембран, белков и других внутриклеточных структур при избыточном образовании активных форм кислорода. Эритроциты особенно тесно связаны с окислительными процессами. Они постоянно транспортируют кислород, содержат большое количество гемоглобина и в течение всего срока жизни подвергаются воздействию реакционноспособных соединений, возникающих при его окислении. При этом зрелые эритроциты лишены ядра и не способны синтезировать новые белки, поэтому сохранность их мембраны и гемоглобина во многом зависит от уже сформированной системы ферментативной защиты. В эритроцитах содержатся высокие концентрации супероксиддисмутазы, каталазы, глутатионпероксидаз и пероксиредоксинов, которые совместно ограничивают накопление окислителей. Основной формой супероксиддисмутазы в эритроцитах является медь- и цинкзависимая Cu/Zn-SOD, кодируемая геном SOD1. Медь входит в каталитический центр фермента и непосредственно участвует в превращении супероксида, тогда как цинк поддерживает пространственную стабильность белковой молекулы. Определение активности фермента в эритроцитах характеризует одно из звеньев внутриклеточной антиоксидантной защиты. Этот показатель не охватывает весь окислительно-восстановительный баланс организма, поскольку нейтрализация активных форм кислорода зависит одновременно от нескольких ферментативных и неферментативных систем.

Клиническое значение

Определение активности эритроцитарной супероксиддисмутазы используется для оценки состояния ферментативной антиоксидантной защиты . Усиленное образование активных форм кислорода изменяет нагрузку на защитные системы клетки, и активность отдельных антиоксидантных ферментов перестраивается в ответ на происходящие процессы. Поэтому отклонение активности супероксиддисмутазы характеризует изменение работы конкретного звена антиоксидантной системы, но не устанавливает само по себе наличие определённого заболевания или степень оксидативного стресса во всём организме. Эритроцитарные показатели используются именно как часть комплексной оценки окислительно-восстановительных процессов. 
Изменения антиоксидантной защиты эритроцитов сопровождают заболевания и состояния, при которых усиливается образование активных форм кислорода. Такая перестройка описана при сахарном диабете, сердечно-сосудистых и воспалительных заболеваниях, нейродегенеративных процессах и старении. При этом направление изменения супероксиддисмутазы не является одинаковым для всех состояний: активность фермента определяется сочетанием интенсивности окислительной нагрузки, продолжительности заболевания, состояния самих эритроцитов и работы других антиоксидантных систем. Поэтому повышение показателя нельзя автоматически считать признаком усиленной защиты, а снижение, прямым доказательством её «истощения». 
Клиническое значение исследование приобретает при нарушениях обмена меди . Каталитическая активность Cu/Zn-SOD зависит от наличия меди, и при выраженном дефиците этого микроэлемента активность эритроцитарного фермента снижается. После восполнения дефицита она восстанавливается по мере нормализации медного обмена, что отражает функциональную связь между обеспеченностью медью и работой фермента. Однако эритроцитарная супероксиддисмутаза не является самостоятельным лабораторным тестом на дефицит меди: систематическая оценка биомаркеров показала, что для определения медного статуса она уступает прямому исследованию обмена меди и должна рассматриваться вместе с концентрацией меди, церулоплазмином и клиническими данными. 
Цинк также входит в состав Cu/Zn-SOD, но его роль отличается от роли меди: он необходим преимущественно для стабильности структуры фермента и не участвует непосредственно в каталитическом превращении супероксида. Поэтому активность эритроцитарной супероксиддисмутазы не используется как самостоятельный показатель обеспеченности организма цинком. Оценка цинкового статуса требует прямых лабораторных показателей, а результат активности фермента характеризует функцию антиоксидантной системы эритроцита.

Исследование особенно информативно при комплексной оценке антиоксидантной системы , когда активность супероксиддисмутазы сопоставляется с другими показателями окислительных процессов, состоянием микроэлементного обмена и клинической картиной. Для этого показателя не установлены универсальные диагностические пороги, позволяющие по одному результату определить конкретное заболевание, его тяжесть или прогноз. Наибольшую ценность имеет сопоставление результата с другими лабораторными данными и, при динамическом наблюдении, с предыдущими значениями активности фермента.

Что влияет на результат

Активность эритроцитарной супероксиддисмутазы зависит от обмена меди, поскольку этот микроэлемент необходим для каталитической функции фермента. На показатель влияют также состояния, сопровождающиеся выраженной или длительной окислительной нагрузкой, включая воспалительные и метаболические процессы. С возрастом изменяются активность антиоксидантных систем и устойчивость эритроцитов к окислительному повреждению, поэтому возраст пациента учитывают при интерпретации результата.