«СОД» — — все сокращения России!

Основные позитивные воздействия сод (супероксиддисмутазы) на системы человеческого организма

Антиоксидантное; регенерирующее; ранозаживляющее; противоаллергическое; противовоспалительное; антиатерогенное; противоожоговое; геропротекторное; радиопротекторное; кардиопротекторное; онкопротекторное; антитоксическое; антивирусное; поддержка функции половых желез.

Примечание: В настоящее время в косметической практике СОД считается перспективным антиоксидантом. Перечень фирм, выпускающих элитную косметику с СОД пока невелик: Lancome, Neways, Mery Kay, Jason, SOD Cosmetic Artpia, Artisum, Viva la skin, AFE, Dabao, Skin Care Collection, Рэсбио,  Шарм Клео Косметик. Для этих фирм СОД заняла свое достойное место в группе биологически активных веществ, являющихся основой anti-age концепции ухода за кожей. Следует отметить, что пропионовокислые бактерии, являющиеся  продуцентами СОД, также привлекают внимание для целей косметологии и эстетической медицины. В частности уже сегодня разработаны рецептуры приготовления косметических масок с использованием заквасок чистых культур P.Shermanii. При ферментации творожной сыворотки в присутствии термически обработанной бентонитовой глины происходит наибольший выход биомассы и метаболитов их жизнедеятельности, в т.ч. СОД. См. подробнее:Применениие ПКБ в косметологии

Защита от преждевременного старения: длительность жизни человека тесно связана с концентрацией СОД в теле и органах.

Защита кожного покрова:

• смягчение кожи, устранение воспалительных реакций;
• нейтрализация АФК, образующихся под воздействием УФ-лучей;
• нормализация ПОЛ и восстановление барьерной функции рогового слоя кожи;
• защита гиалуроновой кислоты;
• защита от действия химических раздражителей;
• уменьшение и предотвращение омертвления (некроза) кожи;
• предотвращении образовании морщин за счет предотвращения образования поперечных сшивок коллагена;
• устранение пигментных пятен на коже.
  

Сохранение волос:

• улучшение состояния кожи волосистой части головы; 
• ингибирование процессов окисления кератина.
  

Антиоксидантная ферментная система

Как и у животных, пробиотики также имеют свои собственные антиоксидантные ферментативные системы. Одним из наиболее известных из этих ферментов является супероксиддисмутаза (СОДили SOD). Супероксид является одним из наиболее распространенных АФК, вырабатываемых митохондриями, в то время как СОД катализирует расщепление супероксида на перекись водорода и воду и, следовательно, является центральным регулятором уровня АФК.

Все СОД являются металлопротеинами: бактерии могут использовать Fe-SOD (как ПКБ) и Mn-SOD, но млекопитающие используют как цитоплазматические, так и внеклеточные формы Cu, Zn SOD и митохондриальные Mn-SOD, которые в эволюционном отношении тесно связаны с бактериальными Mn-SOD.

В исследовании Kullisaar с коллегами Lactobacillus fermentum E-3 и E-18 смогли экспрессировать Mn-SOD, чтобы противостоять окислительному стрессу [Kullisaar T., etal. Two antioxidative lactobacilli strains as promising probiotics. Int. J.

Food Microbial. 2002, 72, 215–224]. Хотя антиоксидантная активность СОД хорошо известна, терапевтическое применение СОД ограничено, главным образом из-за его короткого периода полувыведения из кровообращения, что ограничивает его биодоступность.

Каталаза (CAT) — это АОФ, который участвует в клеточной антиоксидантной защите, разлагая перекись водорода, тем самым предотвращая образование гидроксильных радикалов по реакции Фентона [см.: Ho, Y.S., etal.

Лактобациллы, как и бифидобактерии обычно являются CAT-отрицательными [см.: Spyropoulos, B.G., et. al. Antioxidant properties of probiotics and their protective effects in the pathogenesis of radiation-induced enteritis and colitis. Dig. Dis. Sci. 2022, 56, 285–294].

Итак, ранее мы уже отмечали, что в отличие от других пробиотических микроорганизмов у пропионовокислых бактерий установлен значительный (!) синтез гемсодержащих (см. гем) антиоксидантных ферментов каталазы, пероксидазы и супероксиддисмутазы (СОД).

Стоит сказать, что в отличие от низкомолекулярных антиоксидантов, которые могут связать ограниченное число (как правило, одну) молекул радикалов, антиоксидантные ферменты могут нейтрализовать активные формы кислорода одну за другой, а потому являются своеобразными суперантиоксидантами.

Гемсодержащие антиоксидантные ферменты (аоф)

Предисловие

В ходе эволюции в организме человека возникла защитная антиоксидантная система, которая базируется на комплексе ферментов: оксидазы, супероксиддисмутазы, каталазы, а также витаминов А, С, Е и некоторых коферментов. Окислительный стресс вредит здоровью человека.

Различные заболевания, такие как ВЗК и ССЗ [13], во многом связаны с наличием свободных радикалов — активных форм кислорода (АФК). Как способ уменьшения возникновения заболеваний было предложено улучшение антиоксидантного статуса в крови.

Исследования показали, что изменения диеты способны увеличить антиоксидантную способность крови. Однако для этого антиоксиданты, присутствующие в пище, сначала должны абсорбироваться в ЖКТ, а затем метаболизироваться организмом человека, что в совокупности представляет собой биодоступность антиоксиданта, которая связана со способностью всасывания в тонком кишечнике после пищеварения.

И вот в этом механизме важную роль могут сыграть пробиотические микроорганизмы, которые продуцируют различные экзо- и эндометаболиты с установленной антиоксидантной активностью и способны регулировать процессы кишечного всасывания микро- и макронутриентов.

Подробнее об антиоксидантных свойствах бифидо- и пропионовокислых бактрий см. перейдя по кнопке-ссылке:

Информация представленная ниже посвящена антиоксидантным ферментам (АОФ), значительный синтез которых обнаружен у ПКБ. Однако и другие бактерии способны продуцировать некоторые АОФ, например супероксиддисмутазу (СОД), хотя и не так выраженно, как ПКБ.

Тем не менее, наиболее известные пробиотики, лакто- и бифидобактерии, являются (как правило) каталаза-отрицательными бактериями, т.е. в отличие от ПКБ не синтезируют антиоксидантный фермент каталазу (CAT). Тем не менее, лакто- и бифидобактерии, как и ПКБ, являются перспективными источниками безопасных пищевых биоантиоксидантов, т.к. синтезируют другие различные антиоксидантные молекулы, делающие указанные микроорганизмы потенциальными терапевтическими агентами для благотворного воздействия на здоровье хозяина путем защиты от оксидативного стресса.

Интерфейсы сод

Существенное влияние на организацию СОД оказывают интерфейсы. Все интерфейсы, используемые СОД, делятся на три класса:

1. Параллельные

2. Последовательные

3. Связанные

Параллельный интерфейс состоит из большого числа линий, данные по которым передаются параллельно, в параллельном коде, в виде 8-128 разрядных слов со скоростью

В сосредоточенных системах используются параллельные интерфейсы и только для подключения периферийных устройств — последовательные. В распределенных системах из-за значительных расстояний используются только последовательные и связанные интерфейсы, что исключает возможность передачи сигналов прерывания между устройствами и требует представлении данных в виде сообщений, передаваемых с помощью операций ввода-вывода.

Использование сод полезно при:

профилактике старения организма; профилактике рака; воспалительных процессах (альтернатива кортикостероидам); снижении АД; снижении уровня липидов и сахара в крови; миокардиальной ишемии; сахарном диабете;  эмфиземе легких; респираторных инфекциях; пневмонии; гепатопатии; нефропатии; цистите; воспалении толстого кишечника; проктите; ожогах; дерматомиозитах; механических травмах глаз; ожогах роговиц; дистрофии роговицы различного генеза; инфекционных кератитах (в составе комплексной терапии);  первичной глаукоме (в составе комплексной терапии); предотвращении повреждений при радиационной терапии; остеоартрите; ревматическом артрите; бурсите; красной волчанке; обработке сигарет для уменьшения содержания нефтяных смол и никотина.

Дополнительная информация:

Классификация сод

СОД классифицируются в зависимости от способа их построения. СОД, построенные на основе отдельных ЭВМ, вычислительных комплексов и систем, образуют класс сосредоточенных (централизованных) систем, в которых вся обработка реализуется ЭВМ, вычислительным комплексом или специальный системой.

Системы телеобработки и вычислительные сети относятся к классу распределенных систем, в которых процессы обработки данных рассредоточены по многим компонентам. При этом системы телеобработки считаются распределенными условно т.к. основные функции обработки данных здесь реализуются централизованно в одной ЭВМ или в вычислительном комплексе.

Когда делают анализ крови сод?

Определение уровня содержания в крови СОД необходимо при:

• патологиях сердечной, сосудистой и нервной систем;
• ферментопатиях;
• онкологических заболеваниях;
• сепсисе;
• оценивании степени тяжести патологических процессов;
• контроле эффективности проводимых лечебных мероприятий. 

Определение

Системы обработки данных — СОД
(EDP — Electronic Data Processing) предназначены для учета и оперативного регулирования хозяйственных операций, подготовки стандартных документов для внешней среды (счетов, накладных, платежных поручений, расчета заработной платы, статистической отчетности и т.п.).

Такие системы наряду с функциями ввода, выборки, коррекции информации выполняют математические расчеты без применения методов оптимизации. Горизонт оперативного управления хозяйственными процессами составляет от одного до несколько дней и реализует регистрацию и обработку событий (оформление и мониторинг выполнения заказов, приход и расход материальных ценностей на складе, ведение табеля учета рабочего времени и т.д.).

Эти задачи имеют итеративный, регулярный характер, выполняются непосредственными исполнителями хозяйственных процессов (рабочими, кладовщиками, администраторами и т.д.) и связаны с оформлением и пересылкой документов в соответствии с четко определенными алгоритмами. Результаты выполнения хозяйственных операций через экранные формы вводятся в базу данных.

Отсутствие каталазы у молочнокислых бактерий

Каталазная и пероксидазная активности обнаружены у всех облигатно и факультативно аэробных прокариот. Среди облигатных анаэробов эти ферменты распространены значительно в меньшей степени, чем супероксиддисмутаза. Обнаружены многие строгие и аэротолерантные анаэробы, содержащие супероксиддисмутазу, но не содержащие каталазы.

Отсутствие каталазы у молочнокислых бактерий связано с тем, что они не могут синтезировать гем — простетическую группу фермента, но способны к синтезу апофермента. При добавлении гемовых групп извне молочнокислые бактерии образуют гемсодержащую каталазу.

У ряда молочнокислых бактерий обнаружена каталаза, не содержащая гемовой группы, названная поэтому псевдокаталазой. Выделенный фермент состоит из шести идентичных полипептидных цепей, соединенных между собой нековалентными силами. Каждая субъединица содержит 1 атом марганца.

Прим.: Перекись водорода, возникающая в результате взаимодействия клеток с O2, устраняется и неферментативными путями. Известно, что ионы Fe2  в водном растворе ускоряют восстановление H2O2 до H2O.

Для анаэробных прокариот, способных переносить контакт с O2 и его производными в относительно небольших масштабах, необходимо присутствие в клетках супероксиддисмутазы, «убирающей» O2-. Наличие каталазы при этом не обязательно, поскольку возникающая в реакции дисмутации и других реакциях перекись водорода разлагается спонтанно или с участием неферментативных катализаторов, и организмы в целом справляются с ней в этих условиях.

Резкое возрастание масштабов взаимодействия прокариот с O2 при функционировании метаболизма аэробного типа делает неэффективными неферментативные пути устранения H2O2. Для разложения перекиси водорода, образующейся в больших количествах, необходимы ферменты, повышающие скорость разложения H2O2 на несколько порядков.

Это обеспечивается каталазой и пероксидазой. Таким образом, в условиях активного взаимодействия клеток с O2, делающего возможным аэробную жизнь, система ферментной защиты от его токсических эффектов сформирована с участием супероксиддисмутазы, каталазы и пероксидазы в качестве необходимых компонентов.

Что касаетсяпропионовокислых бактерий, то эти микроорганизмы просто поразили лабильностью своего метаболизма. В результате его изучения у пропионовокислых бактерий установлены функционирующая цепь переноса электронов (ЦПЭ), кислородное, фумаратное, нитратное дыхание, система антиокислительной защиты.

Эти исследования продемонстрировали, что пропионовокислые бактерии экипированы как для анаэробной, так и для аэробной жизни. Оказалось, что анаэробные представители семейства образуют значительные количества супероксиддисмутазы (СОД) и каталазы, ферментов, характерных для аэробного метаболизма, и могут сегодня рассматриваться как самые перспективные источники антиоксидантов ферментативной природы.

На заметку

Правила подготовки к анализу

Накануне венепункции пациент должен отказаться от:

• курения;
• пищевой нагрузки;
• физического и психоэмоционального напряжения;
• употребления кофеин-содержащих и алкогольных напитков.

Работа ферментной защиты

Итак, передовой линией защиты от токсического действия производных O2 являются ферменты: супероксиддисмутаза, захватывающая молекулы O2–, каталаза и пероксидаза, улавливающие H2O2. Они сводят до минимума концентрацию в клетке O2– и H2O2 и не дают им возможности взаимодействовать с образованием гидроксильного радикала ОН*, превосходящего супероксидный радикал O2– по окислительной активности и токсичности.

1. Супероксиддисмутаза (СОД) является одним из главных ферментов антиоксидантной системы. Супероксиддисмутаза катализирует превращение супероксидного радикала O2-, который образуется первым из активных форм кислорода при утечке электронов из дыхательной цепи, в менее токсичную перекись водорода (H2O2) и кислород (O2):

2О2- 2Н → Н2О2 О2

Скорость этой реакции в 10 000 раз выше, чем химического дисмутирования. Дисмутирование супероксида О2- в перекись водорода Н2О2 с помощью СОД часто называют первичной защитой, т.к. этот фермент предотвращает дальнейшее образование свободных радикалов.

Перекись водорода (H2O2) — наиболее стабильный из промежуточных продуктов восстановления О2 и наименее реакционноспособный. Однако, из перекиси водорода может образовываться весьма сильный окислитель. Супероксид-анион O2- может взаимодействовать с Н2О2 с образованием гидроксидного радикала ОН*, превосходящего O2- по окислительной активности и токсичности:

O2- Н2О2 Н переходит в О2 Н2О ОН*

Источником возникновения ОН* могут служить также реакции одноэлектронного окисления перекиси водорода, катализируемые железосодержащими соединениями, всегда имеющимися в клетках:

Н2О2 Fe2 переходит в Fe3  OH- ОН*

Иными словами, избыточное накопление перекиси водорода Н2О2 очень токсично, особенно для нефагоцитирующих клеток. Накопление пероксидов и генерация свободных радикалов может приводить к повреждению мембран (рак, атеросклероз).

Поэтому, каталаза и пероксидаза сводят до минимума концентрацию в клетке супероксидного радикала O2- и перекиси водорода H2O2 и не дают им возможности взаимодействовать с образованием гидроксильного радикала ОН*.

Перекись водорода разрушается двумя классами родственных ферментов, катализирующих ее двухэлектронное восстановление до H2O и использующих в качестве донора электронов H2O2 в случае каталазы или различные органические соединения в случае пероксидазы.

Т.е. для предотвращения повреждающего действия пероксидов служат две ферментативные системы:

2. Пероксидазы (peroxidases, лат. per — сверх и греч. oxys — кислый) — группа окислительно-восстановительных ферментов класса оксидоредуктаз, использующих в качестве акцептора электронов перекись водорода (Н2О2).

Простетической группой пероксидаз (т.е. небелковым и не производным от аминокислот компонентом, ковалентно связанным с белком) является протогем, т.е. пероксидазы — сложные белки-гемопротеиды, активным центром которых является железо гема.

Пероксидазы найдены в тканях человека и животных, в бактериях и растениях. Субстратами пероксидаз служат полифенолы, ароматические амины, аскорбиновая кислота и т. д., а донаторами кислорода, наряду с Н2O2, могут быть органические перекиси.

H2O2 RH2 → 2H2O R, где RH2 – аскорбиновая кислота, хиноны, цитохром С, глутатион. В эритроцитах и некоторых других тканях присутствует глутатионпероксидаза, содержащая Se в качестве простетической группы. Этот фермент защищает мембраны и гемоглобин от окисления пероксидами.

3. Фермент – каталаза (от греч. καταλύω — разрушать, ломать) — это фермент, являющийся гемопротеином (4 гема) и катализатором в реакции разложения перекиси водорода, при которой образуются вода и молекулярный кислород:

Н2О2 Н2О2 = О2 2Н2О.

Эта реакция напоминает пероксидазную, только вместо RH2 используется Н2О2. Каталазу находят в крови, костном мозге, слизистых оболочках, печени, почках, т.е. в клетках, где происходит интенсивное окисление с образованием Н2О2.

Поскольку перекись водорода H2O2, также является радикалом и оказывает повреждающее действие, в клетке происходит ее постоянная инактивация ферментом каталазой. Каталаза катализирует расщепление перекиси водорода H2O2 до молекул воды и кислорода и может разложить 44 000 молекул H2O2 в секунду.

Биологическое значение Каталазы заключается именно в разложении перекиси водорода, которая образуется в клетках при воздействии ряда флавопротеиновых оксидаз, чем обеспечивается действенная защита клеточных структур от разрушения, которое осуществляет перекись водорода.

Если вследствие генетических причин возникает дефицит Каталазы развивается акаталазия. Это наследственная болезнь, клиническими проявлениями которой являются изъязвления слизистой носа и полости рта, а в некоторых случаях явно выраженные выпадение зубов и атрофические изменения альвеолярных перегородок.

См. рис.: Реакции, катализируемые антиоксидантными ферментами.

Таким образом, ферменты каталаза и пероксидаза в сочетании с СОД создают клеткам антиокислительную защиту 

Кратко:Каталаза и СОД защищают микроорганизмы от экзогенных и эндогенных окислительных стрессов, нейтрали­зуя свободные кислородные радикалы. Токсичный субстрат — супероксидный ион (О2*), образующий­ся в клетках в результате метаболических про­цессов, с помощью фермента СОД превращается в перекись водорода (Н2О2).Перекись водорода, в свою очередь, расщепляется каталазой на моле­кулярный кислород и воду.

Защитное действие в этом процессе оказывают и пероксидазы, кото­рые окисляют органические вещества перекисью водорода, в результате чего образуется молекула воды. Таким образом, ферменты СОД и каталазы превращают супероксидные радикалы в безвред­ный кислород.

ИТАК:

Каталаза, пероксидазы, супероксиддисмутаза (СОД), система ДНК-репарации, а также различ­ные субстраты, участвующие в нейтрализации сво­бодных радикалов, составляют антиоксидантную ферментную систему микроорганизмов

На основании изложенного можно сделать вывод, что антиоксидантная ферментная система дружественных нам бактерий также играет огромную роль в защите клеток нашего организма от постоянных и многочисленных атак свободными радикалами кислорода.

Дополнительная информация

Расшифровка анализа крови сод

В организме здорового человека уровень содержания супероксиддисмутазы варьирует в пределах от 1190 до 1990 Ед/г Hb.

Повышение показателей наблюдается при:

• инфаркте миокарда;
• ревматоидном артрите;
• нефропатии;
• синдроме Дауна;
• респираторном дистресс-синдроме – не кардиогенном отеке легких;
• онко-патологиях крови;
• сепсисе.

Снижение активности СОД характерно для иммунодефицита, аутоиммунных патологий и острой печеночной недостаточности.

Роль супероксиддисмутазы (сод) в организме человека

Супероксиддисмутаза или СОД является одним из четырех природных ферментных антиоксидантов, которые вырабатываются естественно в организме человека, и действие которых направлено на то, чтобы уменьшить ущерб, наносимый свободными радикалами. В дополнение к супероксиддисмутазe (СОД) к группе ферментных антиоксидантов относятся каталазa (KAT), пероксидазы (в частности, глутатионпероксидаза (ГП)) и глутатионредуктаза (ГР).

Супероксиддисмутаза (superoxide dismutase, SOD) [лат. super — сверху, над, oxi(genium) — кислород, dis- — приставка, обозначающая разделение, отделение, отрицание, и mutatio — изменение] — фермент класса оксидоредуктаз, катализирующий дисмутацию радикалов O2- и препятствующий превращению супероксидного анион-радикала в гидроксильный радикал ОН*, обладающий высокой токсичностью; служит акцептором свободных кислородных радикалов, тормозящим перекисное окисление липидов и белков.

ИСТОЧНИКИ СВОБОДНЫХ РАДИКАЛОВ

Пагубное действие на организм многих радиационных излучений и многих химических мутагенов связано с возникновением свободных радикалов. (Дубинин, 1976; Petkau, 1987; Порошенко, Абилев, 1988). Потенциальными биологическими мишенями для радикальной атаки служат липиды, белки, нуклеиновые кислоты.

Свободные радикалы часто вовлекаются в активацию многих типов прокарциногенов и промутагенов, превращая их  в карциногены и мутагены и связывая эти активированные формы с ДНК (Pryor, 1986). Пероксидный радикал может вызывать повреждения ДНК, а система, продуцирующая супероксидные радикалы, провоцирует возникновение гидроксильных радикалов (и опасный синглетный кислород), образующих радикальные сайты на ДНК.

И в слюне и в человеческой сыворотке содержится супероксиддисмутаза (СОД), пероксидаза и каталаза – антиокислители (ферменты), снижающие уровень H2O2 (перекиси водорода) и O2 и представляющие собой одну из форм естественной защиты организма от действия мутагенных факторов (Nishioka, Nunoshiba, 1986).

Клинические исследования показали, что СОД оказывает высокий положительный эффект при лечении сердечных приступов, связанных с повреждением сердечной мышцы (Fass, 1988). СОД имеет перспективы применения не только в медицине, но и в пищевой промышленности, где в сочетании с каталазой и пероксидазой может использоваться для предотвращения окисления липидов и других ценных компонентов пищи (Taylor, Richardson, 1974).

Все СОД, независимо от источника их выделения — мультимерные металлопротеины, чрезвычайно эффективные в устранении супероксидных анионов (O2-). В механизме их действия предусмотрено попеременное чередование процессов окисления — восстановления соответствующих металлов, находящихся в активном центре ферментов. Выделяют 3 типа супероксиддисмутаз:

• Zn/Cu-SOD — димер, в основном обнаруживается в цитозоле и хлоропластах эукариот, во внеклеточной жидкости у млекопитающих — тетрамер;
• Mn-SOD — димер, в митохондриях и у некоторых термофильных бактерий — тетрамер;
• Fe-SOD — димер, в основном обнаруживается у прокариот, в частности, у пропионовокислых бактерий (ПКБ), но встречается и у водорослей.

Примечание: Т.е. в человеческом организме СОД синтезируется в эукариотических клетках из гистидина и металлов — цинка, меди и марганца. Из пищевых источников получить СОД очень сложно (при замораживании, переработке, нагревании или высушивании изоферменты могут полностью или частично дезактивироваться, т.е. происходит самоокисление продуктов). На данный момент СОД все же коммерчески получают из морского фитопланктона, печени крупного рогатого скота, хрена, дыни и некоторых бактерий.

В терапевтических целях СОД обычно вводят местно. Считается, что прием СОД-незащищенной или СОД-богатой пищи может не иметь физиологических эффектов, так как все проглоченные СОД-продукты расщепляются на аминокислоты до их поглощения.

Однако прием внутрь СОД, связанных с белками, в частности с микробными клетками, может улучшить их терапевтическую активность. И в этой связи примечательно, что клетки молочных пропионибактерий P. freudenreichii, благодаря своей высокой ферментативной активности, в которых Fe-SOD является эндометаболитом, могут стать подходящими «внешними» источниками СОД.

К сожалению, важная роль СОД в диетическом питании еще недостаточно осознается, и СОД пока не используется в широких коммерческих масштабах в качестве антиоксидантной добавки к пище. Тем не менее, за рубежом ведется активный поиск новых источников СОД, которые можно было бы использовать в качестве именно пищевой БАД. 

Таблица 1. Классификация и распределение СОД.

СОД (SOD) можно разделить на 2 группы по структуре: Cu/Zn-SOD первая группа, и Mn-SOD и Fe-SOD вторая группа. Естественно возникающие SOD имеют различные ионы активного центра, но каталитически активные места имеют высокую степень структурной идентичности и эволюционной консервации, т.е. ионы активного центра представляют собой тетрагональную пирамиду или тетраэдр, состоящий из 3 или 4 молекул гистидина (His), имидазолила и 1 H2O.

Многие бактерии содержат форму фермента с железом (Fe-SOD); некоторые бактерии содержат Fe-SOD, другие Mn-SOD, а некоторые (такие как E. coli) содержат оба. Fe-SOD можно также найти в хлоропластах растений. Трехмерные структуры гомологичных Mn и Fe супероксиддисмутаз имеют одинаковое расположение альфа-спиралей, а их активные участки содержат один и тот же тип и расположение аминокислотных боковых цепей.

Обычно это димеры, но иногда и тетрамеры. Таким образом, структура Fe-SOD относительно проста и похожа на Mn-SOD; и Fe-SOD и Mn-SOD относятся ко второй группе SOD — SOD2. Являясь членом семейства т.н. супероксиддисмутазы железа / марганца, этот белок превращает токсичный супероксид, побочный продукт митохондриальной цепи переноса электронов, в перекись водорода и двухатомный кислород.

Эта функция позволяет SOD2 очищать митохондриальные активные формы кислорода (АФК) и, в результате, обеспечивать защиту от гибели клеток. В результате этот белок играет антиапоптотическую роль против окислительного стресса, ионизирующего излучения и воспалительных цитокинов.

Интересное дополнение по поводу бактериальных СОД

(по результатам работы A.P. Sehn and B. Meier. ).

Анаэробные, но аэротолерантнные бактерии Propionibacterium freudenreichii sp. shermanii содержат одну супероксиддисмутазу, проявляющую сравнимую активность с железом или марганцем в качестве кофактора металла. Образование супероксиддисмутазы не зависит от добавки железа или марганца в питательную среду.

Даже в отсутствие этих металлов белок строится в сопоставимых количествах. Бактерии, выращенные в отсутствие железа и марганца, синтезируют супероксиддисмутазу с очень низкой активностью, в состав которой входит медь. Если среда также не содержала меди, в нее включали кобальт, что приводило к ферментативно неактивной форме.

В отсутствие кобальта была создана ферментативно неактивная супероксиддисмутаза с неизвестным содержанием металлов. После аэрации количество супероксиддисмутазной активности непрерывно увеличивалось до 9 ч благодаря синтезу белка de novo.

Эта супероксиддисмутаза включила железо в активный центр. Супероксиддисмутаза Propionibacterium shermanii способна образовывать гораздо более широкий спектр комплексов с ионами микроэлементов in vivo, чем это было признано ранее, что позволяет предположить, что первоначальной функцией этих белков было связывание цитоплазматических микроэлементов, присутствующих в избытке.

Супероксиддисмутазы представляют собой металлопротеины, принадлежащие к семейству антиоксидантных ферментов, которые обеспечивают клетку основной защитой от окислительного повреждения. Бактерии обычно имеют один или два СОД с железом или марганцем в качестве кофактора активного металла.

Fe- и Mn-SOD демонстрируют высокое структурное сходство, но активность может быть восстановлена ​​только с присутствием металла в нативном ферменте. Известны 4 группы бактерий, которые проявляют активность с железом или марганцем: Propionibacterium shermanii, Bacteroides fragilis, Bacteroides thetaiotaomicron, Bacteroides gingivalis, Streptococcus mutans и Methylomonas J. СОД, активные с железом или марганцем, были названы Cambialistic SOD (камбиалистические СОД).

Также бактерии, которые выработали СОД, проявляющие активность только с железом или марганцем, могут инкорпорировать другой металл in vivo, если нативный металл недоступен. Это было тщательно изучено в Escherichia coli, имеющей конститутивный Fe-SOD и индуцибельный Mn-SOD.

Несмотря на высокое структурное сходство и сравнимые каталитические константы, гены Mn- и Fe-SOD по-разному реагируют на сигналы окружающей среды. Транскрипция Mn-SOD регулируется не только кислородом или окислительно-восстановительными препаратами, но и железом сложным образом.

Со времени открытия СОД у анаэробных бактерий в сопоставимых количествах с аэробными организмами (у анаэробных Methanobacterium bryantii СОД достигает до 0,4%], а у P. shermanii до более чем 1% цитоплазматических белков) возникли сомнения по поводу ферментативной функции СОД и возникли вопросы о другой «активности».

Наблюдение, что СОД P. shermanii включает множество металлов in vivo, предполагает гипотезу, что этот белок первоначально функционировал, чтобы сформировать комплексы с избытком следовых металлов, которые были токсичны для организмов. Это все еще может быть причиной, по которой СОД синтезируется анаэробными бактериями.

Признаки дефицита СОД в организме:

• ускоренное старение;
• морщины;
• пигментные пятна;
• ослабление иммунитета;
• респираторные инфекции;
• аутоиммунные заболевания.

См. дополнительно:

Роль супероксиддисмутазы при акне и терапевтический потенциал пропионовокислых бактерий

Существенная роль отводится супероксидным радикалам в развитии воспалительных и других хронических заболеваний. Результатом исследования этих процессов явилось использование СОД в качестве противовоспалительного средства (орготеин, пероксинорм), а также применение в составе др. антиоксидантных препаратов (см. рис.):

Свободные радикалы образуются вследствиe дыхательной деятельности и использования полученного клетками кислорода для выработки энергии. Во время этого процесса образуется больше свободных радикалов, чем необходимо энергии тканям организма. Основные радикалы, которые участвуют в окислении, это супероксидный радикал O2-  и гидроксильный радикал OH*.

Эти дополнительные свободные радикалы наносят ущерб окружающей ткани и на протяжении многих лет вызывают её постепенные физиологические изменения, в результате которых появляются видимые признаки старения. Для оказания помощи в нейтрализации активных форм кислорода в клетках, человеческий организм разработал ферментативную антиоксидантную систему, состоящую из четырех ферментов, перечисленных выше.

Прим.: Исследования, проведенные на дрозофилах (плодовые мушки), показали, что повышение уровня супероксиддисмутазы СОД может замедлить процесс старения. Когда генетические характеристики плодовых мух были изменены и уровни СОД повышены, средняя продолжительность жизни мух увеличилась до 40%.

Итак,СОД является эндогенным акцептором свободных кислородных радикалов, избыточное накопление которых в клетке имеет значение в развитии целого ряда кислород зависимых патологических процессов (гипоксия, воспаление, интоксикация и др.)

СОД удаляет супероксидные радикалы и предотвращает образование других, более опасных для организма свободных радикалов: гидроксильного радикала и синглетного кислорода. Кроме того, СОД предотвращает накопление в очаге воспаления нейтрофилов, которые секретируют значительные количества лизосомальных ферментов, разрушающих близлежащие ткани.

Кроме общебиологического значения данного фермента, связанного с основополагающей ролью эндогенного антиоксиданта, пристальное внимание к данному белку привлечено в связи с его высокой лекарственной эффективностью. СОД воздействует на ключевые этапы заболеваний различной природы (вирусные и бактериальные инфекции, аутоиммунные заболевания, болезни ЦНС, радиационные поражения и др.), что определяет перспективность применения препаратов на основе СОД в ревматологии, кардиологии, офтальмологии, гастроэнтерологии и т.д.

Свободные доменные имена в зоне рфе:

Сод-Онлайн, СодДом, Сод-Сервис, Новый-Сод, Сод24, СодМаркет, СодСтрой, Сод-Маркет, Сод-Центр, Сод-Новый, СодСервис, СодОнлайн, Сод-24, Сод-Строй, СодЦентр, Сод-Дом

Суперантиоксиданты

Многие заболевания, начиная от нейродегенеративных и заканчивая некоторыми типами рака, связаны с окислительным стрессом, когда процесс синтеза активных форм кислорода выходит из-под контроля. Введение антиоксидантов может способствовать уменьшению токсичного воздействия радикалов.

Типы сод

1. Одномашинные СОД

Одномашинные СОД построены на базе единственной ЭВМ с однопроцессорной структурой. Создание их, включая разработку ПО не вызывает трудностей, однако имеет ограничения по производительности (до нескольких миллионов операций в секунду) и допускает простой системы в течение нескольких часов, из-за отказа оборудования.

Быстродействие определяется быстродействием ИС и приближается к физическому пределу и производительности ЭВМ на уровне 10 миллионов операций в секунду. Из-за ограничения абсолютной надежности базы Одномашинные СОД частично удовлетворяют потребности в автоматизации обработки данных.

2. Вычислительные комплексы (ВК).

Для увеличения производительности СОД несколько ЭВМ (CPU) связываются между собой образуя многомашинный вычислительный комплекс (ММВК). ММВК различают с косвенной и прямой связью между ЭВМ.

Многомашинный вычислительный комплекс с косвенной связью между ЭВМ

Здесь связь осуществляется через общее запоминающее устройство, т.е. за счет доступа с общим набором данных. Связь называется косвенной и оказывается эффективной только в том случае, когда ЭВМ взаимодействует достаточно редко (при отказе одной ЭВМ или при начале и окончании обработки данных).

Более оперативное взаимодействие ЭВМ осуществляется при прямой связи через адаптер, обеспечивающий обмен данными между каналами ввода/вывода двух ЭВМ и передачу сигналов прерыванию.

Многомашинный вычислительный комплекс с прямой связью между ЭВМ
В схеме создаются хорошие условия для координации процессов обработки данных, и увеличивается оперативность процессов обмена данными, что позволяет увеличить производительность СОД.

Здесь все процессы имеют доступ ко всему объему данных, хранимых в ОЗУ, и могут взаимодействовать со всеми периферийными устройствами комплекса ММВК.
ММВК, содержащий несколько процессоров с общим ОЗУ и периферийными устройствами называется многопроцессорным.

В структурной схеме процессоры через средства коммутации подключены к модулю памяти. Каналы ввода/вывода обслуживают периферийные устройства. Средства коммутации обеспечивают доступ каждого CPU к любому модулю ОП, каналам ввода/вывода, обеспечивают возможность передачи данных между последними.

ММВК и многопроцессорный ВК являются базовыми средствами для создания СОД различного назначения, поэтому в них включают общесистемное ПО.

3. Вычислительные системы

СОД настроенная на решение задач конкретной области называется вычислительной системой (ВС). ВС включает в себя технические средства и ПО, ориентированное на решение определенных задач. ВС бывает двух типов:

1) ВС на основе ЭВМ и ВК общего применения,

2) ВС на основе специализированных ЭВМ и ВК.

В первом случае, ВС универсальны и используют прикладные программы. Во втором — ВС более быстродействующие и используются для решения задач векторной и матричной алгебры, распознавания образов. Широкое распространение получили адаптивные системы и системы с динамической структурой.

4. Системы телеобработки (СТ)
Системы предназначены для обработки данных, передаваемых по каналам связи называют системами телеобработки.
Пользователи взаимодействуют с системой посредством терминалов (абонентских пунктов), подключаемых через каналы связи к средствам обработки данных ЭВМ или ВК.

Данные передаются по каналам связи в форме сообщений, блоков данных, несущих в себе, кроме собственно данных, служебную информацию, необходимую для управления процессами передачи и защиту данных от искажений. ПО содержит специальные средства необходимые для управления техническими средствами управления связи между ЭВМ и абонентами, передачи данных между ними и организации взаимодействия пользователей с программами обработки данных.

5. Вычислительные сети

Вычислительная сеть объединяет территориально разрозненный СОД в единый комплекс с помощью каналов передачи данных с единым ПО и обеспечивает доступ к данным и процедурам их обработки всех пользователей, связанных общей сферой деятельности.

Узлы связи (УС) принимают данные и передают их в направлении обеспечить доставку данных абонентам. Ядром сети является базовая сеть передачи данных (СПД), которая включает УС и каналы связи. ЭВМ подключают к узлам базовой сети передачи данных, что обеспечивает обмен данными между любыми каналами ЭВМ.

Совокупность ЭВМ, объединенных СПД образует сеть ЭВМ.К ЭВМ непосредственно или с помощью каналов связи подключены терминалы, через которые пользователи взаимодействуют с сетью. Совокупность терминалов и средств связи для подключения их к ЭВМ образуют терминальную сеть.

Таким образом, вычислительная сеть представляет собой композицию СПД, сеть ЭВМ и терминальную сеть.
Вычислительные сети используют для объединения ЭВМ в пределах региона, страны или континента. Оснащены все ЭВМ специальными программными средствами для сетевой обработки данных. На сетевое ПО возлагают широкий комплекс функций:

— управление аппаратурой сопряжения и каналов связи,

— установление соединений между взаимодействующими процессами и ЭВМ,

— управление процессами передачи данных,

— ввод и выполнение заданий от удаленных терминалов,

— доступ программ к набору данных, размещенных в удаленных ЭВМ.

Требования к сетевому ПО:

1) Сохранение работоспособности сети при изменении ее структур вследствие выхода из строя ЭВМ, каналов и УС.

2) Возможность работы ЭВМ с терминалами различных типов и взаимодействие разнотипных ЭВМ.

Функции, возлагаемые на сетевые программы, отличаются высоким уровнем сложности и реализуются с использованием специально разработанных методов управления процессами передачи и обработки данных. Вычислительные сети — наиболее эффективный способ построения крупномасштабных СОД.

6. Локальная вычислительная сеть (ЛВС).

ЛВС — это совокупность близко расположенных ЭВМ, которые связаны последовательными интерфейсами и оснащены программными средствами, обеспечивающими информационное взаимодействие между процессами в различных ЭВМ.
Как видно из схемы, ЭВМ связываются с помощью моноканала, единого для всех ЭВМ сети.

В моноканале наиболее часто используется витая пара, коаксиальный кабель или волоконно-оптический кабель. Длина моноканала не превышает нескольких сотен метров. Пропускная способность порядка 105-107 бит/сек, что достаточно для информационной связи между десятками ЭВМ.

Сетевые адаптеры (СА) — контроллеры, реализующие операции ввода-вывода через моноканал. Моноканал упрощает процедуру установления соединений и обмена данными между ЭВМ. Поэтому сетевое ПО оказывается более простым, чем в вычислительных сетях, содержащих сеть передачи данных, и легко встраивается даже в микро-ЭВМ.

Ферменты: каталаза, пероксидазы и супероксиддисмутаза (сод)

Каждая клетка человеческого организма обладает собственной антиоксидантной защитой. Основным фактором, ограничивающим разрушающее влияние свободных радикалов в организме, являются 2 антиоксидантные системы: ферментативная (антиоксиданты: супероксиддисмутаза, каталаза, глутатионпероксидаза) и неферментативная (антиоксиданты: аскорбат, токоферол, глутатион и др.).

Синтезируемые пропионовокислыми бактериями антиоксидантные (прокариотические) ферменты, супероксиддисмутаза (СОД) и каталаза, также как и одноименные (эукариотиические) антиокислительные ферменты человеческого организма, образуют антиоксидантную пару, которая борется со свободными радикалами кислорода, не давая им возможности запустить процессы цепного окисления.

Пропионовокислые бактерии синтезируют значительные (!) количества каталазы (Sherman, 1921; Воробьева и др., 1968; Simon, 1968), что выделяет их из числа других анаэробных микроорганизмов. При дефиците ионов железа в среде каталаза не синтезируется (Кузнецова и др.. 1983) и в культуральной жидкости накапливается H2O2.

У обеспеченных железом культур H2O2 не обнаруживалась. Основная активность каталазы, как и супероксиддисмутазы обнаруживалась в цитоплазме клеток ПКБ (P. shermanii и др. штаммов). Большей активности СОД (и каталазы) соответствует большая супероксидпродуцирующая способность штаммов, что свидетельствует о важной роли этих ферментов в избавлении клеток от супероксидных радикалов.