[摘要] 超氧化物歧化酶是一种广泛存在于需氧或耐氧生物机体内的,且极为重要的金属酶。它通过催化超氧阴离子自由基发生歧化反应进而减轻或消除机体代谢过程中产生的过多的超氧阴离子自由基,在预防疾病、提高人体免疫力等方面均发挥重要的作用,同时在抗衰老、抗肿瘤、抗炎症等方面发挥着重要的作用。

超氧化物歧化酶分子结构中的生理活性
[关键词] 超氧化物歧化酶;生理活性;衰老;自由基
[Abstract] Superoxide dismutase is widely exist the organism of need oxygan or need not oxygan and very important of metal mold. It can ease or dispel ultra oxygen anion free radical witch was produced from the process of the supersession of ganison by analyze ultra oxygen nion free radical and happen disproportionation response.It play important part of on preventing disease, preventing infl ammation, preventing tumor. It has important used on preventing senile, anti-tumor and preventing infl ammation.
[Key words] Superoxide dismutase; Physiological activity; Senile; Free radical
超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)是一种强氧化性、清除自由基金属离子的蛋白质,主要有三种类型Cu,Zn-SOD、Mn-SOD;Fe-SOD。20世纪90年代人们从链酶菌属发现了Ni-SOD和Fe、Zn-SOD,在牛肝中又发现Co、Zn-SOD,这些均为稀有SOD。三类主要的SOD中Cu、Zn-SOD为在人体内起主要作用的物质,由2个亚基组成,每个亚基中都含一个Cu2+和一个Zn2+。Cu2+在活性中心起催化作用,Zn2+起结构作用,主要存在于真核细胞的胞液和线粒体中,呈蓝绿色,相对分子质量为32000;Mn-SOD和Fe-SOD极为相似,Mn-SOD多见于原核细胞中,相对分子质量为40000左右,由2个亚基组成。而真核细胞线粒体中则有4个亚基组成。每个亚基中各含一个Mn2+,Fe-SOD多见于原核细胞及少数植物细胞中,为黄褐色。相对分子质量为38700左右,它由2个亚基组成,每个亚基中各含一个Fe2+。
1、 SOD的基本功能
SOD的主要功能是催化超氧阴离子自由基歧化为过氧化氢和氧,产生的超氧阴离子自由基是生物体内正常的代谢产物。但是自由基的积累将使细胞膜的脂质发生过氧化作用而引起膜裂
变,导致细胞损伤甚至死亡。SOD是生物体内最重要的且最佳的自由基清除剂,维持机体代谢平衡。另外,SOD对治疗心肌梗死、血管性心脏病、胶原病、新生儿呼吸困难综合征、水肿、肺气肿、氧中毒等疾病有显著疗效,还可治疗银屑病、皮炎、湿疹和瘙痒症等多种皮肤病。SOD作为超氧阴离子自由基清除剂主要在延缓人体衰老、预防疾病、改善人体免疫力、作为食品及化妆品添加剂方面有极为广泛的应用。SOD作为第一个以超氧阴离子为其作用底物的酶被发现以来,已充分证明了其在防治与超氧自由基有关疾病方面的有效作用。当机体超氧阴离子产生过多或SOD浓度偏低时,过量的超氧阴离子就会引起疾病,给以外源性SOD即可有效地予以防治。
2、 SOD与抗氧化、抗衰老
自由基是人体氧化过程中的副产物,主要包括超氧阴离子自由基,过氧化氢及羟自由基[1]。在正常情况下自由基的产生与消除处于平衡状态,随着年龄的增加,这种平衡逐渐被打破,体内自由基的数量增多,多余的自由基与细胞中的生物大分子连续作用损伤细胞,引发一系列疾病。随着年龄的增加,细胞逐渐老化、皮肤吸水能力逐渐减弱、原生质含量变少,细胞核萎缩、色素含量增多等原因使皮肤变得粗糙、发皱、变黑甚至形成老年斑,即在老年人的面部、手部皮肤上出现黑褐色斑块或斑点。
SOD能清除和减少人体内过多的自由基而延缓衰老[2]。它可以不断地清除由光照黑色素耗氧过多而产生的氧自由基,防止过多的黑色素的形成。同时也可不断地清除由脂褐素和蜡样质产生的氧自由基避免过多的脂质发生过氧化,而减少脂褐素和蜡样质的形成,进而起到防止衰老的作用。其中人胎盘中存在的一种免疫调节因子可以提高SOD的活性,降低脂质过氧化物(LPO)的含量。LPO自由基引发的脂类过氧化反应的产物可导致代谢产物堆积而破坏细胞膜结构。机体中SOD的活性升高可以减轻组织细胞过氧化性损伤,降低脂类过氧化物的形成,可以加强分解体内过多的脂质过氧化物,进而保护机体延缓皮肤衰老[2]。
赵旭传等[3]探讨*麻疹荨**患者血清中SOD、MDA的变化及其与*麻疹荨**的相关性,发现急、慢性*麻疹荨**患者血清中的SOD活性与正常组相比,正常者最高,急性患者最低,推出患*麻疹荨**者抗氧化能力低,急性患者更低。SOD使用不当会带来的弊端。在使用SOD药物时一定要弄清衰老的真正原因。导致人体衰老的原因是多方面的,氧自由基过多只是原因之一。若SOD量太多,抗氧化作用很强,将影响人的新陈代谢和和正常的生长发育。SOD在体内的抗氧化过程还需进一步阐述清楚,还需要进一步考虑如何减少SOD对机体的毒副作用等[4]。
3 、SOD与抗肿瘤
在人体内SOD可有效的通过清除超氧阴离子自由基最终能达到抑制癌细胞的效果,Mn-SOD表达效果更为突出。人体内SOD的含量随年龄的增长而呈逐渐下降的趋势。它的下降导致机体抗氧化能力减弱,进而抵抗力下降,严重者便可发生肿瘤,所以肿瘤患者人群中一般以老年人偏多。从这个角度来说,检测一个人体内SOD的含量就可以作为判断一个人是否患有癌症及衰老指数的重要指标。采用邻苯三酚自氧法从不同年龄组健康成人的耳血中检测SOD的含量,肿瘤患者的SOD的含量与正常人差异有统计学意义[5]。此法取血方便、简单易行,可有效地应用于临床检测。注射Cu、Zn-SOD可有效地降低由于大剂量照射(5000~
8000rad)而引起的对骨盆肿瘤患者的副作用。有报道表明,局部使用SOD能够治疗由放疗引起的皮肤放射纤维化。给予接受化疗剂治疗的患者注射Cu,Zn-SOD,可使白细胞计数维持在可以耐受的水平,并且可增加给药次数和化疗剂的剂量而不引起骨髓抑制。SOD可清除超氧阴离子自由基保护细胞免受伤害。当SOD含量的增加抑制因辐射引起的肿瘤的形成,增加成纤维细胞的分化,防止肿瘤的恶化。对于已经受轻微辐射用SOD作为辐照防护剂,其效果要比对辐射病者采取其他方法治疗要好,因此可对有可能受到电离辐射的人员进行注射SOD预防肿瘤的发生[6]。
4 、SOD与抗炎
SOD具有极强的抗炎症作用。用SOD治疗胸膜炎,可减少胸腔积液和白细胞的积累。SOD还可以抑制关节炎,减少IgG在肾小球的沉淀,干扰白细胞在肾小球炎症部位的积累。SOD可以抑制黄嘌呤/黄嘌呤氧化酶引起的急性气管炎导致的器官通透性的改变,减少多形核白细胞在肺部的积累。SOD对特发性直肠炎有治疗和改善作用。注射适量的牛Cu、Zn-SOD能改善关节外形,提高关节活动能力进而有效治疗骨性关节炎。由此可见,SOD用于治疗炎症具有很好的应用前景。类风湿关节炎(RA)是以关节组织慢性炎症病变为主要表现的自身免疫性疾病。在其发病过程中有多种淋巴因子,细胞及体液免疫共同参与其免疫病理损伤。SOD有歧化活性氧、清除过量超氧阴离子自由基、消除炎症、保护关节的作用,RA患者的血清中SOD水平显著低于健康人[7]
参考文献 (来源)2011年5月第17卷第15期总第242期 Contemporary Medicine, May. 2011,Vol.17 No.15 Issue No.242)
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[7] 曹秀琴,唐秀英,高岭,等.类风湿关节炎患者血清中TNF-α、NO、SOD的检测[J].宁夏医学院学报,2005,27(1):64-65.