超氧化歧化酶

超氧化歧化酶（SOD）在护肤化妆方面的作用机理和问题曾凯星（中山大学药学院）引言在人体内，自由基特别是氧自由基破坏皮肤等细胞的蛋白质、膜上磷脂、DNA等结构，从而造成了一系列皮肤问题的出现。而超氧化物歧化酶（SOD）是一种新型的生物酶制剂，自1969年发现并证实它能歧化掉超氧自由基以来，这种酶正越来越多地受到国内外医药界和生物化学界的关注，在美国、西德、澳大利亚已有产品。实践已证明，超氧化物歧化酶对各种皮肤病具有显著疗效。1.氧自由基对人体健康的影响。在人体中氧自由基是最多的。机体内氧的某些代谢产物及其衍生物的活性物质与单线态氧等均含有氧且具有较高的氧反应性。机体内氧自由基的形成因素有物理因素、化学因素和生化因素。氧自由基与脂质（不饱和脂肪酸）有高度亲合力,使脂质遭受损伤导致细胞膜受损害。氧自由基还可使细胞核中蛋白质、酶与核酸遭受损害,使细胞功能受损,最终导致细胞死亡。氧自由基还能攻击细胞核内的基因，当基因受到损伤后,人就会出现各种疾病。[1]2.SOD种类特点及其结构种类根据活性中心所含金属离子的不同,SOD主要分为Cu•n一SOD、Fe一SOD和Mn—SOD3种。以下为三种SOD的比较暑】3静常兒的昭凯北特便化鼻fSOD）的比班5目Cu*2n-SODFe-SODMn^SOD主5SMQ原集红腮和真檢和叶if離的査底中少歎植胸申炀龍苗塢世律中魄eHA&紫红色金j（胸予坦戎珂备曲癒时+id2-4Mn”亚2个或SWRKMJfK+f#同前亚養at^ttWRWsat亚]€M0$3000aOOG分乎拘議旷執靂&折夏（主）主）f-flri 主、URfiAttAG啊賞】TyrWTrpC^}TyrflTrpf#iTyrttTrpt^SO5以和Wtt<>脱牡可兄倔om280nm260nm5R0run350nm4?SnmfSCNdmol/LJ种誘H(Ot(ln»9/L}抑悯否⑵结构H破9tfis7BO⑵囲H破9tfis7BO⑵囲1Eu -SOD单个亚墓洁性带心1S购IIhII^H3&44Mn一SOD和Fe一SOD的结构则比较简单,且二者相似,每个亚基的活性中心金属离子，都是与1个水分子和3个组氨酸(His)残基及1个天门冬氨酸(Asp)残基的梭基氧配位，呈畸变四方锥构型。[2]3.SOD对抗氧自由基的作用机理SOD的作用底物是生物体内产生的超氧阴离子自由基,作用机理是:SOD+口「 1-SOD>SOb-*0； 占QD+Ht0t(iEIKS} 里)良匝塾20；42H*——»Oj+HA⑵之后HO被抗坏血酸和过氧化氮酶(前者是主要的)分解为HO和222O,从而解除0-所造成的氧化胁迫。22SOD对皮肤起着双重作用，它还可以促进胶原蛋白形成适度交联，稳定胶原蛋白和弹性蛋白，因而使皮肤富有弹性。4.SOD对各种皮肤病的药理机制4.1SOD对皱纹的治疗机理皮肤受到外界环境影响，形成游离自由基，自由基破坏正常细胞膜组织内的胶原蛋白、活性物质，氧化细胞造成皮肤缺乏水分、表面脂肪减少、弹性下降而形成的小细纹、皱纹。SOD抗皱的机制可能是当SOD复合酶和基质混合一体后，其SOD复合酶的多种抗衰老活性成份被基质吸附在机体皮肤表层,形成一种天然的脂肪性薄膜防护层,一方面防止皮肤中水份的蒸发,另一方面它能给皮肤表层提供乳化的脂肪和水份.SOD复合酶是一种水溶性物质,吸附在皮肤上.它不仅能释放和肤代谢过程中所需的营养成份,而且能有效持久的清除代谢过程中产生的有害物质,特别是超氧自由基对皮肤、组织、细胞的破坏,对皮肤粘膜和细胞乃至细胞膜起着有效的保护作用,使皮肤滋润、皱纹减少。[3]SOD对治疗粉刺的治疗机制粉刺感染时,均伴有红、肿、热、痛的炎症反应。粉刺的发生主要与皮脂分泌过多、毛囊皮脂腺导管堵塞、细菌感染和炎症反应等因素密切相关。此时多形核的吞噬细胞杀灭病原微生物,产生花生四烯酸的分解产物0-,它的不断产生和沉积导致了毒性作用更强的羟基2自由基(0H-)的产生。对正常皮肤组织、粘膜、细胞发生更强的损伤作用,使粉刺的感染加重.S0D具有极强的抗炎作用,由于S0D对0-的清除作用使吞噬细胞对病菌的进攻能力增强,提高其抗炎症2抗感染和自我防护、自我修复的能力,促使其病灶迅速愈合.[3]同时S0D复合酶中的其它生物酶(如溶菌酶)和微量元素锌等对粉刺的愈合均有良好效果。SOD对色素沉积的治疗机制近期研究结果表明,色素沉着（包括酒刺沉积斑、老年斑、雀斑、黄褐斑及其色素沉积症）的产生最主要的原因是超氧自由基作用的结果.内源性超氧自由基（0-）作用于机体的不饱和脂肪酸后，产2生不稳定的过氧化脂质（CPO），进而分解产生醛类，特别是丙二醛（MDA），它能迅速进攻磷脂、蛋白质发生反应，形成色素沉着[3].已经知道，电离辐射对机体的损伤作用是由于射线使机体内产生大量的O-，它能大量氧化皮肤表面黑色素.当皮肤组织表层受到辐射2后，产生的0-使体表的黑色素氧化，颜色变深，并不断沉积在皮肤2表面，其量的多少和沉积快慢均与0-的存在量呈正相关.由S0D2对0-特异性作用机理可知，S0D可最大限度地清除0-，抑制0-的222氧化作用，从而减少色素沉着的发生和发展，特别是S0D复合酶对0-本身具有互相协同和增效的作用.因此，其效果比单纯S0D更2好.[3]SOD对湿疹和皮炎的治疗机制S0D复合酶对湿疹和皮炎（日光性皮炎、接触性皮炎、神经性皮炎）均有良好疗效，这点已被大量实验所证实.专家们认为，无论是皮炎，还是湿疹均是由于外界或内在各种刺激因素所引起的皮肤的炎症反应.机体的炎症反应必然有吞噬细胞参与，吞噬细胞吞噬作用的结果，又必然导致0-的产生，从而对皮肤进行强烈的刺激和2损伤.S0D复合酶外用制剂，采用多酶的生物协同及其共济增效作用,对增多自由基进行有力的清除及猝灭,从而明显改善了自由基在皮肤组织中的代谢状况，减轻了0-对皮肤组织的刺激和炎症损伤,2使瘙痒明显减轻,并加快皮损部位和病灶的康复,从而使皮炎和湿疹的自觉症状和临床特征得到明显改善.试验结果表明,此制剂对湿疹、神经性皮炎、日光性皮炎、接触性皮炎的有效率分别达到59.5%、56.7%、80.0%、84.6%.[3]同时,SOD除了在护肤方面有很大功效外,还能防治心血管疾病、白内障、肺气肿和抗疲劳、抗辐射等。5.SOD使用的问题及解决方法。目前,s0D大部分是从牛血、牛心或大肠杆菌中提取，其分离纯化手续繁杂，价格昂贵,而且在纯化及贮存过程中易失活。SOD的分子量大,半衰期短,不易穿过细胞膜,在体内具有抗原性、能被蛋白酶水解等缺点，因此SOD的应用受到限制。为此，生物无机化学家们采取了多种方法解决这一问题。其中一个方法是合成和表征了一系列含铜、锰、铁等金属离子的小分子配合物来模拟SOD,这些配合物具有分子量小,易溶于极性溶剂,较易透过半透膜,半衰期长,对温度、酸碱性及蛋白酶有较强的抵抗力等优点,期待将来能用小分子模拟化合物代替SOD应用于临床;[2]还有一个方法是以月桂酸为修饰剂，对SOD的酶分子表面赖氨酸进行共价修饰，获得了半衰期长，稳定性强,无免疫原性,高比活,低分子量的月桂酸修饰超氧化物歧化酶（laurieaeid一SOD，简称LA一soD）。[4]因为Cu・Zn—SOD产生的游离的Cu2+在生物体系内有较高的毒性，因此更应采用Mn—SOD和Fe一SOD。而在最少出汗量条件下,每天平均损失6.5mg铁,而在大量出汗情况下,铁的损失可增加到10倍。皮肤损失的铁，这不是汗腺引起的作用，而是表面层的脱落造成的。当铁从网状内皮系统进入血液，通过血液输到肝和骨髓用于血液形成，达到平衡时血浆的铁保持在恒定量。因此，皮肤铁的损失会干扰该动态平衡。皮肤屑的大量损失或因为吸收障碍，一些有皮肤病的人实际上是缺铁。[5]而研究表明铁-蛋白络合物更具生物利用性，而且它们更易于被皮肤、头发和指甲吸收和利用。[5]因此采用Fe一SOD做护肤品能提供铁离子，维持血浆内的铁平衡。6.注意事项及讨论人工生产一般是从猪的血液或刺梨中提取，若是未被修饰的SOD不能储藏太久，且放在低温处冷藏，防止SOD被氧化或高温失活。⑹使用和配制Zn-CuSOD时不要与Cw+、Za+溶液混合，因为会对其活性产生抑制作用。[6]2.目前市场上SOD的品种主要有SOD试剂、SOD丙酮粉、液体SOD、SOD复合酶和SOD冻干粉.作为商品、SOD必须达到一定的纯度和质量要求.市场上的SOD，试剂级价格较高，且含有杂质SOD丙酮粉尚含有少量残留的有机分子;SOD复合酶实际上是一种含SOD的混合物.上述品种不仅SOD质量很难控制，甚至还会给人们带来某些意想不到的副作用[3].经研究,SOD冻干粉仅活性可长期保存，而且易溶，使用十分方便,因此建议使用SOD冻干粉.3.1991年汕头举行的全国SOD活性检测与质量标准学术研讨会中规定了SOD冻干粉质量标准如下:[性状]浅绿色冻干粉[酶比活]不低于3000u/g蛋白(微量连苯三酚法)[水分]应小于5%[杂质]符合国家对化妆品的要求[细菌数]致病菌不得检出,每克杂菌数小于1000个[贮藏]4e以下冰箱贮存一年参考文献李寅.氧自由基与人体健康.科技风,2008.1陈鸿鹏，谭晓风.超氧化物歧化酶(SOD)研究综述•经济林研究，2