超氧化歧化酶

超氧化歧化酶（SOD）在護膚化妝方面的作用機理和問題曾凱星（中山大學(xué)藥學(xué)院）引言在人體內(nèi)，自由基特別是氧自由基破壞皮膚等細(xì)胞的蛋白質(zhì)、膜上磷脂、DNA等結(jié)構(gòu)，從而造成了一系列皮膚問題的出現(xiàn)。而超氧化物歧化酶（SOD）是一種新型的生物酶制劑，自1969年發(fā)現(xiàn)并證實它能歧化掉超氧自由基以來，這種酶正越來越多地受到國內(nèi)外醫(yī)藥界和生物化學(xué)界的關(guān)注，在美國、西德、澳大利亞已有產(chǎn)品。實踐已證明，超氧化物歧化酶對各種皮膚病具有顯著療效。1.氧自由基對人體健康的影響。在人體中氧自由基是最多的。機體內(nèi)氧的某些代謝產(chǎn)物及其衍生物的活性物質(zhì)與單線態(tài)氧等均含有氧且具有較高的氧反應(yīng)性。機體內(nèi)氧自由基的形成因素有物理因素、化學(xué)因素和生化因素。氧自由基與脂質(zhì)（不飽和脂肪酸）有高度親合力,使脂質(zhì)遭受損傷導(dǎo)致細(xì)胞膜受損害。氧自由基還可使細(xì)胞核中蛋白質(zhì)、酶與核酸遭受損害,使細(xì)胞功能受損,最終導(dǎo)致細(xì)胞死亡。氧自由基還能攻擊細(xì)胞核內(nèi)的基因，當(dāng)基因受到損傷后,人就會出現(xiàn)各種疾病。[1]2.SOD種類特點及其結(jié)構(gòu)種類根據(jù)活性中心所含金屬離子的不同,SOD主要分為Cu?n一SOD、Fe一SOD和Mn—SOD3種。以下為三種SOD的比較暑】3靜常兒的昭凱北特便化鼻fSOD）的比班5目Cu*2n-SODFe-SODMn^SOD主5SMQ原集紅腮和真檢和葉if離的査底中少歎植胸申煬龍苗塢世律中魄eHA&紫紅色金j（胸予坦戎珂?zhèn)淝K時+id2-4Mn”亞2個或SWRKMJfK+f#同前亞養(yǎng)at^ttWRWsat亞]€M0$3000aOOG分乎拘議曠執(zhí)靂&折夏（主）主）f-flri 主、URfiAttAG啊賞】TyrWTrpC^}TyrflTrpf#iTyrttTrpt^SO5以和Wtt<>脫牡可兄倔om280nm260nm5R0run350nm4?SnmfSCNdmol/LJ種誘H(Ot(ln?9/L}抑憫否⑵結(jié)構(gòu)H破9tfis7BO⑵囲H破9tfis7BO⑵囲1Eu -SOD單個亞墓?jié)嵭詭?S購IIhII^H3&44Mn一SOD和Fe一SOD的結(jié)構(gòu)則比較簡單,且二者相似,每個亞基的活性中心金屬離子，都是與1個水分子和3個組氨酸(His)殘基及1個天門冬氨酸(Asp)殘基的梭基氧配位，呈畸變四方錐構(gòu)型。[2]3.SOD對抗氧自由基的作用機理SOD的作用底物是生物體內(nèi)產(chǎn)生的超氧陰離子自由基,作用機理是:SOD+口「 1-SOD>SOb-*0； 占QD+Ht0t(iEIKS} 里)良匝塾20；42H*——?Oj+HA⑵之后HO被抗壞血酸和過氧化氮酶(前者是主要的)分解為HO和222O,從而解除0-所造成的氧化脅迫。22SOD對皮膚起著雙重作用，它還可以促進膠原蛋白形成適度交聯(lián)，穩(wěn)定膠原蛋白和彈性蛋白，因而使皮膚富有彈性。4.SOD對各種皮膚病的藥理機制4.1SOD對皺紋的治療機理皮膚受到外界環(huán)境影響，形成游離自由基，自由基破壞正常細(xì)胞膜組織內(nèi)的膠原蛋白、活性物質(zhì)，氧化細(xì)胞造成皮膚缺乏水分、表面脂肪減少、彈性下降而形成的小細(xì)紋、皺紋。SOD抗皺的機制可能是當(dāng)SOD復(fù)合酶和基質(zhì)混合一體后，其SOD復(fù)合酶的多種抗衰老活性成份被基質(zhì)吸附在機體皮膚表層,形成一種天然的脂肪性薄膜防護層,一方面防止皮膚中水份的蒸發(fā),另一方面它能給皮膚表層提供乳化的脂肪和水份.SOD復(fù)合酶是一種水溶性物質(zhì),吸附在皮膚上.它不僅能釋放和膚代謝過程中所需的營養(yǎng)成份,而且能有效持久的清除代謝過程中產(chǎn)生的有害物質(zhì),特別是超氧自由基對皮膚、組織、細(xì)胞的破壞,對皮膚粘膜和細(xì)胞乃至細(xì)胞膜起著有效的保護作用,使皮膚滋潤、皺紋減少。[3]SOD對治療粉刺的治療機制粉刺感染時,均伴有紅、腫、熱、痛的炎癥反應(yīng)。粉刺的發(fā)生主要與皮脂分泌過多、毛囊皮脂腺導(dǎo)管堵塞、細(xì)菌感染和炎癥反應(yīng)等因素密切相關(guān)。此時多形核的吞噬細(xì)胞殺滅病原微生物,產(chǎn)生花生四烯酸的分解產(chǎn)物0-,它的不斷產(chǎn)生和沉積導(dǎo)致了毒性作用更強的羥基2自由基(0H-)的產(chǎn)生。對正常皮膚組織、粘膜、細(xì)胞發(fā)生更強的損傷作用,使粉刺的感染加重.S0D具有極強的抗炎作用,由于S0D對0-的清除作用使吞噬細(xì)胞對病菌的進攻能力增強,提高其抗炎癥2抗感染和自我防護、自我修復(fù)的能力,促使其病灶迅速愈合.[3]同時S0D復(fù)合酶中的其它生物酶(如溶菌酶)和微量元素鋅等對粉刺的愈合均有良好效果。SOD對色素沉積的治療機制近期研究結(jié)果表明,色素沉著（包括酒刺沉積斑、老年斑、雀斑、黃褐斑及其色素沉積癥）的產(chǎn)生最主要的原因是超氧自由基作用的結(jié)果.內(nèi)源性超氧自由基（0-）作用于機體的不飽和脂肪酸后，產(chǎn)2生不穩(wěn)定的過氧化脂質(zhì)（CPO），進而分解產(chǎn)生醛類，特別是丙二醛（MDA），它能迅速進攻磷脂、蛋白質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，形成色素沉著[3].已經(jīng)知道，電離輻射對機體的損傷作用是由于射線使機體內(nèi)產(chǎn)生大量的O-，它能大量氧化皮膚表面黑色素.當(dāng)皮膚組織表層受到輻射2后，產(chǎn)生的0-使體表的黑色素氧化，顏色變深，并不斷沉積在皮膚2表面，其量的多少和沉積快慢均與0-的存在量呈正相關(guān).由S0D2對0-特異性作用機理可知，S0D可最大限度地清除0-，抑制0-的222氧化作用，從而減少色素沉著的發(fā)生和發(fā)展，特別是S0D復(fù)合酶對0-本身具有互相協(xié)同和增效的作用.因此，其效果比單純S0D更2好.[3]SOD對濕疹和皮炎的治療機制S0D復(fù)合酶對濕疹和皮炎（日光性皮炎、接觸性皮炎、神經(jīng)性皮炎）均有良好療效，這點已被大量實驗所證實.專家們認(rèn)為，無論是皮炎，還是濕疹均是由于外界或內(nèi)在各種刺激因素所引起的皮膚的炎癥反應(yīng).機體的炎癥反應(yīng)必然有吞噬細(xì)胞參與，吞噬細(xì)胞吞噬作用的結(jié)果，又必然導(dǎo)致0-的產(chǎn)生，從而對皮膚進行強烈的刺激和2損傷.S0D復(fù)合酶外用制劑，采用多酶的生物協(xié)同及其共濟增效作用,對增多自由基進行有力的清除及猝滅,從而明顯改善了自由基在皮膚組織中的代謝狀況，減輕了0-對皮膚組織的刺激和炎癥損傷,2使瘙癢明顯減輕,并加快皮損部位和病灶的康復(fù),從而使皮炎和濕疹的自覺癥狀和臨床特征得到明顯改善.試驗結(jié)果表明,此制劑對濕疹、神經(jīng)性皮炎、日光性皮炎、接觸性皮炎的有效率分別達到59.5%、56.7%、80.0%、84.6%.[3]同時,SOD除了在護膚方面有很大功效外,還能防治心血管疾病、白內(nèi)障、肺氣腫和抗疲勞、抗輻射等。5.SOD使用的問題及解決方法。目前,s0D大部分是從牛血、牛心或大腸桿菌中提取，其分離純化手續(xù)繁雜，價格昂貴,而且在純化及貯存過程中易失活。SOD的分子量大,半衰期短,不易穿過細(xì)胞膜,在體內(nèi)具有抗原性、能被蛋白酶水解等缺點，因此SOD的應(yīng)用受到限制。為此，生物無機化學(xué)家們采取了多種方法解決這一問題。其中一個方法是合成和表征了一系列含銅、錳、鐵等金屬離子的小分子配合物來模擬SOD,這些配合物具有分子量小,易溶于極性溶劑,較易透過半透膜,半衰期長,對溫度、酸堿性及蛋白酶有較強的抵抗力等優(yōu)點,期待將來能用小分子模擬化合物代替SOD應(yīng)用于臨床;[2]還有一個方法是以月桂酸為修飾劑，對SOD的酶分子表面賴氨酸進行共價修飾，獲得了半衰期長，穩(wěn)定性強,無免疫原性,高比活,低分子量的月桂酸修飾超氧化物歧化酶（laurieaeid一SOD，簡稱LA一soD）。[4]因為Cu?Zn—SOD產(chǎn)生的游離的Cu2+在生物體系內(nèi)有較高的毒性，因此更應(yīng)采用Mn—SOD和Fe一SOD。而在最少出汗量條件下,每天平均損失6.5mg鐵,而在大量出汗情況下,鐵的損失可增加到10倍。皮膚損失的鐵，這不是汗腺引起的作用，而是表面層的脫落造成的。當(dāng)鐵從網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)進入血液，通過血液輸?shù)礁魏凸撬栌糜谘盒纬?，達到平衡時血漿的鐵保持在恒定量。因此，皮膚鐵的損失會干擾該動態(tài)平衡。皮膚屑的大量損失或因為吸收障礙，一些有皮膚病的人實際上是缺鐵。[5]而研究表明鐵-蛋白絡(luò)合物更具生物利用性，而且它們更易于被皮膚、頭發(fā)和指甲吸收和利用。[5]因此采用Fe一SOD做護膚品能提供鐵離子，維持血漿內(nèi)的鐵平衡。6.注意事項及討論人工生產(chǎn)一般是從豬的血液或刺梨中提取，若是未被修飾的SOD不能儲藏太久，且放在低溫處冷藏，防止SOD被氧化或高溫失活。⑹使用和配制Zn-CuSOD時不要與Cw+、Za+溶液混合，因為會對其活性產(chǎn)生抑制作用。[6]2.目前市場上SOD的品種主要有SOD試劑、SOD丙酮粉、液體SOD、SOD復(fù)合酶和SOD凍干粉.作為商品、SOD必須達到一定的純度和質(zhì)量要求.市場上的SOD，試劑級價格較高，且含有雜質(zhì)SOD丙酮粉尚含有少量殘留的有機分子;SOD復(fù)合酶實際上是一種含SOD的混合物.上述品種不僅SOD質(zhì)量很難控制，甚至還會給人們帶來某些意想不到的副作用[3].經(jīng)研究,SOD凍干粉僅活性可長期保存，而且易溶，使用十分方便,因此建議使用SOD凍干粉.3.1991年汕頭舉行的全國SOD活性檢測與質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)學(xué)術(shù)研討會中規(guī)定了SOD凍干粉質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)如下:[性狀]淺綠色凍干粉[酶比活]不低于3000u/g蛋白(微量連苯三酚法)[水分]應(yīng)小于5%[雜質(zhì)]符合國家對化妝品的要求[細(xì)菌數(shù)]致病菌不得檢出,每克雜菌數(shù)小于1000個[貯藏]4e以下冰箱貯存一年參考文獻李寅.氧自由基與人體健康.科技風(fēng),2008.1陳鴻鵬，譚曉風(fēng).超氧化物歧化酶(SOD)研究綜述?經(jīng)濟林研究，2