1 、超氧化物歧化酶与氧化应激的关系

超氧化物歧化酶（Superoxide Dismutase，SOD）是生物体内存在的一种抗氧化金属酶，它能够催化超氧阴离子自由基歧化生成氧和过氧化氢，在机体氧化与抗氧化平衡中起到至关重要的作用，与很多疾病的发生、发展密不可分。人机体内固有的抗氧化系统分为酶类和非酶类，其中抗氧化酶包括超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、谷胱甘肽还原酶（glutathione peroxidase，GPX）、过氧化氢酶（catalase，CAT），其中超氧化物歧化酶（SOD）是体内最重要的抗氧化酶。非酶类抗氧化物包括维生素A、维生素C、维生素E、谷胱甘肽、尿酸等。正常生理状态下，机体内自由基的产生与抗氧化系统处于动态平衡；当自由基大量生成而超过抗氧化系统的清除能力时，此平衡被打破，则表现为氧化应激状态。

氧化应激相关代谢途经

氧化应激的相关检测方法是根据SOD活力的高低与自由基、低密度脂蛋白的氧化损伤有着密切的联系,测定SOD的活力可间接反应组织细胞抗氧化损伤、机体清除自由基的能力。SOD体外活性测定方法有直接法和间接法,包括电泳法、免疫法、ESR法、化学发光法、脉冲辐解法、紫外分光光度计法等。

2、什么是氧化应激

氧化应激与疾病

氧化应激的概念最早源于人类对衰老的认识。1956年英国学者Harmna首次提出自由基衰老学说，该学说认为自由基攻击生命大分子造成组织细胞损伤，是引起机体衰老的根本原因，也是诱发肿瘤等恶性疾病的重要起因。1990年美国衰老研究权威Sohal教授指出了自由基衰老学说的种种缺陷，并首先提出了氧化应激的概念。

氧化应激（oxidative stress）是体内氧化与抗氧化作用失衡并倾向氧化的一种状态。氧化应激会导致中性粒细胞炎性浸润，促进活性氧簇（ROS）和活性氮簇（RNS）自由基的大量产生。ROS主要包括超氧阴离子（O2-）、过氧化氢（H2O2）和羟自由基（·OH）；RNS主要包括一氧化氮（NO）和过氧亚硝基（ONOO-）。过量自由基会造成机体内多种分子的氧化或硝化损伤指由于细胞内源性抗氧化系统不能有效清除堆积在体内的大量自由基，导致机体内氧化和抗氧化系统处于失衡的一种状态，并通过激活一系列信号通路参与细胞凋亡、炎症反应或细胞功能的改变等，参与机体多种疾病病理性改变，如癌症、帕金森病、阿尔茨海默病、白内障。

3、氧化应激与自由基关系

自由基（free radical）指由机体代谢产生的在外层电子轨道上带有1个或不成对电子的原子或基团，其半衰期短，化学性质不稳定，极易从其他分子中争夺电子而发生氧化反应，导致细胞生物膜的脂质过氧化、蛋白质和DNA出现氧化损伤。

自由基种类繁多，常见的有活性氧簇（reactive oxygen species，ROS）、活性氮簇（reactive nitrogen species，RNS）、活性硫簇（reactive sulphur species，RSS）等，其中以ROS和RNS为主。ROS包括超氧阴离子（superoxide anion，O2-）、过氧化氢自由基（peroxyl radicals，HOO·）、羟基自由基（hydroxyl radicals，·OH）、过氧化氢（hydrogenperoxide，H2O2）等；RNS包括一氧化氮（nitricoxide， NO）、二氧化氮（nitrogen dioxide，NO2）、过氧亚硝基（peroxynitrite anion，ONOO-）等。广义ROS包含RNS、RSS在内。机体同时也存在着固有的抗氧化系统以保护细胞免受自由基的损伤。

4、氧化应激对组织细胞的影响

氧化应激可造成细胞内各种大分子（包括糖类、蛋白质、脂质、DNA等）损伤，此外，ROS还是氧化还原通路中重要的细胞信号分子。ROS可造成细胞内主要大分子结构的氧化损伤，表现为以下方面。

1）攻击富含多不饱和脂肪酸（polyunsaturated fatty acid）的细胞膜，使细胞膜发生脂质过氧化反应（lipid peroxidation），其产物为ROO·或者ROOH·形式的自由基、共轭双烯、丙二醛（malondialdehyde）、4-羟基壬烯醛（4-hydroxy-2-nonenal，4-HNE）。以上具有高度活性的过氧化产物能降低线粒体膜的流动性，增加膜通透性，将细胞色素氧化酶C（cytochrome oxidase，CytoC）释放至细胞质，与凋亡激活因子（apoptosis protein activating factor，Apaf）-1、天冬氨酸特异性半胱氨酸酶（cysteine-containing aspartate specific proteases，caspase）9结合形成蛋白质复合体，激活caspase9，随之级联反应激活caspase3，最终导致细胞凋亡。

2）使DNA发生氧化损伤，其毒性产物为8-羟基脱氧鸟苷（8-OH-deoxyguanosine，8-OHdG）。ROS可攻击线粒体DNA，干扰其转录与翻译，使线粒体DNA发生点突变、缺失或者插入；ROS还抑制线粒体DNA编码蛋白质的合成，影响线粒体蛋白质的正确表达，线粒体数目减少、细胞内能量代谢紊乱。

3）攻击细胞内蛋白质，使蛋白质片段交联或凝聚，尤其是各类DNA修复酶，导致基因组不稳定性增加。

5、SOD与氧化应激研究展望

SOD1\SOD2\SOD3

目前还认为，SOD尚有存在于细胞外的其它三种类型。在氢离子与超氧化物发生反应生成过氧化氢和氧的过程中，SOD充当催化酶作用。人类线粒体中存在着含锰（Mn）的SOD（MnSOD），细胞浆则为含铜（Cu）、含锌（Zn）的SOD。线粒体虽可代谢掉细胞中氧的95%以上，但因该处缺少组蛋白，故超氧化物等引起的氧化应激比较弱，而MnSOD将在此类防御机制中发挥重要作用。MnSOD与CuSOD、 ZuSODn不同，前者在面对应激时将表达增强。只是，在人类随着年龄的增加此作用消失，故认为MnSOD亦与老化有关。可见，MnSOD的意义正不断得到阐明，不过遗留下来的和老化、疾病相关的问题也不少。那么，都有哪些疾病与SOD表达/功能不全有着直接及间接的关系？这是今后应当积极研究的课题。