检验科超氧化物歧化酶（SOD）检测的临床意义 一、项目内容 超氧化物 ....doc

检验科 超氧化物歧化酶（SOD）检测的临床意义一、项目内容超氧化物歧化酶（SOD）是反映人体内自由基代谢状态的重要指标之一，对机体的氧化与抗氧化平衡起着至关重要的作用，其水平的高低可间接反映机体清除自由基的能力。SOD检测项目主要应用于肝脏疾病、心、脑血管疾病、妇产科、儿科、肿瘤、内分泌疾病（如糖尿病等）、肺部疾病、肾病、自身免疫性疾病等患者血清中SOD水平的测定，可实时监测病人体内的自由基水平，以了解机体损伤的情况。二、超氧化物歧化酶（SOD）检测开展的意义自由基的生理功能：参与、维持细胞的正常代谢；调控基因转录、蛋白质活性；促进前列腺素、脂肪加氧酶生成；参与吞噬细胞杀伤杀灭外来有害微生物、细菌、病原微生物和肿瘤细胞以进行免疫保护；参与肝脏解毒及松弛血管平滑肌降低血压等。 自由基的代谢异常有自由基增高（free radical increase，FRI）和自由基低下（free radical decrease，FRD），以前者为常见。血清SOD低于129U/ml表示有自由基增高（FRI）。过多自由基或自由基增高（FRI）的常见原因有： 1、受到电离辐射如接受放射治疗，或长时间受阳光紫外线照射。由于外源辐射供能使体内水分子成不稳定激发态，进而分解生成大量的超氧阴离子自由基（O2·）； 2、长期处在富氧/缺氧环境，如接受高压氧（HBO）治疗。高压氧吸入时可损伤肺中的巨噬细胞，后者释放化学物质激活中性白细胞可产生自由基O2·、H2O2等； 3、接受手术或救治（如心脏外科体外循环术、脏器移植手术等），或某些原发疾病（如新生儿缺氧缺血性脑病HIE等）出现有缺血再灌注或缺氧后输氧时。机体缺血时组织中的ATP分解，腺嘌呤分解为黄嘌呤，再灌注时氧分压与pH增高，黄嘌呤脱氢酶转变为氧化酶，O2经单电子还原生成大量自由基（O2·）。 4、剧烈运动或细胞大量坏死时细胞内自由基的移出，如高强度过量运动、组织损伤（如挤压综合症）、亚健康状态等；自由基增高（FRI）会造成机体影响，引发骨骼肌线粒体氧化应激或炎症性氧化反应，进一步导致自由基链式反应的发生，加剧氧自由基（ROS）异常代谢，促发疾病的发生发展。自由基增高（FRI）的临床表现无特异性。通常可在传染科、儿科、妇产科、耳鼻喉科、消化科、内分泌科、神经科、心血管内科、肾病科等科室应用。三、超氧化物歧化酶（SOD）检测在临床中的应用心血管内科1、心肌缺血（冠状动脉粥样硬化性心脏病）大量资料表明，自由基（OFR）及其引起的脂质过氧化反应是心肌缺血损伤的主要机制之一。生理状态下，心肌内存在一定量的自由基，然而当组织细胞缺血、缺氧时氧自由基清除系统功能降低，生成系统活性增强，当组织恢复血液和氧供时，便产生大量的氧自由基，以各种方式造成细胞急性或慢性损伤，体外循环心内直视手术中由于机体处于一种非生理状态，可导致心肌代谢障碍、缺血再灌注继发损伤为主的病理生理改变，在此过程中产生的氧自由基是造成心肌损伤的主要因素。体外循环可以引起广泛的炎症反应，白细胞在体外循环早期聚集于肺微血管内，再灌注时被进一步激活，产生炎性细胞因子和自由基，近年来研究表明自由基主要由心肌线粒体产生，引起脂质过氧化损害机体细胞。氧自由基可以引起细胞膜脂质过氧化，形成大量的氧自由基和其降解产物MDA，使得正常的膜结构受到破坏，通透性增高，线粒体肿胀，直接攻击核酸，使DNA、RNA交链断裂；抑制前列环素合成酶，激活血小板环化酶，生成大量的血栓素A2；使肌浆网钙依赖性ATP失活，肌浆网摄钙能力下降，肌浆内钙离子浓度升高，兴奋收缩偶联受损等。离体鼠心脏缺血再灌注实验证明同时应用超氧化物歧化酶和过氧化氢酶能明显减少心肌细胞凋亡。心肌保护中应用氧自由基清除剂或抗氧化剂可以明显降低组织氧自由基浓度，促进心功能恢复。无症状心肌缺血（SMI）是近20年来被人们逐渐认识的一个临床综合征，由于其发病率高、病情隐匿，易导致无痛性心肌梗死或心脏猝死的发生，SMI是心肌灌注、功能和电活动的可逆性紊乱，引起ST段下移，但不伴典型心绞痛的一种临床综合征。研究表明：自由基清除等药物治疗前，SOD和GSH-Px的活性水平显著下降，这是OFR攻击不饱和脂肪酸的结果，表明SMI患者存在明显的自由基代谢紊乱，治疗后血SOD水平可明显升高。体外循环（CPB）心脏直视手术期间导致心肌缺血再灌注损伤的因素很多，其中氧自由基的大量产生被普遍认为是最主要的因素。随着心脏外科体外循环手术的广泛开展，心肌缺血再灌注继发损伤越来越受到临床的重视，减轻心脏手术有关的心肌缺血再灌注损伤（MIRI）是提高心脏手术成功率的关键。 在冠心病心肌缺血中，缺血再灌注继发损伤与自由基介导的脂质过氧化有关，自由基增多和氧自由基触发的脂质过氧化反应是导致缺血性损伤及再给氧损伤的主要原因，是引起冠心病恶化的重要环节。有动物实验研究表明，脂质过氧化的致损伤作用是内皮细胞损伤的主要原因之一，可引起血管内皮细胞结构和功能改变。因此有效地清除自由基，增强机体的抗氧化能力，对血管内皮损伤和心肌缺血将起保护和治疗作用。研究还显示，经自由基清除治疗后，SOD活性水平明显升高，能对抗自由基继发损伤，在心肌缺血损伤的保护过程中起到重要作用。SOD可以清除体内的氧自由基，其水平高低可以间接反映机体清除氧自由基的能力及体内自由基含量。2、急性心肌梗塞急性心肌梗死（AMI）的主要原因是冠状动脉内血栓形成，尽快使被血栓堵塞的冠脉再通挽救濒危心肌、缩小梗死范围是急性心肌梗死救治的关键。许多基础实验与临床研究已证实了冠心病缺血损伤的主要原因是脂质过氧化。AMI患者细胞内最重要是SOD、GSH-PX的变化，由静止期至发作期依次递增，反应了缺血性损伤程度与血压、血脂、血糖、病程等无关。自由基（FR）和脂质过氧化物的增加，可能是引起冠心病的重要环节。FR、SOD、GsH-PX的测定证实了FR在冠心病发病过程中的作用，为治疗心肌缺血性损伤提供了重要依据。给氧与再给氧时，氧自由基能与细胞膜中多不饱和脂肪酸起作用，产生脂质过氧化物和过氧化氢，导致膜结构扰乱。某些细胞功能，特别是肌浆网的钙运转和线粒体功能受到损伤。有文献报道了中性粒细胞提供的氧自由基具有负性肌力药物的能力。经皮冠脉内介入治疗是治疗急性心肌梗死的重要措施，它可以迅速开通梗死相关血管，恢复心肌梗死区域的血液供应，减少梗死面积，但是术中及术后心肌再灌注继发损伤、微循环栓塞等因素仍然对患者预后产生不良影响。研究显示，心肌急性梗死后存在心肌再灌注继发损伤及细胞因子糖原合成酶激酶3的激活，经皮冠脉内介入治疗能够缩小心肌梗死范围，降低病死率，但心肌再灌注也能造成心肌细胞的严重损伤，表现为心肌功能甚至组织结构异常。缺血后再灌注不仅产生大量氧自由基，而且引发脂质过氧化作用，产生大量脂质过氧化物如丙二醛等。超氧化物歧化酶是氧自由基清除酶，再灌注损伤时体内超氧阴离子生成增多，超氧化物歧化酶便被大量消耗，机体清除氧自由基能力也随之减弱。研究显示，AMI患者血中SOD、GSH-PX活力低于健康对照组。提示AMI时缺氧性损伤，消耗了大量SOD以及脂质过氧化反应的代谢终产物明显增加。自由基清除治疗前后血中SOD、GSH-PX明显上升。测定超氧化物歧化酶含量能间接反应组织再灌注损伤的程度及机体清除氧自由基的能力。测定SOD还能够反应机体内脂质过氧化的程度，也能间接反应细胞损伤的程度，对临床诊治有很重要的价值。神经科1、脑血管病（1）急性脑梗死急性脑卒中是中老年人的常见病和多发病，具有“三高一低”（发病率高、致残率高、病死率高、治愈率低）的特点。目前脑卒中的发病率及死亡率已居首位，其中又以脑梗死（ACI）为主，而且发病年龄趋向年轻化。急性脑梗死（ACI）严重地威胁着人类的健康，其死亡率和致残率极高，大部分脑梗死患者因存在智力、肢体功能障碍等后遗症而需要护理，此类患者不断增加，已经成为一个非常重要的医疗和社会问题。脑梗死（ACI）早期治疗的目的是自由基清除治疗、保护脑组织，挽救缺血半暗带。脑梗死（ACI）后发生一系列病理生理变化，如自由基大量生成，细胞内钙超载，细胞凋亡等，均导致脑梗死患者功能损害加重。而自由基可引发神经细胞膜及细胞器膜的过氧化，导致神经细胞结构破坏及微循环障碍，造成缺血损害恶性循环，加剧脑损伤，使致残率增高。脑梗死（ACI）后，启动缺血级联反应，造成神经细胞不可逆死亡，使神经细胞功能丧失；同时缺血再灌注使自由基大量生成，导致神经细胞丧失更多的功能。自由基在脑缺血缺氧损伤过程中起着关键性的作用，自由基对脑组织的损害是通过和缺血缺氧脑损害级联反应机制中的兴奋性氨基酸、钙超载等彼此重叠、相互联系的作用使脂质过氧化、膜功能损害、蛋白质、DNA、RNA损害最终形成炎症、凋亡等病理过程而实现。ACI患者局部血管闭塞后，血流下降最严重的梗死中心区细胞迅速死亡，而其周围半暗带血流不同程度下降并引发缺血级联反应。卒中后发生的缺血再灌注损伤几乎不可避免，而缺血级联反应的每个环节都是保护性自由基清除剂治疗的靶点，缺血期间和再灌注后增加的有害活性氧和自由基引起的细胞膜脂质过氧化损伤，蛋白质氧化及DNA损伤已成为脑缺血障碍的原因之一。其中，自由基损伤是引起水肿形成和细胞凋亡的主要原因。进展性脑梗死是临床工作中经常遇到的难题，症状进行性加重，常使患者及家属感到焦虑、失望。其发病机制复杂，病因较多。其原因包括脑外和脑部两大因素。脑外因素包括：高血糖、高血压、高粘血症、不适当降血压、感染等，临床工作中临床医生已密切关注到这些问题，如：如何控制血压、血糖。脑部因素：主要是脑血栓形成在继续或再形成，缺血后水肿，脑血管再通后的再灌注损伤。其发生机制分为 （1）生化机制：当脑灌注下降至某一水平可致缺血区及其周围谷氨酸和甘氨酸的蓄积，谷氨酸与其特异性受体的激活可启动一系列由NO和自由基介导的化学反应最终导致细胞内钙离子浓度急骤增高，加重组织损伤和脑水肿。（2）血流动力学机制：进展性微血管阻塞导致缺血中心区内微循环灌注显著降低。 脑梗死（ACI）主要发病机制是在动脉硬化的基础上血小板聚集形成白色血栓，同时激活的血小板启动凝血机制使纤维蛋白原变成纤维蛋白，与红细胞一起形成牢固的红色血栓，而最终使动脉管腔狭窄，狭窄的血管腔又使血流减慢甚至停滞，使原本形成的血栓不断向近心端逐渐发展延长进一步加重管腔的狭窄甚至闭塞，最终导致梗死区逐渐扩大，临床表现为神经功能渐进性恶化。因此，抑制血栓的蔓延，积极抢救缺血半暗带，防止脑梗死进一步扩大，是使患者神经功能得以提高，改善进展型脑梗死预后的关键。溶栓疗法是国际上公认的急性脑梗死唯一有效的治疗方法，但溶栓治疗脑出血及灌注损伤等并发症发生率较高，时间窗过窄，临床难以推广。对于发病超过6小时，但病情仍在进展者，溶栓治疗已失去时机。低分子肝素钙有抗凝血因子Xa活性，造成出血的不良反应小，其与血浆蛋白非特异性结合力较低，具有较好的生物利用度和剂量效应的预测性；有促进纤溶和增强血管内皮细胞的抗血栓作用，而不干扰细胞其他功能，不影响血小板数量及功能；可增加细胞表面负电荷，增强抗聚集作用和预防血栓形成；具有抗凝、降纤、降血黏度、防止血小板聚集作用，能有效地抑制凝血过程，同时还能增加脑血流量。依达拉奉是一种新型强效的羟自由基清除药及抗氧化药，可抑制脂质过氧化反应，减轻脑内花生四烯酸引起的脑水肿，也能防止由花生四烯酸的代谢中间体脂质过氧化物引起的氧化性细胞损害，可抑制缺血周边部位和缺血再灌注部位的自由基增加，还可抑制脑内白三烯的合成；对梗死周边区血流量减少有抑制作用，从而减少缺血半暗带的面积，抑制迟发性神经元死亡，防止血管内皮细胞损伤，发挥有益的抗缺血作用。 自由基清除剂已经成为脑梗死治疗的新选择，是治疗早期急性脑梗死（ACI）的有效手段之一，它可清除自由基，它可延长缺血神经细胞的生存能力，防止脂质过氧化反应，减轻脑内花生四烯酸引起的脑水肿；也能防止15-HPETE（花生四烯酸的代谢中间体脂质过氧化物）引起的氧化性细胞损害，减少缺血半暗带的面积，减轻脑水肿，改善神经损害症状，抑制迟发性神经元死亡，为综合治疗争取时间。因此越早应用自由基清除剂等治疗疗效越好。SOD是一种金属蛋白酶，在生物体内能够清除氧自由基，保护生物体免受自由基的攻击，SOD水平的高低间接反应了机体清除氧自由基的能力，其水平的变化又可间接地反应了机体中氧化自由基含量的变化。因此，通过测定SOD水平可以估介脑组织中氧自由基水平和脂质过氧化反应的强弱。检测血清中SOD水平对脑梗死脑组织缺血再灌注损伤有重要意义，为自由基清除剂的治疗提供必要的帮助。（2）脑出血正常健康人体内氧化抗氧化系统功能处于一种动态平衡中，一旦这种平衡发生紊乱或破坏，就会导致体内一系列自由基反应病理性加剧及自由基浓度过高，致细胞损伤，造成细胞膜的通透性增高，完整性破坏，同时细胞膜上的酶和功能性蛋白受到脂质过氧化产物的损害，使细胞结构和功能损害。氧自由基能与蛋白、核酸、脂质及其他分子如透明质酸等反应并破坏其分子结构。急性脑出血继发损伤不仅有机械压迫和脑水肿的参与，还包括自由基产生等一系列连锁反应。脑出血急性期患者脑出血时脑细胞释放大量谷氨酸（GLU），使N-甲基-D-天门冬氨酸（NMDA）受体激活，Ca2+内流增多，当细胞内Ca2+达到一定浓度时，便激活一氧化氮合成酶（NOS），NO随后大量生成。脑出血后，损伤区发生明显炎症反应和白细胞浸润使诱导型NO合成酶（iNOS）活性大量增加致NO大量生成。脑出血后，血肿压迫引起脑组织缺血、缺氧，启动黄嘌呤-黄嘌呤氧化酶等生化反应系统产生大量超氧自由基；浸润于病灶部位的多形核白细胞的激活所产生的吞噬作用，呼吸爆发也产生大量的超氧阴离子自由基等又可特异性地催化OFR反应，造成中枢神经细胞内、外及血浆等体液中的NO、超氧阴离子自由基、羟自由基、过氧化氢等OFR浓度剧增；另外，脑出血所释放出的铁、铜等金属离子及其复合物及NO等OFR浓度增高，加剧了OFR反应，导致大脑微血管内皮细胞坏死、通透性增高和脑水肿而加重病情。脑出血时，新产生的过量的自由基，不仅导致氧自由基反应和脂质过氧化反应的病理性加剧，而且可攻击和损伤特异性清除超氧阴离子自由基的SOD及降低LPO的GP分子结构中的巯基（-SH），使SOD及GP分子失活，脂质过氧化反应的产物（如MDA）能直接攻击RNA和DNA，使SOD、GP的合成和再生减少，而且，机体为了清除或降解这些过量的自由基和LPO，必须消耗大量的SOD、GP，使其进一步减少。自由基清除剂给药后不仅可以有效地捕捉和清除OFR，阻断和防止自由基引发的氧化反应、过氧化反应和脂质过氧化反应加剧，保护生物膜免受氧化损伤过氧化损伤和脂质过氧化损伤，还能抑制黄嘌呤氧化酶和次黄嘌呤氧化酶的活性。降低自由基的浓度，并抑制迟发性神经元死亡。因此，脑出血早期使用自由基清除剂，对减轻或防止继发性脑损伤，促进细胞功能的恢复，有积极的意义。（3）蛛网膜下腔出血自发性蛛网膜下腔出血（SAH）是神经科常见疾病，其引起的脑水肿是出血后二次损伤的重要因素，而脑水肿后继发的脑缺血缺氧可产生大量的自由基，后者又会进一步加重脑水肿，从而形成恶性循环。另外，SAH后迟发性脑血管痉挛（DCVS）危害性极大，其发生是多因素和多环节的。近年来，脑血管的免疫炎症反应在DCVS的发生发展过程中的作用日益受到人们的重视。SAH后由于出血灶本身及随之发生的CVS等一系列的继发性改变，是导致患者致死、致残的重要原因。目前，CVS在内的继发脑损伤以及免疫炎症反应正日益受到国内外学者的广泛重视。 粘附分子是指由细胞产生的、能介导细胞与细胞、细胞与细胞外基质相互接触和结合的一类分子，主要位于血管内皮细胞及各种白细胞表面，是由一组具有相互作用、影响免疫和炎症反应的相关大分子组成。细胞间粘附分子（ICAM-1）和细胞内皮间粘附分子（VCAM-1）是这一超家族的两个重要成员。在正常情况下，ICAM-1、VCAM-1在血管内皮细胞有低水平的表达，但当组织受损、缺血、炎症时，在细胞因子尤其是炎症因子如肿瘤坏死因子-（TNF-）、-干扰素（IFN-）、白细胞介素-1（IL-1）等的刺激下，ICAM-1、VCAM-1在血管内皮细胞呈现明显高表达，产生一系列生理和病理效应。与SAH类似的脑出血研究显示，在脑出血后，血肿压迫周围区域脑组织，导致脑血流量明显降低，脑组织缺血缺氧，进而产生大量自由基，后者可诱发脑水肿的发生。而正常生物体内存在自由基生成与清除的动态平衡，脑缺血时，通过黄嘌呤氧化酶系统、花生四烯酸-环氧酶系统及线粒体“单价泄漏”等途径产生较多的大量超氧阴离子自由基及羟自由基，使机体防御机制活性降低，造成继发性自由基损伤。另外，脑出血时所释放出的铁、铜等金属离子及其复合物及二氧化氮自由基等可特异加快氧自由基反应和脂质过氧化反应，造成中枢神经细胞内外及血液等体液中NO和氧自由基浓度剧增，加剧氧自由基反应和脂质过氧化反应。SAH后CVS导致了脑血流改变，继发脑损伤的免疫炎症反应对脑组织结构也有一定程度破坏，CVS后可能继发脑缺血、脑水肿改变，那么检测患者脑脊液中SOD的动态改变，可间接反映二者之间的相关性，以及脑损伤程度。SOD是体内主要的自由基消除剂，保护生物体免受自由基的攻击，能催化超氧阴离子自由基发生歧化反应，阻断自由基的毒性作用和对NO的降解，其水平间接反映了机体组织中自由基含量及脂质过氧化程度。动物实验证明，SAH后急性脑缺血时脑内SOD的变化有一个先下降后升高的动态过程，急性缺血缺氧主要损害Cu/Zn-SOD的合成。Yoshida等报道，急性缺血性脑血管病患者发病后第1天CSF中SOD即达峰值，并以Cu/Zn-SOD升高为主，人体CSF中SOD的增高，可能同样提示脑组织对缺血缺氧的一种氧化应激性防御反应。SOD转基因小鼠缺血后脑损伤明显减轻，而SOD基因敲除小鼠缺血后脑损伤明显加重。由此推断，超氧阴离子自由基是导致缺血后脑损伤的重要因素，SOD则可以保护缺血后脑组织免受进一步损害。创伤性蛛网膜下腔出血（tSAH）是临床上颅脑损伤患者常见的一种合并症，也是神经外科的常见病之一。目前研究证实，tSAH是加重颅脑损伤继发性损害的重要因素。其继发损伤的发生机制是：在tSAH发生后，由于血液成分破坏释放大量自由基及5-羟色胺、内皮素等血管活性物质，引起脑动脉痉挛甚至大面积脑梗塞；同时使血脑屏障通透性增高，加重脑水肿，进一步恶化病情。国外三期临床研究显示，外伤后早期CT扫捕证实有tSAH者比无tSAH者预后差异有显著性，出血量越大，则预后越差。故积极廓清血性脑脊液成为治疗脑外伤的一个重要方面。2、神经系统外伤（1）颅脑损伤颅脑损伤是严重威胁人类生命的常见病之一，其损伤程度不仅取决于原发性损伤，绝大多数颅脑损伤患者的死亡和病残都与创伤后出现的继发性颅脑损伤关系密切。许多细胞因子和生化物质参与脑外伤后继发性颅脑损伤与抗损伤的病理生理过程。脑血流变化是颅脑损伤的重要病理生理改变之一，同时伤后自由基反应明显增强，在继发性脑损伤中起着重要作用。脑血流的变化和自由基反应增强直接影响了颅脑损伤的病情及预后。防治继发性脑损害是颅脑损伤临床治疗中的重要方向。颅脑损伤后病理性氧自由基的产生与脂质过氧化反应在继发性脑损伤中的作用已经比较公认，并且有很多脑脊液、血液的生化指标如SOD可间接反映在颅脑损伤后体内随时间动态变化病理性氧自由基水平。氧自由基是目前公认的内源性脑损害因子之一。正常生物体内有多种途径生成氧自由基，其中包括：细胞内线粒体代谢产物、儿茶酚胺代谢产物、黄嘌呤脱氢化酶转变成黄嘌呤氧化酶过程、中性粒细胞活化以及花生四烯酸代谢产物等。体内存在的SOD和GSHPx、过氧化氢酶和其它抗氧化剂可清除这些少量的氧自由基，使机体免受它们的攻击。而在脑损伤，特别是脑挫裂伤、脑出血后，在脑缺血再灌注过程中，氧自由基产生过度，超出SOD的清除能力，这些氧自由基可攻击多不饱和脂肪酸（PUFAs），产生脂质过氧化产物，高浓度的氧自由基还可破坏SOD的琉基，从而使SOD的活性减弱或丧失。目前，大量研究结果都证明氧自由基介导的脂质过氧化反应参与加重继发性脑损伤过程，其主要依据有：（1）中枢神经系统伤后氧自由基和脂质过氧化物含明显升高；（2）氧自由基生成与中枢神经系统损伤后病理生理改变密切相关；（3）外源性给予氧自由基可复制出与中枢神经系统损伤相同的病理组织损害；（4）采用氧自由基清除剂能抑制脂质过氧化反应，对中枢神经系统损伤后脑脊髓结构和功能有明显的保护作用。再加上脑组织本身结构特点，使脑组织极易被氧自由基损害。如神经细胞膜高含胆固醇和多价不饱和脂肪酸，这些化学成分极易被氧自由基所破坏；脑组织内SOD、GSHPx含量水平较低，自身清除氧自由基能力差；脑组织富含溶酶体，氧自由基能破坏溶酶体膜，大量溶酶体释放至细胞浆内，导致神经元变性坏死。颅脑损伤后，在脑组织缺血-再灌注过程中，黄嘌呤-黄嘌呤氧化酶系统可产生大量的超氧阴离子；脑组织内局部缺血、缺氧，部分红细胞崩解，也可刺激脑内产生氧自由基；另外，缺氧致电子传递呼吸链中断，也可产生大量的自由基。过量的超氧阴离子与生物膜内多价不饱和脂肪酸结合，最终形成脂质过氧化物及其降解产物，使膜通透性增高，导致Ca2+超载，破坏溶酶体和线粒体，致使细胞死亡。神经细胞膜因富含胆固醇及多价不饱和脂肪酸使其更容易受到氧自由基的攻击，导致神经细胞损害，这是引起继发性颅脑损伤的重要原因之一。SOD是生物体内专一清除超氧阴离子（O2·）的特异性抗氧化酶，它作用于O2·，形成H2O2，进一步在过氧化物酶催化下形成水，以保持O2·的动态平衡，阻断由O2·所引起的一系列氧自由基病理反应。颅脑损伤后，高浓度的O2·可破坏SOD的巯基；且明显加剧的一系列自由基反应又可直接损伤酶蛋白，导致SOD肽链断裂、一级结构破坏，从而使其活性减弱或丧失，合成和再生减少，最终导致SOD水平显著降低。因此，细胞膜脂质结构破坏和内源自由基清除剂消耗增加是脑继发性损伤、神经细胞死亡的途径之一。研究表明，SOD水平高低可直接反映急性颅脑损伤的严重程度，颅脑损伤后血清SOD水平显著降低对于脑继发性损伤发病机制有重要意义。SOD在临床上常用来反映生物体内自由基含量及其对组织的损害程度。研究发现，在伤后12h、24h、36h、48h、72h、1周、2周、1月和2月9个时间点取病人静脉血检测SOD含量水平，发现伤后24h中型和重型损伤组SOD值显著下降，之后轻型损伤组上升迅速，到伤后1周左右其值与对照组已无显著性差异（P>0.05），中型和重型损伤组SOD维持较长时间的低水平，直到1月后其值恢复正常。对伤后24h外周血中SOD值与入院初GCS评分和6月后的GOS评分进行相关性分析发现，两者呈现明显的正相关。说明颅脑损伤后外周血中SOD水平可受到不同程度的抑制。颅脑损伤越重，SOD含量越低，预后越差，反之亦然。随着临床治疗病情的恢复，SOD值也在逐渐恢复提示SOD含量的变化反映急性颅脑损伤的严重程度，脑损伤患者血清SOD水平的变化、转归和持续时间与患者的预后明显相关。值得一提的是重型损伤组在伤后12h有一过性的SOD值增高现象。各损伤组在SOD恢复至正常值之前也有一过性的高于对照组的现象，分析原因可能是重型损伤患者伤后多数会进行输血抢救，经处理的新鲜血液中SOD含量较正常情况下升高，而恢复至正常值前体内都有一个代偿状态，因此会有一过性的增高现象。总之，对颅脑损伤病人入院后及时连续检测血清SOD水平，可协助判断脑损伤的程度和预后，对指导临床医师治疗有着实用价值。儿科新生儿缺氧缺血性脑病（HIE）新生儿缺氧缺血性脑病（HIE）是因围产期严重缺氧缺血性疾病致新生儿脑组织损伤，是新生儿死亡和致残的重要原因，最为常见的因素为围产期窒息。近年来许多实验和临床研究证明氧自由基与新生儿引起的脑损伤密切相关。HIE是新生儿期危害最大的常见病，近年来新生儿缺氧缺血性脑病的发病率和病死率有上升趋势。HIE的发病机制中重要的一点在于缺血再灌注导致脑损害，一般经历原发损伤和继发损伤两个阶段，其间隔时间在于损伤的严重性及细胞损伤的数量。近年来，人们已注意到许多介质参与了脑缺氧缺血性改变的病理生理过程。HIE脑缺氧时线粒体自身氧化产生活性氧，脑组织中富含多价不饱和脂肪酸，其代谢产物直接损伤脑组织和血管，引起微循环障碍，加重脑组织功能障碍和变性坏死。SOD是体内主要的自由基清除剂。HIE患儿脑缺血再灌注过程中氧自由基大量产生，SOD则被大量消耗，活性明显下降；临床观察表明HIE患儿病情程度与SOD活性有关可能因重度HIE时脑部损伤严重产生大量超氧阴离子，SOD歧化超氧阴离子消耗较大，从而加剧了脑组织损伤。新生儿缺氧缺血性脑病（HIE）可由围产期任何严重缺氧缺血性疾病引起，由于围产期窒息导致脑缺氧缺血，缺氧时脑细胞突触前神经原释放大量的谷氨酸，而谷氨酸是脑中最主要的兴奋性氨基酸，与N-甲基-D-天(门)冬氨酸（NMDA）受体结合后触发阳离子通道开放，钙离子通过NMDA通道进入细胞与钙调蛋白结合，钙调蛋白激活脑细胞内固有型NO合成酶（cNOS）并释放NO。脑内低水平固有型NO作为一种有益的介质能够增强和保护神经细胞的活动性，而高强度的NO则是一种非调型杀伤分子，具有明显的神经毒作用，从而加重脑缺血，再灌注损伤导致神经元坏死。有资料表明，新生鼠缺氧缺血后24h NO大量释放。研究结果显示对照组新生儿和HIE组新生儿血清NO水平有明显差异。SOD是机体重要的氧自由基（OFR）清除剂，其水平高低反映了机体对OFR的清除能力，HIE的脑损伤不仅发生于缺氧缺血，当机体恢复供血供氧及侧支循环重建时，由于OFR大量产生，抑制SOD酶活性导致自由基逐步增加，造成脑组织及血脂质过氧化反应增强，引起再灌流损伤，OFR大量产生，SOD则被大量消耗，水平明显下降，下降越多，病情越重，预后越差。因此血清SOD是HIE患儿病情严重程度和HIE疗效及预后的敏感指标。研究显示，HIE患儿急性期血清中SOD浓度较对照组明显下降，可能是缺氧缺血导致脑组织损伤，产生大量超氧阴离子，使SOD消耗较大，从而加剧了脑组织损伤。研究还发现，中、重度HIE与轻度HIE患儿血清中SOD水平有明显差异，说明患儿血清中SOD水平高低可反映HIE的病情程度。另外，轻度HIE患儿在应用自由基清除等药物治疗前后血清中SOD水平无变化，中、重度HIE患儿在应用自由基清除等药物治疗后，血清中SOD浓度有明显升高，而常规治疗组中、重度HIE患儿SOD水平治疗前后则无差异。因此，应用自由基清除等药物治疗中、重度HIE可以促进病情早期恢复，减少脑性瘫痪等后遗症的发生。研究还证实，HIE患儿急性期血中SOD含量降低，说明HIE急性期的抗氧化功能下降，清除OFR的能力降低。SOD水平高低与病情的严重程度有关，病情越重血清中SOD越低。测定血清SOD水平对新生儿HIE病情程度的判断及疗效评估具有重要意义，对临床诊治有很重要的价值。妇科子宫内膜异位症子宫内膜异位症的主要病理变化为异位内膜随卵巢激素水平的下降而脱落出血，并伴有周围纤维组织增生和粘连形成，以致在病变区出现紫褐色斑点或小泡，最后形成大小不等的包块。其主要病理变化可能与自由基的产生和清除平衡失调有关，研究表明，子宫内膜异位症患者血清SOD活性明显低于正常健康人，说明血清SOD的活性与子宫内膜异位症的发生有可能存在某种联系，并影响该病的发生、发展。人体内超氧化物歧化酶（SOD）为直接清除自由基的酶。自由基在体内虽不断产生，但也不断被清除，一旦机体的防御功能减弱，自由基便在体内堆积，导致脂质过氧化反应，引起生物膜损伤、细胞结构受损及功能紊乱。另外有研究表明，超氧阴离子和氢过氧化物损伤子宫内膜细胞，导致大量Mn-SOD释放入腹腔液，提示自由基在子宫内膜异位症的发病过程中起重要作用。通过检测子宫内膜异位症患者腹腔液和血清中超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化脂质（LPO）、ViE水平及总抗氧化能力。来研究氧自由基与子宫内膜异位症的关系。结果发现子宫内膜异位症患者腹腔液中SOD/LPO、ViE/LPO、总抗氧化能力LPO均明显低于正常水平，差异有统计学意义（均P<0.05）。说明子宫内膜异位症的发生与发展和血清SOD水平有密切的关系。内分泌科糖尿病肾病(DN)糖尿病(diabetes mellitus)是一组由遗传和环境因素相互作用而引起的临床综合征。因胰岛素分泌绝对或相对不足以及靶组织细胞对胰岛素敏感性降低，而引起的糖、蛋白、脂肪、水和电解质等一系列代谢紊乱。临床以高血糖为其主要标志，久病可引起多系统急、慢性并发症发生。胰岛B细胞抗氧化酶一超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-px)活性相对较低，因而对氧自由基介导的损害非常敏感。动物体内及体外胰岛素培养的实验提示，四氧嘧啶具有产生氧自由基的能力，其致糖尿病作用是由于自由基，主要是羟自由基(·OH)介导的，而链脲霉素的致糖尿病作用，并非由于直接产生的自由基而可能是通过抑制SOD活性及干扰细胞正常的自由基清除系统。预先注射SOD可以预防四氧嘧啶和链脲霉素诱导的糖尿病。日本学者发现，310周龄的糖尿病小鼠红细胞SOD活性较对照组高，反映糖尿病小鼠体内氧自由基增多，而且红细胞SOD活性改变与循环胰岛细胞表面抗体的出现是一致的，支持氧自由基与糖尿病发病有关。人体自由基可引发多价不饱和脂肪酸过氧化而生成过氧化脂质(LPO)，其最终产物丙二醛(MDA)能使蛋白质、核酸、脂类发生交联，使生物膜发生变性、细胞突变、衰老或死亡。体内SOD为直接清除自由基的酶，可阻断自由基促使产生LPO的链式反应，从而保护细胞不受自由基的损害。糖尿病病人有铜锌代谢紊乱。铜离子是细胞中铜锌SOD酶催化中心所必不可少的离子，锌离子对稳定酶分子结构起着重要作用。因此，糖尿病病人铜锌离子的降低与铜锌-SOD活性下降有关。研究还发现LPO的升高与红细胞SOD活性降低呈负相关，同时与血清中甘油三脂、血糖呈正相关。糖尿病肾病（diabetic nepheropthy,DN）是糖尿病重要的微血管慢性并发症之一，是导致末期肾功能衰竭的主要原因。早期DN有关症状表现并不明显,尿常规检查多无阳性结果，仅表现为肾血流量增加,肾小球内压改变和尿中出现微量蛋白，容易被忽视。临床上一旦出现大量蛋白尿，DN的发展将无法逆转。选择理想的肾损害的早期诊断指标，对DN的早期诊断和治疗有重要的意义。研究表明，超氧阴离子代谢异常与早期糖尿病肾病密切相关。为此进行血清SOD水平检测，对早期糖尿病肾病的诊治有一定的参考价值。如采用舒洛地特联合贝那普利、厄贝沙坦、六味地黄丸、维生素E等治疗时参考血清SOD水平，对病况与疗效可有一定的参考作用。肾病科肾病综合征可由多种疾病引起，可区分为原发及继发性两大类，氧自由基在肾病综合征发病中起到了重要作用。原发性肾病综合征发病机制为免疫复合物及激活的补体沉积于系膜区及毛细血管绊，通过免疫粘附及趋化作用，吸引中性粒细胞及单核细胞于局部浸润，这些炎性细胞内转移单电子的还原型辅酶氧化酶浓度增高，引起呼吸爆发，氧进行单电子还原形成超氧阴离子速率增加，产生大量氧自由基，进而激发自由基连锁反应，使脂质过氧化增强，引起肾小球上皮细胞代谢障碍；氧自由基可直接降解肾小球基底膜，或通过髓过氧化酶-过氧化氢-卤素系统产生HOCl和O-2，从而破坏基底膜、增强基底膜对蛋白水解酶敏感性；自由基可破坏1蛋白酶抑制剂，导致中性粒细胞释放的蛋白水解酶脱抑制而发挥损伤作用；自由基引发产生一系列前列腺素和白三烯从而加重肾损害。这些因素致肾小球滤过膜对血浆蛋白的通透性增加，致原尿中蛋白含量增多，超过了近曲小管上皮细胞的重吸收和分解能力，而形成大量蛋白尿排出，进而导致低蛋白血症和高度水肿。临床研究发现多数原发性肾病综合征患者存在抗氧化能力降低，表现为SOD、GSH-PX和VitE含量下降；也存在脂质过氧化反应亢进，表现为血中MDA和尿中MDA浓度升高。肾病患者抗氧化能力下降除与机体氧化增强、SOD消耗过多外，还与尿中抗氧化剂丢失有关。肾病时氧自由基除与肾小球系膜细胞产生增多有关外，还与病人黄嘌呤氧化酶活性增加、中性粒细胞被激活密切相关。实验表明血中MDA升高显著，血抗氧化酶浓度降低显著者多数为肾炎性肾病；黄嘌呤氧化酶升高者仅存在于肾炎性肾病。