抗氧化酵素之母SOD: 揭開超氧化物歧化酶的神秘面紗 | 誠品線上

抗氧化酵素之母SOD: 揭開超氧化物歧化酶的神秘面紗

內容簡介

內容簡介 老化、疾病幾乎都與「氧化壓力」有關， 而目前公認SOD及其同功酶為抗氧化利器； 最新研究發現，香瓜富含SOD！ 勢將引起下一波保養品大戰，不可不知！脂肪圍 為愛美女性夢魘目前已知，很多疾病、老化都與活性氧、活性氮等自由基有關，那是造成氧化壓力的主因。而「超氧化物歧化酶（Superoxide Dismutase，SOD）」為一切抗氧化的基礎，絕大多數抗老防衰的研究與產品開發，幾乎都從這裡出發。若說SOD為抗氧化酵素之母，應該一點也不為過。研究發現，SOD的效應包括：降低放射線照射副作用與細胞阻抗性，能抗發炎、抗感染與抗癌，改善心血管疾病、慢性過敏性氣喘，保護神經組織和大腦，還能減重、改善精蟲活力…等等。書中細談SOD的抗氧化、抗發炎潛力，防治肥胖、糖尿病，心血管、肺部和骨關節疾病，以及對皮膚、神經性疾病的作用。還特別引介法國的最新發現：香瓜富含抗氧化酵素，且已製成多種產品，值得重視。此外，研究亦發現有些咖啡還有消「脂肪圍」效用，值得重視！

作者介紹

作者介紹 ■作者簡介呂鋒洲 教授台灣大學農化系、台大醫學院生化研究所、美國奧勒岡州立大學生物物理及生化研究所畢業曾任：台大醫學院生化研究所教授兼所長、中國醫藥大學營養系榮譽講座教授、 中國生物化學及分子生物學會理事長、中華民國毒物學會理事、 中華民國臨床生化學會理事。現任：中山醫學大學醫學研究所講座教授、中山醫學大學應用化學系講座教授、中國醫藥大學榮譽講座教授、 台灣自由基學會理事、中國保健協會功能水分會名譽顧問、台灣機能水協會學術首席顧問專攻：酵素學、物理生化學、環境毒物學、自由基醫學與生物學著作：發表學術論文210篇以上，專著十餘本。通俗著作有：電解水是好水、電解水是好水（2）、強電解氧化水、神奇抗氧化劑、神奇抗氧化劑（2）實用篇、好水會說話、善用紫蘇、發酵大豆抗癌新希望、益生菌酵素嚇嚇叫、怎樣防治真菌毒素、氫分子機能水、沙棘消炎護肝第一名等書，每一本書都引起極大的重視與迴響。

產品目錄

產品目錄 【抗氧化酵素之母SOD】目錄前言代序：理論與實用兼備的SOD學說呂鋒洲 第一章：SOD的抗氧化潛力和作用機制 第一節： 活性氧或活性氮為氧化壓力基礎活性氧為氧化壓力的主要來源活性氮也要注意 什麼叫做氧化壓力？ 第二節：SOD的定義和性質—金屬酵素及粒線體、胞外SOD抗氧化發現金屬酵素SODs開啟第2新紀元活性氧的作用途徑 SODs有3種同功酶（isoforms）其他SOD同功酶 天然抗氧化酵素為對抗自由基利器 第三節：SOD的抗氧化性質和作用機制為何需要補充SOD 抗氧化劑不平衡就易出現病變SOD的抗氧化性質具有獨特性 補充香瓜SOD有助於減少活性氧 SOD和熱休克蛋白脂質過氧化也是氧化壓力 細說蛋白質的氧化作用DNA氧化作用 超氧化物歧化酶的功能值得期待第二章：發炎是多種疾病的元凶 第一節：發炎反應和氧化壓力活性氧是發炎反應主因 活性氧連接發炎反應途徑發炎時的抗氧化物質作用機制嘗試將SOD製成抗發炎藥物 SOD的消炎機制包括四種 第二節：如何補充SODSOD對結腸炎的作用機制 對實驗性急性胰臟炎的影響預防放射線照射誘發的小腸發炎 第三節：SOD能防治骨關節疾病關節疾病 活性氧會損害關節組織 補充SOD有改善作用 關節炎 活性氧是骨關節炎主因之一 類風濕性關節炎都是活性氧惹的禍 關節炎病人如何補充SOD類風濕性關節炎病人的抗氧化力偏低缺乏EC-SOD之表達和關節炎可能有助於改善類風濕性關節炎注射三種基因有助於改善膝關節發炎Orgotin®或可當藥物應用 SOD確實具有抗發炎作用第三章：肥胖為現代人夢魘 第一節：肥胖和氧化壓力有關肥胖細胞的代謝 為何氧化壓力也會造成肥胖肝細胞的「膨脹退化」 補充適量的香瓜提取物才有效香瓜提取物能降低SHR老鼠體重 第二節：脂肪圍為多數女性的夢魘什麼叫做脂肪圍 生理上出現四大變化SOD有助於對抗纖維變性 SOD對抗纖維變性的作用機制咖啡因可能刺激脂肪酸脂分解第四章：糖尿病—高血糖和氧化壓力有關活性氧扮演關鍵角色 改變抗氧化酵素活性 從體外補充SOD才能改善血流狀況SOD確能改善內皮細胞失能粒線體DNA的氧化作用和錳SOD活性第五章：心血管疾病大大影響生活品質—活性氧在心血管疾病的重要性 第一節：動脈硬化先引起發炎再硬化 SOD在動脈硬化中的作用機制 第二節：高血壓活性氧可能是高血壓誘因 SOD在高血壓中所扮演之角色 第三節：心臟纖維變性第六章：肺部疾病細胞外SOD活性只有在肺部才能展現生病或發炎時數量會減少能防制間質成分被氧化成斷片 可減少多種氧化傷害可防制肺纖維變性 活性氧與肺臟纖維病變的證據細胞激素的產生 在肺臟纖維變性中補充SOD綜合說明第七章：神經性疾病 第一節：神經退化性疾病大腦的抗氧化機制 SOD能延遲神經細胞凋亡速度適度表現銅鋅SOD可延遲神經細胞死亡 第二節：腦缺血錳SOD和大腦缺血 細胞外SOD和大腦缺血銅鋅SOD和腦缺血 銅鋅SOD和星狀細胞對穀胺酸鹽的吸收 第三節：阿茲海默氏症老化為主因 血管性失智症 與氧化壓力有關粒線體是氧化壓力主要來源 補充抗氧化劑才能救細胞錳SOD的效益 錳SOD影響學習、避免記憶傷害 第四節：巴金森氏症氧化與氮化壓力傷害神經元 神經發炎可能也是誘因果蠅實驗具有參考價值 以血液樣品做實驗的結果 第五節：肌萎縮性脊髓側索硬化九成以上呈散發性 氧化壓力的證據相當明確抗氧化劑治療帶來一線曙光 ALS病人如何補充SOD第八章：皮膚疾病 第一節：皮膚發炎與活性氧的作用皮膚是活性氧的信息途徑 皮膚的抗氧化機制SOD如何抗皮膚發炎 可防治多種皮膚發炎病症1、接觸性皮膚炎 2、異位性皮膚炎氧化壓力餐與作用 3、搔癢病癢感會伴隨活性氧之產生而升高 給搔癢病補充SOD4、白斑 和氧化壓力脫不了關係 補充SOD及照射紫外線治療 5、牛皮癬原因與病理因素 也與活性氧有關 牛皮癬和抗氧化劑的關係 第二節：SOD和紫外線照射對皮膚的影響紫外線對皮膚的影響 暴露於UV照射產生ROS和RNS紫外線暴露與發炎過程 自由基造成皮膚傷害UV照射和膠原蛋白之產生 小心光老化UV照射時的抗氧化機制補充SODs才能有效抗光老化 SOD可抗細胞激素產生補充SODs以對抗放射線 補充SOD對抗UV照射 第三節：皮膚癒合和後遺症皮膚的癒合機制 發炎期 過渡修護與上皮再形成顯粒組織和新血管之形成第九章：補充SODs治療氧化壓力相關疾病氧化壓力的定義與紓解之道 都是氧化壓力惹的禍不要忽略SOD同功酶的作用投入SOD後可看出有益效應投入SOD的若干途徑 作用機制仍要留意 參考文獻

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內文 : 活性氧為氧化壓力的主要來源
氧的中間代謝物質包括：（1）超氧陰離子（superoxide anion）（2）過氧化氫（hydrogen peroxide, H2O2）。（3）氫氧自由基（hydroxyl radical, ‧OH）這些都是由氧之單電子、雙電子和三電子還原後所產生（圖1-1）。
一般認為「活性氧」就是「自由基（free radical）」，也是人體老化的元凶，其實並不完全正確；因為並非所有的活性氧都會形成自由基，自由基也不是只有活性氧一種而已，例如「過氧化氫」也可能變成自由基。
「自由基」的定義是：不管是任何物種（species），包括原子或分子，只要可以獨立存在，而且在其分子軌道（molecular orbitals）上含有一個或更多個不配對的電子，形成不穩定狀態，必須從鄰近的化學物種中去抓取電子以保持穩定，這些不成對的電子所形成的化學物種，就稱為自由基；而活性氧只是其中一種而已。
產生活性氧的管道很多，例如生物體受到放射線照射，或在代謝過程受到激活，或者被酵素直接催化，或與金屬發生催化作用，都可能產生「初級活性氧」（primary ROS），也就是「超氧陰離子」自由基；還會進一步的與其他分子發生作用，變成「次級活性氧」（secondary ROS）
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過氧化氫與超氧陰離子不同，它不是自由基，而係一種重要的信息分子（signaling molecule），比較安定，屬於一種較微弱的氧化劑。不過過氧化氫一樣具有毒性，可以氧化硫醇化合物中的SH基，尤其是經過金屬催化劑作用之後，其毒性更強。
氫氧自由基（˙OH）具有高活性，在體內的半衰期很短，具有危險性。生物體內一旦產生氫氧自由基，氫氧自由基就會快速的在其最接近的組織處發生作用，造成對生物體不利的影響。氫氧自由基還可與生物分子，如DNA、蛋白和脂質發生作用，產生其他自由基化合物；也可以擴散進入細胞，氧化其他生物分子，產生自由基之連鎖反應。例如在脂質過氧化作用的連鎖反應中，就常常看到氧與「烷基自由基（alkyl radicals, R˙）」直接作用，而形成「過氧化自由基（Peroxy radicals, ROO˙）」。
幸好生物體內也有一套可以降低自由基肆虐的機制。例如在脂質的雙層膜內，就含有若干稱之為「次抗氧化劑（secondary antioxidants）」的自由基掃除劑，包括維生素Ｅ、Ｃ（Vitmin E and C）和穀胱甘肽（glutathione）等等，這些抗氧化劑可以產生相當安定的「苯氧自由基（phenoxy radicals, ROH）」，中斷過氧化自由基（ROO˙）的連鎖反應，因而中和自由基、避免產生過多不良反應。
活性氧：自然產生或由酵素而來
從分子的層次而言，所有好氧性生物只要受到刺激（不管是外在或內在），都會產生活性氧（ROS）；原則上，細胞內的活性氧包括酵素性和非酵素性兩種，而體內的活性氧主要從粒線體產生。
體內的活性氧主要從粒線體產生
由圖1-2可知，在粒線體的電子傳遞鏈中，每次電子從複合體Ⅰ（complexⅠ）傳遞到複合體Ⅲ（complexⅢ）時，都會逸失1%～3%的電子，導致不穩定，因而產生超氧陰離子（圖1-2）。這些超氧陰離子會干擾粒線體的「氧化磷酸化作用（oxidative phosphorylation）」，因而影響粒線體產生ATP的活性，進而影響健康，甚至成為誘發多種疾病或使其惡化的因素之一。
細胞內的活性氧來源與酵素有關
細胞內的活性氧來源與酵素有關；例如血漿膜中的氧化酵素（酶），若受到生長因子或細胞激素刺激，就可能產生活性氧。這類酵素包括：（1）黃嘌呤氧化酶 （xanthine oxidase），（2）細胞色素p450單加氧酶 （cytochrome p450 mono-oxygenases），（3）脂氧合酶 （lipoxygenase），（4）一氧化氮合成酶 （NO synthase），（5）NADPH氧化酶 （NADPH oxidase）。（圖1-3）
細胞色素p450單加氧酶
其中，「細胞色素p450雙功能加氧酶」是指：在平滑內質網（smooth endoplasmic reticulum, ER）中的酵素，主要以細胞色素p450和b5 （cytochrome p450 and b5）居多，幾乎已經成為一個酵素家族；這些酵素可以氧化不飽和脂肪酸和外界異物（xenobiotics），並將氧分子還原成超氧陰離子與（或）過氧化氫（H2O2），因而產生活性氧。
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活性氮也要注意
除了活性氧之外，活性氮（Reactive Nitrogen Species, RNS）也是氧化壓力來源之一。
活性氮的產生途徑之一，是「氧化氮合成酶（nitric oxide synthase, NOS）」催化了精胺酸（L-anginine），產生一氧化氮（nitric oxide, NO）。一氧化氮的作用包括正反兩面，既具有調節功用（regulatory functions），也帶有細胞毒素（cytotoxic effects），是好是壞要根據酵素來源和一氧化氮的產生量而定。
就好的方面來說，科學研究證明，一氧化氮在血管生物學上扮演了相當重要的角色，尤其是在血管內皮細胞組織中，若氧化氮合成酶產生的一氧化氮濃度較低時，一氧化氮就變成一種信息分子，可以調節血管的彈性，必要時擴張（vasodilation）以增加血流量。
另一方面，因為一氧化氮本身屬於不很活躍的自由基，如果濃度太高，就具有細胞毒性；人體血漿內的一氧化氮還會消耗維生素Ｃ（ascorbic acid），降低維生素Ｃ（也是一種抗氧化劑）的濃度，出現脂質過氧化。因此特別容易在「缺血再灌流」的過程中造成傷害，還可能引發神經退化性和慢性發炎性疾病。
然而高濃度的一氧化氮雖具有細胞毒性，一樣具有正面效用，可作為一種高度毒性氧化劑使用，例如巨噬細胞內的誘導型氧化氮合成酶，產生高量的一氧化氮時，就可以殺死微生物，避免微生物戕害身體健康。
一氧化氮雖然容易受到細胞介素（interleukin, IL-1β）、腫瘤壞死因子（tumor necrosis factor, TNF-α）及干擾素（interferon, IFN-γ）、脂多醣（lipopolysaccharide, LPS）的刺激而產生，但也可受轉形生長因子（TGF-β）和IL-4、IL-10的抑制，因此可當作一種介體（mediator），有助於促使有害細胞凋亡。這是因為一氧化氮與過氧化氫的反應速率，比超氧陰離子受超氧化物歧化酶（SOD）的歧化速度快3倍，因此一旦一氧化氮與過氧化氫發生作用，過氧化氫就會強力阻止一氧化氮的調節信息作用，避免其活化，同時一氧化氮與超氧陰離子產生過氧化亞硝酸鹽（peroxynitrite, ONOO–）；這是一種強力氧化劑，具有細胞毒性，因而促使細胞凋亡。。
根據研究，過氧化亞硝酸鹽還能選擇性的將蛋白質內的酪氨酸殘基（tyrosine residues）硝酸化，包括粒線體內的錳SOD（Mn-SOD），以及具誘導性的一氧化氮合成酶（inducible NO synthase, iNOS）。過氧化亞硝酸鹽還可誘導單股的DNA，造成損害；或促使細胞膜脂質過氧化，或使低密度脂蛋白（LDL）產生氧化作用。也就是說，過氧化亞硝酸鹽似乎是藉某種化學作用，在組織發炎處造成傷害；或影響神經退化性疾病、腎臟病患者的血管，使其失去作用。
由內皮細胞產生的過氧化亞硝酸鹽，還可降低一氧化氮的可用率。一氧化氮是保持血管舒張的重要因子，一旦失去一氧化氮的有效性，則血管收縮後容易形成高血壓。許多研究證明，假如SOD可以控制內皮細胞的過氧化氫活性，就可能維持血壓正常。
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為何氧化壓力也會造成肥胖
大家都知道，高脂膳食和久坐不動（不運動）的生活形式，是肥胖的主要風險因子，也是代謝症候群的誘因，容易誘發肝病、心血管疾病、第2型糖尿病、血液中脂質異常、高血壓和癌症等許多慢性病，並因而縮短生命期。研究人員以倉鼠做實驗，證實膳食所導致的肥胖較容易出現胰島素阻抗；氧化壓力也可能和肥胖有關，很多證據顯示，脂質的氧化壓力增加，與肥胖病理密切相關；也就是說，氧化壓力大者較容易肥胖。
1、肥胖與系統性氧化壓力有關
基尼（Keaney）等人的研究報告指出，肥胖是一種系統性的氧化壓力，或者說氧化壓力與肥胖有關。許多證據顯示，有高氧化壓力者往往比較肥胖，此與抗氧化防禦減少，以及（或）產生了強力的自由基有關。
2、非酒精性脂肪肝
肝臟是沉默的器官，從來不會喊痛，因此經常受到忽視。最常見的是酗酒引起酒精性肝炎，但不喝酒一樣可能出現「非酒精性脂肪肝疾病」，包括肝臟損傷、從簡單的脂肪過度負擔到非酒精性的脂肪性肝炎（steatohepatitis, NASH），到肝硬化（cirrhosis）。脂肪性肝炎的肝損害特徵是脂肪疊積、發炎細胞浸潤和肝細胞出現不同程度的「膨脹退化（ballooning degeneration）｣。
肝細胞的「膨脹退化」
所謂肝細胞「膨脹（ballooning）｣，特指肝細胞膨脹與增大，尤其常見於脂肪肝患者。至於「膨脹退化（ballooing degeneration）」，則是指脂肪肝的一種組織上變化，乃細胞退化、功能消失的指標。
3、脂肪變性也有可能
高血糖（hyperglycemia）和高血三酸甘油脂（hyper-glycerridemia）患者，最後大多會出現脂肪變性（steatosis），而使肝臟更容易出現氧化壓力；有時粒線體缺陷也會大力誘發氧化壓力。有了這些刺激之後，患者可能從簡單的脂肪肝，變成脂肪性肝炎。從病理方面來看，氧化壓力會傷害肝細胞與中間的「絲細胞骨架｣（filament cytoskeleton），特別容易誘發脂肪性肝炎。
補充適量的香瓜提取物才有效
為了證實氧化壓力與肥胖有關，研究人員特別設計一種能定量檢查SOD B® Grade M，以了解實驗動物黃金倉鼠吃了這種飼料之後，是否比較容易肥胖。
首先挑選16隻黃金倉鼠，經過4天的適應期後，將其任意分成4組，每組4隻，每組的平均重量大致相同。接著以高脂飼料（HF）餵食12星期，之後分別灌飲每天每公斤體重0.7（HFEx1）、2.8（HFEx2）或5.6（HFEx3）的自來水，或SOD B® Grade M水溶液。最後只有高脂飼料組不補充SOD B® Grade M，作為HF對照組。其餘12隻倉鼠均餵常規飼料（標準組，SD），而且每日灌飲自來水，連續12星期，當做非病理性對照組。
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第四章：糖尿病
—高血糖和氧化壓力有關
許多動物實驗和臨床研究均證明，氧化壓力及粒線體功能障礙，與糖尿病病理及其血管併發症之間，似乎具有不可分割的關係，其中之一就是「高血糖症（hyperglycemia）」。
活性氧扮演關鍵角色
事實上，氧自由基不但關係到氧化劑與抗氧化劑之間的平衡，更與糖尿病、血糖平衡的病理與生理密切相關。也就是說，糖尿病中的「慢性高血糖症」固然會誘發、產生過多活性氧，但也會抑制抗氧化機制，造成前發炎狀態（pro-oxidant state）。這就是為何糖尿病患者的氧化壓力特異性標記，例如8-iso-prostaglandin F2α會增加的原因。此外，有些與糖尿病病理相關的機制，也參與葡萄糖自體氧化、蛋白質糖化（glycation）作用，以及多元醇途徑（polyol pathway）、粒線體及NAD（P）H oxidase等作用，並因而產生超氧陰離子，成為活性氧的來源之一。
活性氧會誘導並修飾蛋白質、脂肪和DNA，結果傷害到細胞功能，導致調節血糖的細胞凋亡。這在糖尿病後期併發症中很常見，例如出現高血壓性動脈硬化、視網膜病變、腎臟病和失能（impotence）等。此乃預防醫學一再告誡，糖尿病人必須嚴格管控飲食，注意起居，以防範血管併發症的原因。
不僅如此，高血糖和游離脂肪酸（FFA）還會誘導粒線體，產生過量超氧陰離子；加上其他酵素系統所產生的高量超氧陰離子，一起活化PKC（Protein kinase C）和轉錄因子Kappa B（NF-κB），再利用NOX（NADPH oxidase）之過度表現，產生過多之超氧陰離子。這些超氧陰離子還可被超氧化物歧化酶還原成過氧化氫（H2O2）。
在一氧化氮氧化超氧陰離子的過程中，會產生ONOO–，破壞DNA，活化細胞核酵素poly（ADP-ribose,polymerase, PARP）。受激活的PARP會降低甘油醛3磷酸脫氫酶（glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase, GADPH）的活性；進而減少脂肪細胞（adipocyte）和肌肉（muscle）中，第4型轉運蛋白（transporter type 4, GLUT4）之表現，引起胰島素之阻抗，使內皮細胞之內皮失能。還會降低貝他細胞（β-cells）的胰島素分泌量，影響不可謂不大。（圖4-1）
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第五章：心血管疾病大大影響生活品質
—活性氧在心血管疾病的重要性
心血管疾病（cardiovascular disease, CVD）為全球人口死亡率的前幾名，每年因此死亡者超過1千7百萬人。為什麼心血管疾病患者愈來愈多？道理安在？
逐漸增加的證據顯示，活性氧可能在心血管系統中扮演關鍵性角色。學者的研究發現，心血管系統中的活性氧與活性氮，若與其他分子發生作用，就可能造成血管障礙（vascular malfunction）。尤其是負責調節氧化還原作用的轉錄因子（transcription factors），如NF-κB和AP-1，如與一些基因啟動區（promotor regions）發生作用，就可能誘發動脈硬化，包括糖尿病併發症在內。
雖然還有許多因素會促發心血管疾病，但影響最大的恐怕還是血管內的超氧陰離子和一氧化氮（NO）調節失去平衡。我們已知一氧化氮的主要功能在調節血管張力（vascular tone）和血管形成血栓之能力。一旦調節失衡，就會出現氧化壓力，成為心血管疾病的誘因，包括常見的動脈硬化、高血壓、心臟衰竭、中風、冠心病、心肌梗塞和缺血性心臟病等等（表4-1）。
表：心血管疾病包括高血壓、心室肥大和動脈硬化的氧化壓力之指標。
心血管中的活性氧不容於低密度脂蛋白受體（receptor），但會刺激低密度脂蛋白（LDL），促使其氧化、形成OX-LDL，再進一步被活化、形成AGE（Advanced Glycation End-Product）與多元醇（polyol pathway）、乙醣胺（hexosamine pathway）和PKC（protein kinase C）等，最後誘發血管併發症。
許多研究指出，非來自粒線體的活性氧，也可能（或更重要）是心血管疾病的誘因之一；那是因為細胞質中的氧化酶（cytosolic oxidase），例如NADH/NADPH oxidase、xanthine oxidase（XO）、NOS isoforms等，在生理壓力下，或經誘導而被激活之故。因此若要有效調節血管內的超氧陰離子數量，最重要的就是補充超氧化物歧化酶，尤其要注意保持血管壁上的超氧化物歧化酶同功酶份量充足，因為那是細胞外超氧化物歧化酶（extracellular SOD,EC-SOD）的主體。也就是說，注意補充細胞外超氧化物歧化酶（EC-SOD），有助於防治動脈硬化與高血壓。難怪近幾年來，科學家在研究防治心血管疾病的妙法時，都特別重視超氧化物歧化酶的重要性。
第一節：動脈硬化
就病理或生理上而言，所謂「動脈硬化（atherosclerosis）」，是指因為遺傳或飲食、生活不當，以致血脂或剝落的斑塊、組織堆積在動脈血管壁上，導致血管狹窄、硬化之意。
圖5-1　ROS/RNS與細胞信息途徑的作用和動脈傷害的發展。
動脈硬化本身不算是一種疾病，只能說是一種心血管疾病症狀，因此很少直接致命。但因血管變得狹窄、硬化、脆弱，很容易阻塞或破裂，因而出現冠狀動脈、頸動脈和末梢動脈相關疾病，例如急性冠狀動脈症候群和腦中風，而危及生命；即使不致命，其後遺症也會嚴重影響生活品質。
但從分子生物學來看，動脈硬化乃活性氧（ROS）和活性氮（RNS）引起低密度脂蛋白（LDL）氧化、變性所致：這種情況就是所謂的「氧化性修飾」，低密度脂蛋白被氧化之後，就稱為「氧化型低密度脂蛋白（OXLDL）」。（圖5-1）
活性氧的來源是血管內的超氧陰離子，而活性氮多來自一氧化氮（NO）；一氧化氮具有血管張力（vascular tone）作用，屬於一種強力的血管擴張劑（vasodilation），乃對抗動脈硬化的重要因子。而超氧陰離子會干擾一氧化氮的血管張力作用（一氧化氮不會活化或干擾超氧陰離子），影響血管擴張與血流順暢。一旦超氧陰離子與一氧化氮發生作用，就會產生ONOO-，成為動脈硬化的誘因之一。改善之道只有增加血管中的細胞外SOD（EC-SOD）的量，才能調節。
氧化型低密度脂蛋白（OXLDL）是形成血管內斑塊、造成動脈硬化的主要「起始因子（initiator）」，會影響到內皮細胞、單核細胞以及平滑肌細胞的生物效應。
研究發現，氧化型低密度脂蛋白（OXLDL）經由血管內皮，誘發動脈硬化的過程分為4步驟：
（1）開始期（initiation phase）：活性氧開始攻擊脂質，因為脂質含有雙鍵的多飽和脂肪酸。
（2）第2期（second phase）：根據攻擊脂肪酸的鏈鎖反應，將化學修飾作用傳遞到其他脂質。
（3）第3期（third phase）：分解並釋放脂質斷片，形成脂質過氧化物（lipid peroxide）；脂質過氧化物堆積過多就具有細胞毒性。
（4）第4期（fourth phase）；修飾並分解apo B。
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活性氧可能是高血壓誘因
在血管組織內，超氧陰離子來自與細胞膜結合的NADH/NADPH oxidase。一旦血管收縮素Ⅱ（angiotensnⅡ, AgⅡ）被此種酵素激活，或受到超氧陰離子影響而慢慢升高，就可能誘發高血壓。在腎素（renin/AgⅡ）升高的情況下，血管內的超氧陰離子就可能被活化，而誘發心血管疾病。也就是說，血管收縮素Ⅱ會刺激超氧陰離子增生，因而誘發高血壓。
但超氧陰離子也不是一無是處，對高血壓患者而言，超氧陰離子也可經由離子通道，活化基質金屬蛋白酶（matrix metallproteinases）、活化對氧化還原敏感的轉錄因子，造成細胞外基質蛋白沉積，或利用發炎、促進血管平滑肌增生等途徑，扮演血管重塑（vascular remodeling）和血管擴張（vascular tone）的角色。
至於原發性高血壓，主要是血管中的超氧陰離子數量增加、作用變大，以致抑制了一氧化氮的活性，進而傷害到內皮血管的擴張功能。增強分解一氧化氮，出現不正常的內皮依賴性血管擴張作用（vasodilator function）而引起。
SOD在高血壓中所扮演之角色
研究顯示，補充細胞外SOD（EC-SOD），有助於調節被腎素-血管收縮素Ⅱ（rennin-AgⅡ）所活化的血管壁之氧化狀態。
我們知道，超氧化物歧化酶（SOD）能抑制超氧陰離子和一氧化氮（NO）的作用，藉大量增加內皮依賴性的血管疏鬆因子，而維護血管擴張功能（vasodilator effect）。內皮NOS會產生硝醯基陰離子（nitroxyl anion, NO-），進而被超氧化物歧化酶轉為一氧化氮，因而降低血壓。此外，硝醯基陰離子本身也會產生一氧化氮，此時超氧陰離子就變成一種血管收縮劑（vasoconstrictor agent），一樣會與超氧化物歧化酶發生作用而降低血壓。可見超氧化物歧化酶之所以能調節高血壓，重點在減少超氧陰離子量，而使一氧化氮的作用保持正常。（圖5-4）
也就是說，補充細胞外SOD能產生適應反應（adaptative mechanism），抑制或掃除超氧陰離子，因而改善高血壓。此外，MNK（a copper transporter, MenKes ATPase）也有助於調節細胞外SOD和血管超氧陰離子活性，因而改善血管收縮素Ⅱ（angiotensnⅡ, AgⅡ）誘發的高血壓。其作用機制為：血管收縮素促進MNK與細胞外SOD間的作用，因而增強將銅（copper）運送到細胞外SOD的能力。血管收縮素還能誘導增加細胞外SOD活性，減少超氧陰離子的量，增加一氧化氮之可用率和內皮功用，因而改善高血壓。（圖5-4）
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為何需要補充SOD？簡單說，就是要保持促氧化劑和抗氧化劑（pro-oxidant/antioxidant）之間的平衡。
為何需要補充SOD
細胞含有金屬酵素SODs和其他抗氧化酵素，可以將活性氧轉變為無毒的水和氧（分子）；一旦活性氧跑到細胞外的空間，這些作用就會消失。因為在正常情況下，細胞外的SOD（EC-SOD）濃度很低，不足以抑制超氧陰離子，以致造成組織的明顯傷害，尤其容易導致細胞膜組織過氧化，造成傷害。因此，適度補充金屬酵素SODs作為安定劑，就可以有效掃除超氧陰離子，預防活性氧的循環毒害，進而恢復組織的活力。
圖1-12 和SOD間的重要平衡
截至目前為止，已經有研究報告提到，細胞在某些不正常的情況下（例如纖維組織異常的細胞），其所含的金屬酵素SODs（如錳SOD, Mn-SOD）數量會減少，因此補充超氧化物歧化酶，有助於直接或間接增強細胞的天然抗氧化能力與防禦作用，大大減少細胞及組織的氧化壓力。因此只要保持促氧化劑和抗氧化劑（pro-oxidant/antioxidant）之間的平衡，就可採行以超氧化物歧化酶（SOD）為基礎的抗氧化療法，而不會對臨床醫學造成太大的衝擊。（圖1-12）
抗氧化劑不平衡就易出現病變
如前所述，金屬酵素SODs的含量若不足，就會造成人體細胞與組織、器官的紊亂（disorders），影響既大且劇烈。例如很多癌症患者的體內，都可發現其細胞有金屬酵素活性降低的情形。又如SOD1（銅、鋅SOD）的基因突變，可造成神經細胞死亡、出現肌萎縮性「側索硬化症（ALS）」。若細胞外SOD（EC-SOD）的活性降低，則可能出現動脈硬化等不適。
由此可見，金屬酵素SODs的活性，與人體的各種生理、病理機制密切相關。SODs不管是對任何類型的細胞，也不管是在細胞的什麼位置，都一樣具有催化（歧化）活性。總之，SODs是體內重要的抗氧化酵素，但必須在細胞內、外的適當位置，含有一定數量，具備適當構造，才能抑制超氧陰離子、維持促氧化劑和抗氧化劑之間的平衡，因而保持健康。