超氧化物 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)是反映人体自由基代谢的重要指标之一，在氧化和抗氧化平衡中起着至关重要的作用，其水平可以间接反映清除自由基的能力。SOD检测项目主要用于测量肝病、心脑血管疾病、妇产科、儿科、肿瘤、内分泌疾病(如糖尿病等)患者血清中的SOD水平。)，肺病，肾病，自身免疫性疾病等。，可以实现对患者体内自由基水平的检测，从而了解机体损伤情况。

二、检测超氧化物歧化酶的意义

自由基的生理功能:参与和维持细胞的正常代谢；调节基因转录和蛋白质活性；促进前列腺素和脂肪氧合酶的产生；参与吞噬杀伤，杀灭外来有害微生物、细菌、病原微生物和肿瘤细胞进行免疫保护；参与肝脏排毒，松弛血管平滑肌降低血压。

自由基代谢异常包括自由基增加(FRI)和自由基减少(FRD)，前者较为常见。

血清超氧化物歧化酶低于129单位/毫升表明自由基增加。自由基过多或增加的常见原因是:

暴露在电离辐射下，如放射治疗，或长时间暴露在阳光和紫外线下。由于外界辐射作用，体内水分子变成不稳定的激发态，然后分解产生大量超氧阴离子自由基(O 2-。);

长期接触氧气/缺氧，如高压氧(HBO)。高压氧吸入会损伤肺部的巨噬细胞，巨噬细胞释放化学物质激活中性粒细胞，产生O2-。和H2O2。

手术或治疗(如心脏手术中的心肺转流、器官移植等。)，或者一些原发性疾病(如新生儿缺氧缺血性脑病HIE等。)伴有缺血再灌注或缺氧后输氧。缺血时ATP分解，腺嘌呤分解成黄嘌呤。再灌注时，氧分压和pH升高，黄嘌呤脱氢酶转化为氧化酶，O2被单电子还原，产生大量自由基(O2-。).

剧烈运动或大量细胞坏死时细胞内自由基的清除，如高强度过度运动、组织损伤(如压迫综合征)、亚健康状态等。；自由基(FRI)的增加会影响机体，引发骨骼肌线粒体氧化应激或炎症氧化反应，进一步导致自由基链式反应的发生，加重氧自由基(ROS)代谢异常，促进疾病的发生发展。

自由基增多(FRI)的临床表现是非特异性的。一般可用于传染病、儿科、妇产科、耳鼻喉科、胃肠科、内分泌科、神经内科、心血管内科、肾内科等科室。

三、超氧化物歧化酶检测在临床心血管医学中的应用

1、心肌缺血(冠心病)

大量资料表明，OFR引起的自由基(OFR)和脂质过氧化是心肌缺血损伤的主要机制之一。在生理条件下，心肌中存在一定量的自由基。而当组织细胞缺血缺氧时，氧自由基清除系统功能下降，产生系统活性增加。当组织恢复血液和氧气供应时，产生大量的氧自由基，以各种方式引起急性或慢性细胞损伤。体外循环心内直视手术中，由于机体处于非生理状态，可导致心肌代谢紊乱、缺血再灌注引起的继发性损伤等病理生理改变。在这个过程中产生的氧自由基导致心肌损伤。体外循环可引起广泛的炎症反应。白细胞在体外循环早期积聚在肺微血管中，并在再灌注过程中进一步活化，产生炎性细胞因子和自由基。最近的研究表明，自由基主要由心肌线粒体产生，引起脂质过氧化损伤机体细胞。氧自由基可引起细胞膜脂质过氧化，形成大量氧自由基及其降解产物MDA，破坏正常膜结构，增加通透性，使线粒体肿胀，直接攻击核酸，破坏DNA和RNA交联；抑制前列环素合酶，激活血小板环化酶，产生大量血栓素A2；使肌浆网钙依赖性ATP失活，降低肌浆网钙摄取能力，增加肌浆钙浓度，破坏兴奋-收缩偶联。离体大鼠心脏缺血再灌注实验证明，同时应用超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶可明显降低心肌细胞凋亡。氧自由基清除剂或抗氧化剂在心肌保护中的应用，可以显著降低组织中氧自由基的浓度，促进心脏功能的恢复。

无症状性心肌缺血(SM)是近20年来逐渐被人们所认识的一种临床综合征。由于其发病率高，病情隐蔽，容易造成无痛性心肌梗死或心源性猝死。心肌梗死是一种心肌灌注、功能和电活动可逆紊乱的临床综合征，导致ST段下移，无典型心绞痛。结果表明，自由基清除等药物处理前，超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶活性水平显著下降，这是OFR攻击不饱和脂肪酸的结果。提示重度精神分裂症患者存在明显的自由基代谢紊乱，治疗后血超氧化物歧化酶水平明显升高。

体外循环(CPB)心内直视手术中导致心肌缺血再灌注损伤的因素很多，其中氧自由基的产生被普遍认为是最重要的因素。随着体外循环(CPB)在心脏外科的广泛开展，心肌缺血再灌注的继发性损伤越来越受到临床的重视。减少心脏手术相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。

冠心病心肌缺血中，缺血/再灌注引起的继发性损伤与自由基介导的脂质过氧化有关。氧自由基引发的自由基增多和脂质过氧化是导致缺血性损伤和复氧性损伤的主要原因，是导致冠心病恶化的重要环节。动物实验表明，脂质过氧化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的改变。因此，它能有效清除自由基，增强机体抗氧化能力，保护和治疗血管内皮损伤和心肌缺血。研究还表明，经自由基清除处理后，超氧化物歧化酶活性水平明显升高，可抵抗自由基的二次损伤，在保护心肌缺血损伤中发挥重要作用。超氧化物歧化酶能清除体内氧自由基，其水平能间接反映机体清除氧自由基的能力和体内自由基的含量。

2.急性心肌梗塞

急性心肌梗死的主要原因是冠状动脉血栓形成。尽早对阻塞的冠状动脉进行再通是抢救濒危心肌、缩小梗塞范围的关键。

许多基础实验和临床研究证实，脂质过氧化是冠心病缺血性损伤的主要原因。急性心肌梗死患者超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶的变化最重要，从静止期到发作期依次升高，反映缺血损伤的程度与血压、血脂、血糖和病程无关。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和GSH-PX的测定证实了FR在冠心病发病中的作用，为心肌缺血性损伤的治疗提供了重要依据。当给氧或再给氧时，氧自由基会与细胞膜中的多不饱和脂肪酸相互作用，产生过氧化脂质和过氧化氢，导致膜结构的破坏。一些细胞功能，特别是肌浆网钙转运和线粒体功能受损。文献报道中性粒细胞提供的氧自由基具有负性肌力药物的能力。

经皮冠状动脉介入治疗是治疗急性心肌梗死的重要措施。能迅速开通梗死相关血管，恢复心肌梗死区血供，缩小梗死面积。然而，心肌再灌注损伤、微循环栓塞等因素对患者术中和术后的预后仍有不良影响。研究表明，急性心肌梗死后存在心肌再灌注损伤和细胞因子糖原合酶激酶3β的激活。经皮冠状动脉介入治疗可缩小心肌梗死范围，降低死亡率，但心肌再灌注也可对心肌细胞造成严重损害，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，还诱导脂质过氧化，产生大量丙二醛等脂质过氧化物。超氧化物歧化酶(SOD)是一种氧自由基清除酶。当发生再灌注损伤时，体内超氧阴离子的产生增加，SOD大量消耗，体内清除氧自由基的能力也减弱。

急性心肌梗死患者血液中超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶活性低于健康对照组。提示急性心肌梗死缺氧损伤消耗大量超氧化物歧化酶，脂质过氧化代谢终产物明显增加。清除自由基处理前后，血液中超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶显著升高。

测定超氧化物歧化酶(SOD)的含量可以间接反映组织再灌注损伤的程度和清除氧自由基的能力。超氧化物歧化酶的测定也可以反映体内脂质过氧化的程度，间接反映细胞损伤的程度，对临床诊断和治疗具有重要价值。

第四，神经学

1、脑血管疾病

新生儿缺氧缺血性脑病(HIE)是围产期严重缺氧缺血性疾病引起的新生儿脑组织损伤，是新生儿死亡和残疾的重要原因。最常见的因素是围产期窒息。今年，许多实验和临床研究证明，氧自由基与新生儿脑损伤密切相关。

缺氧缺血性脑病是新生儿期最有害的常见病。近年来，新生儿缺氧缺血性脑病的发病率和死亡率呈上升趋势。缺氧缺血性脑病发病机制中很重要的一点是缺血再灌注导致脑损伤，通常经历原发性损伤和继发性损伤两个阶段，间隔时间取决于损伤的严重程度和细胞损伤的数量。近年来，人们注意到许多介质参与了缺氧缺血性脑损伤的病理生理过程。缺氧缺血性脑病时，线粒体自我氧化产生活性氧。脑组织富含多不饱和脂肪酸，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。

超氧化物歧化酶是体内主要的自由基清除剂。缺氧缺血性脑病患儿脑缺血再灌注时，氧自由基大量产生，超氧化物歧化酶大量消耗，活性明显下降。临床观察发现，HIE患儿病情严重程度与SOD活性有关，可能是由于HIE严重，在脑损伤时产生大量超氧阴离子，SOD歧化超氧阴离子大量消耗，从而加重脑组织损伤。

新生儿缺氧缺血性脑病(HIE)可由围产期任何严重的缺氧缺血性疾病引起。围产期窒息导致缺氧缺血性脑损伤。缺氧时，脑细胞突触前神经元释放大量谷氨酸，谷氨酸是大脑中最重要的兴奋性氨基酸。当与N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)受体结合时，它触发阳离子通道的发展。钙离子通过NMDA通道进入细胞，与激活脑细胞的钙调素结合。脑中低水平的内源性一氧化氮作为一种有益的介质，可以增强和保护神经细胞的活性，而高强度的一氧化氮是一种未调节的杀手，具有明显的神经毒性，加重脑缺血，导致再灌注损伤后神经元坏死。有资料表明，缺氧缺血后24小时新生大鼠体内释放出一氧化氮。研究结构表明，对照组和缺氧缺血性脑病组血清一氧化氮水平存在显著差异。超氧化物歧化酶是一种重要的氧自由基清除剂(OFR)，其水平反映了清除OFR的能力。缺氧缺血性脑病的脑损伤不仅发生在缺氧和缺血时，而且当机体恢复供血供氧和侧支循环重建时，OFR大量产生，通过抑制超氧化物歧化酶活性导致自由基逐渐增加，导致脑组织和血液脂质过氧化作用增强，导致再灌注损伤。OFR是大批量生产的，而SOD是大批量消耗的，水平下降的明显，下降的越多。因此，血清超氧化物歧化酶是反映缺氧缺血性脑病严重程度、疗效和预后的敏感指标。

研究表明，缺氧缺血性脑病患儿急性期血清超氧化物歧化酶浓度明显低于对照组，可能是缺氧缺血引起的，产生大量超氧阴离子，使超氧化物歧化酶消耗更多，从而加重脑损伤。中重度缺氧缺血性脑病与轻度缺氧缺血性脑病的血清超氧化物歧化酶水平存在显著差异，表明儿童血清超氧化物歧化酶水平可反映缺氧缺血性脑病的严重程度。此外，轻度缺氧缺血性脑病患儿血清SDO水平在自由基清除药物治疗前后无变化，而中重度缺氧缺血性脑病患儿血清SOD浓度在自由基清除药物治疗后显著升高，而常规治疗组中重度缺氧缺血性脑病患儿血清SOD水平在治疗前后无差异。因此，用清除自由基等药物治疗中重度缺氧缺血性脑病，可以促进疾病的早期恢复，减少脑瘫等后遗症的发生。

研究还证实，缺氧缺血性脑病患儿急性期血液中超氧化物歧化酶含量下降，表明缺氧缺血性脑病患儿急性期抗氧化功能下降，清除OFR能力下降。超氧化物歧化酶的水平与疾病的严重程度有关，疾病越严重，血清中的超氧化物歧化酶就越低。

血清超氧化物歧化酶水平的测定对判断新生儿缺氧缺血性脑病的程度和评价疗效具有重要意义，对临床诊断和治疗具有重要价值。

妇科-子宫内膜异位症

子宫内膜异位症的主要病理改变是异位子宫内膜随着卵巢激素水平的降低而脱落出血，伴有周围纤维组织增生粘连，在病变区域形成紫褐色的斑点或小泡，最终形成大小不等的肿块。主要病理变化可能与自由基产生和清除的失衡有关。研究表明，子宫内膜异位症患者血清超氧化物歧化酶活性明显低于正常健康人，表明血清超氧化物歧化酶活性可能与子宫内膜异位症的发生有关，影响疾病的发生发展。人体内的SOD是一种可以直接清除自由基的酶。自由基虽然在体内不断产生，但也在不断被清除。一旦机体防御功能减弱，自由基在体内积聚，导致脂质过氧化，造成生物膜损伤、细胞结构损伤和功能障碍。此外，研究表明超氧阴离子和氢过氧化物损伤子宫内膜细胞，导致大量的Mn-SOD释放到腹腔液中，提示自由基在子宫内膜异位症的发病中起重要作用。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、过氧化脂质、过氧化氢酶和总抗氧化能力。探讨氧自由基与子宫内膜异位症的关系。结果表明，子宫内膜异位症患者腹腔内超氧化物歧化酶/过氧化脂质、过氧化氢酶/过氧化氢酶和总抗氧化能力明显低于正常水平(均P

内分泌科-糖尿病肾病

糖尿病是一组由遗传和环境因素相互作用引起的临床综合征。糖、蛋白质、脂肪、水、电解质等一系列代谢紊乱是由于胰岛素分泌绝对或相对不足，以及靶组织细胞胰岛素敏感性降低而引起的。高血糖是主要临床体征，长期患病可引起多系统急慢性并发症。

胰岛B细胞中抗氧化酶——SOD、过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-px)的活性相对较低，因此对氧自由基介导的损伤非常敏感。动物体内外胰岛素培养的实验建议。四氧嘧啶具有产生氧自由基的能力，其致糖尿病作用主要由羟基自由基(OH)介导，而链脲佐菌素的致糖尿病作用不是由直接产生的自由基引起的，可能是通过抑制SOD活性，干扰细胞正常的自由基清除系统而引起的。预注射SOD可预防四氧嘧啶和链脲佐菌素诱发的糖尿病。日本学者发现，3-10周龄糖尿病小鼠红细胞的SOD活性高于对照组，反映出糖尿病小鼠体内氧自由基与糖尿病有关。

人体自由基可诱导多价不饱和脂肪酸的过氧化作用产生脂质过氧化物(LPO)，其最终产物丙二醛(MDA)可交联蛋白质、核酸和脂质，引起生物膜变性、细胞突变、衰老或死亡。体内的SOD是一种可以直接清除自由基的酶，可以阻断自由基引起的LPO的连锁反应，从而保护细胞免受自由基的损伤。糖尿病患者有铜锌代谢紊乱。铜离子是细胞中铜锌超氧化物歧化酶催化中心的必需离子，锌离子在稳定酶的分子结构中起着重要作用。因此，糖尿病患者体内铜、锌离子减少与铜、锌-SOD活性降低有关。还发现脂质过氧化物的增加与红细胞超氧化物歧化酶活性的降低呈负相关，与血清甘油三酯和血糖呈正相关。

糖尿病肾病是糖尿病重要的微血管慢性并发症之一，是终末期肾功能衰竭的主要原因。早期DN相关症状不明显，大部分尿常规检查无阳性结果，仅显示肾血流量增加，肾小球内压改变，尿中微量蛋白出现，容易被忽视。一旦临床出现大量蛋白尿，糖尿病肾病的发展将是不可逆的。选择理想的肾损害早期诊断指标对糖尿病肾病的早期诊断和治疗具有重要意义。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。因此，检测血清超氧化物歧化酶水平对早期糖尿病肾病的诊断和治疗具有一定的参考价值。例如，舒洛地特联合贝那普利、厄贝沙坦、六味地黄丸和维生素E治疗时血清超氧化物歧化酶水平的参考值可为病情和疗效提供一定的参考。

肾内科

肾病综合征可由多种疾病引起，分为原发性和继发性。氧自由基在肾病综合征的发病中起着重要作用。原发性肾病综合征的发病机制是免疫复合物和活化补体沉积在系膜和毛血管残端，通过免疫粘附和趋化作用吸引中性粒细胞和单核细胞局部浸润。这些炎症细胞中转移单电子的还原型辅酶ⅱ氧化酶浓度升高，引起呼吸爆发，氧还原形成超氧阴离子的速率增加，产生大量氧自由基，进而刺激自由基的连锁反应，增强脂质过氧化作用，引起肾小球上皮细胞代谢紊乱。氧自由基可直接降解肾小球基底膜，或通过髓过氧化物酶-过氧化氢-卤素体系产生HOCI和O-2，从而破坏基底膜，增强其对蛋白水解酶的敏感性；自由基能破坏α1蛋白酶抑制剂，使中性粒细胞释放的蛋白水解酶被去抑制，从而起到破坏作用；自由基诱导产生一系列前列腺素和白三烯，加重肾脏损伤。这些因素增加了肾小球滤过膜对血浆蛋白的通透性，增加了生尿中的蛋白含量，超过了曲小管上皮细胞的重吸收和分解能力，导致大量蛋白尿，导致低蛋白血症和高水肿。

临床研究发现，原发性肾病综合征患者大多抗氧化能力下降，表现为SOD、GSH-PX、ViTE含量下降；高脂血症也是存在的，说明血液和尿液中的MDA浓度增加。肾病患者抗氧化能力的下降与氧化作用的增强和SOD的过度消耗有关，也与尿液中抗氧化剂的丢失有关。氧自由基不仅与肾小球系膜细胞增多有关，还与黄嘌呤氧化酶活性增加和中性粒细胞活化密切相关。结果表明，血液中丙二醛显著升高，血液抗氧化酶浓度显著降低的患者多为肾炎和肾病患者，黄嘌呤氧化酶升高的患者仅存在于肾炎肾病中。