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1、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
2、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（02 ）；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
3、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， 腺嘌吟分解为黄嘌吟，再灌注时氧分压与pH增高，黄嘌吟脱氢酶转变为氧化酶，O2经单电子还 原生成大量自由基（02 ）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）
4、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
5、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
6、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
7、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
8、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、
9、 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
10、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30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。
11、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
12、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
13、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
14、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
15、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
16、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。
