抗氧化酵素之母SOD：揭開超氧化物歧化酶的神秘面紗

前言代序：理論與實用兼備的SOD學說……呂鋒洲 003

第一章：SOD的抗氧化潛力和作用機制……013
第一節： 活性氧或活性氮為氧化壓力基礎……013
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……030
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……042
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……085
第一節：發炎反應和氧化壓力……085
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SOD……095
SOD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……108
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……131
第一節：肥胖和氧化壓力有關……131
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……138
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……145
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……159
第一節：動脈硬化……161
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……166
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……170

第六章：肺部疾病……174
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……188
第一節：神經退化性疾病……189
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……197
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……210
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……223
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……235
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……257
第一節：皮膚發炎與活性氧的作用……257
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SOD
4、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……302
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……324
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……332
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

 

前言代序

理論與實用兼備的SOD學說─呂鋒洲教授

　　愈來愈多的科學研究證據顯示，活性氧（Reactive Oxygen Species, ROS）和活性氮（Reactive Nitrogen Species）是細胞內信息事件（signaling events）的重要介體（mediators）；尤其是活性氧中的超氧化物陰離子 （superoxide anion），如果在人體內的含量過多，就可能誘發各種疾病，包括促發炎性疾病（pro-inflammatory diseases）、心血管疾病、神經性疾病（neurological diseases）、糖尿病、放射性治療所引發的纖維變性（fibrosis）以及老化等等，這也就是大家目前所熟知的「自由基」。

　　若要降低組織內的氧代謝產物含量，進而抑制發炎、預防上述疾病，或避免老化過早出現，就要適當補充抗氧化酵素（antioxidant enzymes）。除了從外界補充之外，事實上多數的生物體內都擁有一種重要的抗氧化酵素，稱為「超氧化物歧化酶（Superoxide Dismutase，SOD）」，這種酵素（酶就是酵素的簡稱）可以防制活性氧（ROS）和活性氮（RNS）的級聯反應（cascade reactions）。

　　科學家早在西元1960年就發現，超氧化物歧化酶具有抗發炎的特性，因而積極研究，希望能從生物體內找出這種物質。幾經研究、分析，終於從牛肝中分離出一種被稱為orgotein®的蛋白質。1968年美國學者麥考德（McCord）和弗里多維奇（Fridovich）等人進一步研究證實，這種被稱為orgotein®的蛋白質具有掃除超氧陰離子的酵素活性，有助於掃除生物體內的活性氧（超氧陰離子就是生物體內的一種活性氧，對生物體具有傷害性）。因而將這種能抗活性氧的「歐隔天（orgotein®）」稱之為「超氧化物歧化酶（Superoxide Dismutase，簡稱SOD）」，從此之後超氧化物歧化酶的研究和應用，就受到世界上不同專業、不同學科的研究人員普遍關注。

　　1969年麥考德（McCord）等人，進一步在美國生化雜誌上發表：「超氧陰離子自由基（ ）與超氧化物歧化酶（SOD）的生物學意義」，點出其與自由基的關係；從此開拓了研究人員的視野，明顯提高了生物學界與醫學界的興趣，在自由基的研究方面獲得突破性的進展。例如，1956年哈爾滿（Harman）教授所提出的「老化與自由基有關」等學說，就因此得到驗證、補充與發展。

　　1976年6月，歐洲分子生物學學會在法國班里諾斯（Banyuls），召開首場「超氧化物和超氧化物歧化酶」專題研討會，會後並將討論結果整理出版。麥克生（Michelson）教授在該文集的前言中，就特別推崇麥考德和弗里多維奇的成就；他認為他們兩位首先從牛紅細胞中發現超氧化物歧化酶活力，以及「超氧自由基具有生物意義」，這一系列創見為爾後研究「氧代謝」等分子生物學，奠定了堅實的基礎；其成就幾乎可以與1953年沃森（Watson）和克里克（Crick）發表著名的「DNA雙螺旋結構」學說相比美。

　　超氧化物歧化酶是最受研究者重視的第一種抗氧化酵素，自從40多年前被發現至今，相關的研究論文已經超過42,000篇，每年還在快速增加當中。其原因主要是超氧化物歧化酶具有多種生理功用，可以保護生物體，免於受到活性氧（自由基）的傷害。最近幾年來的科學研究證據顯示，超氧化物歧化酶確實有助於維持動物和人體健康。因此近年來開始被廣泛應用，首先製成一種工業酵素。1990年開始當作藥劑使用，主要用於改善疾病所引起的發炎反應，及其所導致的後遺症或副作用，例如癌症患者在接受放射線治療後所引起的組織纖維變性。

　　但我國一直沒有人針對這個新興議題做進一步的研究或討論，一直到1996年，本人才與邱中峯醫師、中國大陸學者丁克祥教授，共同撰寫了《SOD生物醫學淺論》一書，以深入淺出的方式，詳細介紹超氧化物歧化酶的基本理論、臨床常用方法，以及相關製劑、製劑的製備等基礎方法，以及分析、測定原則等等。出版後頗受到臨床與抗衰老醫學界的重視，其他如生物科技、抗氧化研究等機構亦深感興趣，可惜後來醫學與生物科技業紛紛朝抗氧化的方向研究、發展，超氧化物歧化酶（SOD）反而未受到應有的重視，甚至再也沒有相關的科普書籍出現，實在非常可惜。殊不知超氧化物歧化酶（SOD）為一切抗氧化的基礎，任何有關抗氧化、抗自由基與抗老防衰的研究，都與SOD脫不了關係；若說超氧化物歧化酶為一切抗氧化、抗自由基與抗老的基礎，應該一點也不為過。

　　孰料時隔19年之後，超氧化物歧化酶的研究與應用忽然突飛猛進，許多學術、研究單位更深入探討、發掘超氧化物歧化酶的作用機制，同時應用於臨床。生物科技業也開發了超氧化物歧化酶的新來源和製程，獲得很多突破性進展，也有很好的成果表現。法國「拜爾諾夫（BIONOV）」公司就是最有成就者之一。

　　大約3年前，本人有幸認識法國專研「香瓜SOD」的「拜爾諾夫（BIONOV）」公司研究人員，承其告知，該公司早在1989年就發現一種稀有的香瓜品種，除了其壽命比一般（傳統）香瓜要長很多之外，更驚人的是，此種香瓜內含有大量的超氧化物歧化酶，既可延長香瓜植株的壽命，香瓜還耐久藏，不會很快腐爛。「超氧化物歧化酶」也是一種酵素，酵素的作用本來是在促進食物分解，以利消化吸收，或者做為身體某些器官的「電源啟動器」，沒想到竟具有獨特的效用，因此該公司從1999年起，開始設定研究目標，希望開發出獨特又有效的SOD產品。其具體內容包括：開發專屬的香瓜超氧化物歧化酶，除了作為天然香瓜超氧化物歧化酶的學術研究之外，更重要的是盡早進行工業化生產，一定要做出成份100%的香瓜產品；同時使用軟提取過程，開發適應塗層系統的香瓜超氧化物歧化酶，並提供給需要者使用。

　　法國「拜爾諾夫（BIONOV）」公司，乃目前世界上唯一擁有、並有能力生產天然香瓜超氧化物歧化酶（SOD）的工業公司，在本人的研究過程中，承其提供關鍵資料與數據，用於本書第一章到第七章中，加上作者苦心收集、整理，準備進一步研究的資料，終於完成此一「大作」；書中的內容比起19年前出版的「SOD生物醫學淺論」，顯然更先進、充實、實用，凡是對超氧化物歧化酶有興趣的人士，仔細閱讀之後一定能獲得啟發，不管做研究或以生物科技量產，都一定會有幫助。

　　本書首先介紹氧化壓力（oxidative stress）和有關化學介體的許多科學資料，接著說明本來就存在於生物體內的天然超氧化物歧化酶，並介紹國際科學文獻中的超氧化物歧化酶抗氧化活性及其作用機制，最後再說明利用超氧化物歧化酶治療氧化壓力等疾病的學說。

　　雖然超氧化物歧化酶（SOD）理論已經早為世人所知，但能夠說得非常清楚，而且未來有助於生物科技、甚至食品業者開發應用者，應該不多。有興趣者請多加體會。