超氧化物歧化酶在化妆品中应用的研究进展

赵倩芸，张 娜，杨 豆，吕 宁，刘锰钰，展雯琳

（陕西理工学院化学与环境科学学院，陕西汉中， 723000）

超氧化物歧化酶在化妆品中应用的研究进展

赵倩芸，张 娜，杨 豆，吕 宁，刘锰钰，展雯琳

（陕西理工学院化学与环境科学学院，陕西汉中， 723000）

超氧化物歧化酶（SOD）具有重要的生物活性，是近年来化妆品领域研究的热点之一。文章简要阐述了SOD的理化性质，作用机理以及抗氧化作用，重点综述了SOD在化妆品中应用的研究进展，并对SOD的发展前景进行了展望。

化妆品原料；超氧化歧化酶；生物活性；抗氧化；进展

超氧化物歧化酶（super oxide dismutase，SOD）是一种含铜、锌、铁和锰的金属蛋白酶，广泛存在于动物、植物、微生物中，具有催化超氧阴离子自由基发生歧化反应，平衡机体内氧自由基的功能，是消除皮损及清除超氧离子自由基的一种非常好的抗氧化酶，是生物体有效清除活性氧的重要酶类之一，被称为生物体抗氧化系统的第一道防线，具有抗衰老、抗氧化、防晒等重要作用。随着预防衰老的医药品开发的活跃，化妆品市场也呈现出新的动向，最引人注目的是生物制品在化妆品中的渗透和应用，目前预防皮肤衰老、祛斑防皱以及防晒的产品开发是化妆品工业中最受关注及最热门的课题[1]。本文通过对近年来国内外有关SOD的最新研究进展进行了分析整理，对其在化妆品中的应用进行了总结。

1 SOD的理化性质和作用机理

目前，人们已经从各种生物体中分离得到多种SOD。根据其活性中心结合的金属离子不同，主要可分为三类：

(1) Cu/Zn-SOD，这类SOD呈蓝绿色，相对分子质量约为32000，主要分布于真核细胞细胞质、叶绿体基质和过氧化物酶体中。Cu/Zn-SOD催化的反应式如下：

在25℃、pH5.0～9.5条件下，这两步反应的催化反应速率常数可达2×109mol-1s-1。Cu/Zn-SOD活性中心Cu2+催化O2-歧化反应。随着Cu2+被O2

-还原成Cu+，O2

-转变为O2，“咪唑桥”在Cu2+与His61之间发生配位键断裂；接着是第二步氧化反应，O2-氧化Cu+成Cu2+，同时“咪唑桥”重新恢复，O2-随氢质子的加合而形成H2O2并离开活性中心[2]。

(2) Fe-SOD，呈黄褐色，由2个或4个各含0.5～1.0个Fe3+的亚基构成，其亚基相对分子质量约为23000，常见于原核细胞及少数植物细胞中。

(3) Mn-SOD，呈紫红色，常见于原核生物细胞及线粒体中。原核细胞中的Mn-SOD是由2个各含有0.5～1.0个Mn2+的亚基构成的，而来自真核细胞线粒体中的Mn-SOD，则是由4个亚基构成的，其亚基相对分子质量约为23000[3]。

SOD是以超氧阴离子（O2-）为底物的金属酶，催化超氧阴离子的歧化作用。

2 SOD的抗氧化作用

SOD有多种抗氧化酶成分，它通过歧化反应可以有效阻止或减少对机体有害超氧阴离子自由基的反应。自由基是由具有不配对价电子的原子或原子团，分子或离子构成的。在正常生理状况下，生物体内将不断地产生自由基，自由基的产生与清除处于平衡状态。但是在某些病理情况下，自由基产生量多时，机体就会产生疾病。由于自由基具有高度的化学活性，是人体生命活动中多种生化反应的中间代谢产物，自由基攻击生物大分子导致组织损伤是许多疾病发生发展的根源。故SOD在防御生物体免受超氧阴离子自由基损伤方面有重要作用[5]。

(1) 清除机体代谢过程中产生过量的超氧阴离子自由基。

(2) 提高人体对自由基损伤而诱发疾病的抵抗力。

(3) 提高人体对自由基外界诱发因子的抵抗力。

(4) 清除机体疲劳，增强对超负荷大运动量的适应力。

SOD抗氧化能力是维生素C的20倍，维生素E的50倍，它清除自由基的专一性、高效性更是其他抗氧化剂所无法比拟的。

3 SOD在化妆品中的应用

SOD既可作为药用酶，也可作为化妆品的添加剂。因其具有明显的防晒效果，可有效防止皮肤受紫外线的辐射，减少氧自由基的损害，有明显的抗炎效果，对皮肤病有一定的改善作用，所以SOD的一个重要应用就是可以作为化妆品的添加剂[6]。国际生化委员会，美国联邦食品管理局称其为“抗衰因子”、“美容娇子”。国内外许多化妆品厂家都在自身产品中加入了一定比例的SOD。如法国的雅诗兰黛石榴水、日本的SKII神仙水，以及国内大宝SOD蜜、百雀羚系列的护肤品等[3]。

3.1 防晒作用

在电离辐射（特别是紫外线）的间接作用下，生物体内产生了氧自由基，而SOD是氧自由基的唯一清除剂，所以有不少学者提出在照射前后均供给外源SOD会达到明显的抗辐射效果，这一提议也已经得到了证实。因此，SOD可以预防光照引起氧自由基损害所造成的皮肤变黑。如今，添加有SOD的高级防晒化妆品均具有良好的防晒效果，广受消费者的喜爱。SOD虽然是生物大分子，但也能进入体内，被皮肤吸收，且无任何不良反应。国内对SOD的毒理进行了深入研究，结果表明，SOD无毒无害，很少有副作用。所以，SOD作为皮肤化妆品是安全的，但是个别特殊体质的人除外[7]。

3.2 抗衰老作用

SOD作为有效的自由基清除剂，可用来防止皮肤老化，保持柔顺光滑，青春永驻。还可以稳定胶原蛋白和弹性蛋白，因而使皮肤富有弹性。长时间在外界紫外线的照射下，人体肌肤会加速衰老和起皱，SOD可以协助保护皮肤免受紫外线的损伤，能够有效地清除自由基，阻断弹性蛋白酶的产生，并抑制其活性，从而由内部改善皮肤的健康状况。

衰老的典型现象，即在老年人的面部、手部皮肤上出现黑褐色斑块或斑点。所谓的老年斑则是由氧自由基引起的脂质过氧化，过氧化脂质与蛋白质交联，产生不溶性蛋白质，结缔组织中的胶原蛋白导致胶原变韧、长度缩短、使皮肤失去膨胀力即所谓皱纹[8]。此外，过氧化脂质在氧化酶的作用下分解成丙二醛等物质，并与磷脂酰乙醇胺交联生成黄色色素，然后再与蛋白质、核酸等物质形成紫褐质，导致皮肤色斑、蝴蝶斑等各种斑点的形成，而自由基在其形成过程中有着较强预防O2-的能力，使得氧消耗减少，从而延长了寿命。在人体红细胞中，SOD的活力随供者年龄的升高而下降；而人皮肤中的Cu/Zn-SOD和Mn-SOD的活力与年龄增长成反比。所以，有效地补充SOD，对延缓皮肤衰老、抗击皱纹有一定的预防作用。Semseil等发现，老龄大鼠肝、脑SOD活力降低时，其相应基因的转录水平几乎以同样比例下降，由此可以推测，老龄大鼠SOD活性的下降与相应基因表达减少有关[9]。因此，SOD活力水平与衰老有直接关系，坚持使用SOD可以在祛除自由基的同时调节内分泌，滋养皮肤，减少皱纹和皮肤出现色斑。

SOD作为一种自由基代谢的调节剂，广泛应用于化妆品行业，具有较好的护肤保健、延缓皮肤衰老的功效。目前，SOD的测定已经成为评价和筛选抗衰老药物及抗衰老化妆品的重要指标之一[10]。

3.3 消炎、防疾病作用

SOD是消炎酶，有明显的消炎效果，无毒副作用。它是氧自由基的清除剂，在正常情况下，二者保持动态平衡，但在病理情况下，体内会产生大量的自由基，从而促使病情加重。因此，给机体补充SOD，催化过多的氧自由基发生歧化反应以减少其对疾病的副作用，从而达到消除炎症，防治疾病的效果。在临床上，SOD主要用于治疗自身免疫性疾病，如类风湿关节炎、皮炎及各种慢性炎症。

据有关文献报道，用SOD膏剂治疗皮炎、湿症共42例，神经皮炎27例，总有效率为57.01%和77.3%。外用SOD复合酶软膏治疗湿疹、局部疹痒症和神经性皮炎，用于消除色斑，防止皮肤衰老，总有效率在80%左右[4]。因此在化妆品中添加SOD也有一定的抗炎效果，一些含SOD量较高的药物，如三七、黄芪等，被越来越多地使用在药用化妆品中，并且制成面膜、乳液、霜剂等多种形式。在口腔、牙齿保健方面也具有重要作用，如牙膏、漱口液中均含有大量含SOD，起到消炎作用。在使用过程中无毒副作用，深受人们喜爱。

4 展望

SOD在市场中应用领域极为广泛，技术也相当成熟。在化妆品领域中的应用研究远比在食品领域成熟，也没有像医疗领域那样存在严格的安全性要求。如今，SOD已经在化妆品行业中展现了巨大的功能价值，特别是在当前地球环境日益恶化的情况下，大气和水源被严重污染，造成大量氧自由基的产生，而这种失衡的过量氧自由基对人体肌肤进行侵蚀，使得皮肤早衰、布满色斑。而含有适量SOD的化妆品可以有效地调节和降低肌肤所受的伤害。

尽管SOD具有多功能且广受欢迎，但对一些特殊人群却具有相反作用。因此，了解SOD的生理功能，正确认识和使用SOD的各类产品具有重要意义。随着现代生物技术的快速发展，SOD的生产率和安全性都得到了提高。当今，人们对天然化妆品愈加强烈的要求以及对延缓皮肤衰老愈加迫切的愿望、对根治形形色色皮肤疾病愈加强烈的呼声，激起了科技工作者对天然植物功能性原料的研究开发热情。相信在不久的将来，高稳定性、高品质的SOD产品将为人类健康带来巨大福音。

[1] 张丽媛, 王丕武, 马红丹, 等. 超氧化物歧化酶的研究现状及在化妆品中的应用[J].农产品加工(学刊),2014,15:65-68.

[2] 高巍.羊血超氧化物歧化酶（SOD）的分离纯化及化学修饰研究[D].内蒙古农业大学,2010.

[3] 徐颢溪.超氧化物歧化酶综合利用研究进展[J].园艺与种苗,2014（8）:59-62.

[4] 岳爱国,刘纲勇.SOD在食品和化妆品行业中的应用研究进展[J].广东化工,2014,19:117-118,115.

[5] 孟宇竹,雷昌贵,王霞，等.SOD抗氧化作用及其在食品工业中的应用[J].中国食品添加剂,2009（1）:134-137.

[6] 陈祥娥,凌沛学,张天民.超氧化物歧化酶的应用[J].食品与药品,2013（4）:283-286.

[7] 葛静微.猪血中超氧化物歧化酶(SOD)和血红素的提取及SOD的应用研究[D].华中农业大学,2010.

[8] 马振华,杨红强,杨琼.超氧化物歧化酶(SOD)的功能及应用[J].新学术,2008（4）:316-320.

[9] 何献君,梁晓冬,吕晓峰,等.超氧化物歧化酶应用研究状态[J].中国医药指南,2010, 8(15): 67-69.

[10] 刘婧.猪血超氧化物歧化酶的提取、性质及其化学修饰研究[D].吉林大学,2011.

Research Progress on Application of Superoxide Dismutase in Cosmetics

Zhao Qianyun, Zhang Na, Yang Dou, Lv Ning, Liu Mengyu, Zhan Wenlin
(College of Chemistry and Environmental Science, Shaanxi University of Technology, Hanzhong, Shaanxi 723000)

SOD is an important biological activity, and is one of the hot researches in the field of cosmetics in recent years. The paper briefly introduces the physicochemical properties of SOD, and the mechanism of action and antioxidation, highlights the research progress on the application of SOD in cosmetics, and explores the future development of SOD.

SOD；biological activity；antioxidation；cosmetics

TQ658

A

1672-2701（2016）12-70-04

赵倩芸女士，现就读于陕西理工学院化学与环境科学学院，研究方向：精细化工；Email：zhaoqianyun0123@163.com。