超氧化物歧化酶在化妝品中應(yīng)用的研究進展

趙倩蕓，張 娜，楊 豆，呂 寧，劉錳鈺，展雯琳

（陜西理工學院化學與環(huán)境科學學院，陜西漢中， 723000）

超氧化物歧化酶在化妝品中應(yīng)用的研究進展

趙倩蕓，張 娜，楊 豆，呂 寧，劉錳鈺，展雯琳

（陜西理工學院化學與環(huán)境科學學院，陜西漢中， 723000）

超氧化物歧化酶（SOD）具有重要的生物活性，是近年來化妝品領(lǐng)域研究的熱點之一。文章簡要闡述了SOD的理化性質(zhì)，作用機理以及抗氧化作用，重點綜述了SOD在化妝品中應(yīng)用的研究進展，并對SOD的發(fā)展前景進行了展望。

化妝品原料；超氧化歧化酶；生物活性；抗氧化；進展

超氧化物歧化酶（super oxide dismutase，SOD）是一種含銅、鋅、鐵和錳的金屬蛋白酶，廣泛存在于動物、植物、微生物中，具有催化超氧陰離子自由基發(fā)生歧化反應(yīng)，平衡機體內(nèi)氧自由基的功能，是消除皮損及清除超氧離子自由基的一種非常好的抗氧化酶，是生物體有效清除活性氧的重要酶類之一，被稱為生物體抗氧化系統(tǒng)的第一道防線，具有抗衰老、抗氧化、防曬等重要作用。隨著預(yù)防衰老的醫(yī)藥品開發(fā)的活躍，化妝品市場也呈現(xiàn)出新的動向，最引人注目的是生物制品在化妝品中的滲透和應(yīng)用，目前預(yù)防皮膚衰老、祛斑防皺以及防曬的產(chǎn)品開發(fā)是化妝品工業(yè)中最受關(guān)注及最熱門的課題[1]。本文通過對近年來國內(nèi)外有關(guān)SOD的最新研究進展進行了分析整理，對其在化妝品中的應(yīng)用進行了總結(jié)。

1 SOD的理化性質(zhì)和作用機理

目前，人們已經(jīng)從各種生物體中分離得到多種SOD。根據(jù)其活性中心結(jié)合的金屬離子不同，主要可分為三類：

(1) Cu/Zn-SOD，這類SOD呈藍綠色，相對分子質(zhì)量約為32000，主要分布于真核細胞細胞質(zhì)、葉綠體基質(zhì)和過氧化物酶體中。Cu/Zn-SOD催化的反應(yīng)式如下：

在25℃、pH5.0～9.5條件下，這兩步反應(yīng)的催化反應(yīng)速率常數(shù)可達2×109mol-1s-1。Cu/Zn-SOD活性中心Cu2+催化O2-歧化反應(yīng)。隨著Cu2+被O2

-還原成Cu+，O2

-轉(zhuǎn)變?yōu)镺2，“咪唑橋”在Cu2+與His61之間發(fā)生配位鍵斷裂；接著是第二步氧化反應(yīng)，O2-氧化Cu+成Cu2+，同時“咪唑橋”重新恢復(fù)，O2-隨氫質(zhì)子的加合而形成H2O2并離開活性中心[2]。

(2) Fe-SOD，呈黃褐色，由2個或4個各含0.5～1.0個Fe3+的亞基構(gòu)成，其亞基相對分子質(zhì)量約為23000，常見于原核細胞及少數(shù)植物細胞中。

(3) Mn-SOD，呈紫紅色，常見于原核生物細胞及線粒體中。原核細胞中的Mn-SOD是由2個各含有0.5～1.0個Mn2+的亞基構(gòu)成的，而來自真核細胞線粒體中的Mn-SOD，則是由4個亞基構(gòu)成的，其亞基相對分子質(zhì)量約為23000[3]。

SOD是以超氧陰離子（O2-）為底物的金屬酶，催化超氧陰離子的歧化作用。

2 SOD的抗氧化作用

SOD有多種抗氧化酶成分，它通過歧化反應(yīng)可以有效阻止或減少對機體有害超氧陰離子自由基的反應(yīng)。自由基是由具有不配對價電子的原子或原子團，分子或離子構(gòu)成的。在正常生理狀況下，生物體內(nèi)將不斷地產(chǎn)生自由基，自由基的產(chǎn)生與清除處于平衡狀態(tài)。但是在某些病理情況下，自由基產(chǎn)生量多時，機體就會產(chǎn)生疾病。由于自由基具有高度的化學活性，是人體生命活動中多種生化反應(yīng)的中間代謝產(chǎn)物，自由基攻擊生物大分子導致組織損傷是許多疾病發(fā)生發(fā)展的根源。故SOD在防御生物體免受超氧陰離子自由基損傷方面有重要作用[5]。

(1) 清除機體代謝過程中產(chǎn)生過量的超氧陰離子自由基。

(2) 提高人體對自由基損傷而誘發(fā)疾病的抵抗力。

(3) 提高人體對自由基外界誘發(fā)因子的抵抗力。

(4) 清除機體疲勞，增強對超負荷大運動量的適應(yīng)力。

SOD抗氧化能力是維生素C的20倍，維生素E的50倍，它清除自由基的專一性、高效性更是其他抗氧化劑所無法比擬的。

3 SOD在化妝品中的應(yīng)用

SOD既可作為藥用酶，也可作為化妝品的添加劑。因其具有明顯的防曬效果，可有效防止皮膚受紫外線的輻射，減少氧自由基的損害，有明顯的抗炎效果，對皮膚病有一定的改善作用，所以SOD的一個重要應(yīng)用就是可以作為化妝品的添加劑[6]。國際生化委員會，美國聯(lián)邦食品管理局稱其為“抗衰因子”、“美容嬌子”。國內(nèi)外許多化妝品廠家都在自身產(chǎn)品中加入了一定比例的SOD。如法國的雅詩蘭黛石榴水、日本的SKII神仙水，以及國內(nèi)大寶SOD蜜、百雀羚系列的護膚品等[3]。

3.1 防曬作用

在電離輻射（特別是紫外線）的間接作用下，生物體內(nèi)產(chǎn)生了氧自由基，而SOD是氧自由基的唯一清除劑，所以有不少學者提出在照射前后均供給外源SOD會達到明顯的抗輻射效果，這一提議也已經(jīng)得到了證實。因此，SOD可以預(yù)防光照引起氧自由基損害所造成的皮膚變黑。如今，添加有SOD的高級防曬化妝品均具有良好的防曬效果，廣受消費者的喜愛。SOD雖然是生物大分子，但也能進入體內(nèi)，被皮膚吸收，且無任何不良反應(yīng)。國內(nèi)對SOD的毒理進行了深入研究，結(jié)果表明，SOD無毒無害，很少有副作用。所以，SOD作為皮膚化妝品是安全的，但是個別特殊體質(zhì)的人除外[7]。

3.2 抗衰老作用

SOD作為有效的自由基清除劑，可用來防止皮膚老化，保持柔順光滑，青春永駐。還可以穩(wěn)定膠原蛋白和彈性蛋白，因而使皮膚富有彈性。長時間在外界紫外線的照射下，人體肌膚會加速衰老和起皺，SOD可以協(xié)助保護皮膚免受紫外線的損傷，能夠有效地清除自由基，阻斷彈性蛋白酶的產(chǎn)生，并抑制其活性，從而由內(nèi)部改善皮膚的健康狀況。

衰老的典型現(xiàn)象，即在老年人的面部、手部皮膚上出現(xiàn)黑褐色斑塊或斑點。所謂的老年斑則是由氧自由基引起的脂質(zhì)過氧化，過氧化脂質(zhì)與蛋白質(zhì)交聯(lián)，產(chǎn)生不溶性蛋白質(zhì)，結(jié)締組織中的膠原蛋白導致膠原變韌、長度縮短、使皮膚失去膨脹力即所謂皺紋[8]。此外，過氧化脂質(zhì)在氧化酶的作用下分解成丙二醛等物質(zhì)，并與磷脂酰乙醇胺交聯(lián)生成黃色色素，然后再與蛋白質(zhì)、核酸等物質(zhì)形成紫褐質(zhì)，導致皮膚色斑、蝴蝶斑等各種斑點的形成，而自由基在其形成過程中有著較強預(yù)防O2-的能力，使得氧消耗減少，從而延長了壽命。在人體紅細胞中，SOD的活力隨供者年齡的升高而下降；而人皮膚中的Cu/Zn-SOD和Mn-SOD的活力與年齡增長成反比。所以，有效地補充SOD，對延緩皮膚衰老、抗擊皺紋有一定的預(yù)防作用。Semseil等發(fā)現(xiàn)，老齡大鼠肝、腦SOD活力降低時，其相應(yīng)基因的轉(zhuǎn)錄水平幾乎以同樣比例下降，由此可以推測，老齡大鼠SOD活性的下降與相應(yīng)基因表達減少有關(guān)[9]。因此，SOD活力水平與衰老有直接關(guān)系，堅持使用SOD可以在祛除自由基的同時調(diào)節(jié)內(nèi)分泌，滋養(yǎng)皮膚，減少皺紋和皮膚出現(xiàn)色斑。

SOD作為一種自由基代謝的調(diào)節(jié)劑，廣泛應(yīng)用于化妝品行業(yè)，具有較好的護膚保健、延緩皮膚衰老的功效。目前，SOD的測定已經(jīng)成為評價和篩選抗衰老藥物及抗衰老化妝品的重要指標之一[10]。

3.3 消炎、防疾病作用

SOD是消炎酶，有明顯的消炎效果，無毒副作用。它是氧自由基的清除劑，在正常情況下，二者保持動態(tài)平衡，但在病理情況下，體內(nèi)會產(chǎn)生大量的自由基，從而促使病情加重。因此，給機體補充SOD，催化過多的氧自由基發(fā)生歧化反應(yīng)以減少其對疾病的副作用，從而達到消除炎癥，防治疾病的效果。在臨床上，SOD主要用于治療自身免疫性疾病，如類風濕關(guān)節(jié)炎、皮炎及各種慢性炎癥。

據(jù)有關(guān)文獻報道，用SOD膏劑治療皮炎、濕癥共42例，神經(jīng)皮炎27例，總有效率為57.01%和77.3%。外用SOD復(fù)合酶軟膏治療濕疹、局部疹癢癥和神經(jīng)性皮炎，用于消除色斑，防止皮膚衰老，總有效率在80%左右[4]。因此在化妝品中添加SOD也有一定的抗炎效果，一些含SOD量較高的藥物，如三七、黃芪等，被越來越多地使用在藥用化妝品中，并且制成面膜、乳液、霜劑等多種形式。在口腔、牙齒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。在使用過程中無毒副作用，深受人們喜愛。

4 展望

SOD在市場中應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，技術(shù)也相當成熟。在化妝品領(lǐng)域中的應(yīng)用研究遠比在食品領(lǐng)域成熟，也沒有像醫(yī)療領(lǐng)域那樣存在嚴格的安全性要求。如今，SOD已經(jīng)在化妝品行業(yè)中展現(xiàn)了巨大的功能價值，特別是在當前地球環(huán)境日益惡化的情況下，大氣和水源被嚴重污染，造成大量氧自由基的產(chǎn)生，而這種失衡的過量氧自由基對人體肌膚進行侵蝕，使得皮膚早衰、布滿色斑。而含有適量SOD的化妝品可以有效地調(diào)節(jié)和降低肌膚所受的傷害。

盡管SOD具有多功能且廣受歡迎，但對一些特殊人群卻具有相反作用。因此，了解SOD的生理功能，正確認識和使用SOD的各類產(chǎn)品具有重要意義。隨著現(xiàn)代生物技術(shù)的快速發(fā)展，SOD的生產(chǎn)率和安全性都得到了提高。當今，人們對天然化妝品愈加強烈的要求以及對延緩皮膚衰老愈加迫切的愿望、對根治形形色色皮膚疾病愈加強烈的呼聲，激起了科技工作者對天然植物功能性原料的研究開發(fā)熱情。相信在不久的將來，高穩(wěn)定性、高品質(zhì)的SOD產(chǎn)品將為人類健康帶來巨大福音。

[1] 張麗媛, 王丕武, 馬紅丹, 等. 超氧化物歧化酶的研究現(xiàn)狀及在化妝品中的應(yīng)用[J].農(nóng)產(chǎn)品加工(學刊),2014,15:65-68.

[2] 高巍.羊血超氧化物歧化酶（SOD）的分離純化及化學修飾研究[D].內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學,2010.

[3] 徐顥溪.超氧化物歧化酶綜合利用研究進展[J].園藝與種苗,2014（8）:59-62.

[4] 岳愛國,劉綱勇.SOD在食品和化妝品行業(yè)中的應(yīng)用研究進展[J].廣東化工,2014,19:117-118,115.

[5] 孟宇竹,雷昌貴,王霞，等.SOD抗氧化作用及其在食品工業(yè)中的應(yīng)用[J].中國食品添加劑,2009（1）:134-137.

[6] 陳祥娥,凌沛學,張?zhí)烀?超氧化物歧化酶的應(yīng)用[J].食品與藥品,2013（4）:283-286.

[7] 葛靜微.豬血中超氧化物歧化酶(SOD)和血紅素的提取及SOD的應(yīng)用研究[D].華中農(nóng)業(yè)大學,2010.

[8] 馬振華,楊紅強,楊瓊.超氧化物歧化酶(SOD)的功能及應(yīng)用[J].新學術(shù),2008（4）:316-320.

[9] 何獻君,梁曉冬,呂曉峰,等.超氧化物歧化酶應(yīng)用研究狀態(tài)[J].中國醫(yī)藥指南,2010, 8(15): 67-69.

[10] 劉婧.豬血超氧化物歧化酶的提取、性質(zhì)及其化學修飾研究[D].吉林大學,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

趙倩蕓女士，現(xiàn)就讀于陜西理工學院化學與環(huán)境科學學院，研究方向：精細化工；Email：zhaoqianyun0123@163.com。