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植物SOD應用開發與人體健康、疾病之關系論談

美國人Mccord and Fridorich在1968年提出氧自由基和SOD理論,首次從牛血中提取SOD。中國科學家自由基理論與SOD泰鬥方允中、蘭開慰、丁克祥等也從牛血中提取SOD獲得成功。當時在以色列、德國、荷蘭、澳大利亞等國相繼從動物血液裏獲取動物性SOD成功並用於藥品,在那屆的漢城奧運會上,動物性SOD制品用於竟技體育取得了非常理想的效果。但由於動物性SOD的排他性、不易常溫保存、愛滋病等血液中病毒的交叉感染及其他潛在危險,所以國際衛生組織呼籲:立刻停止動物性SOD的使用。故從植物中提取超氧化物歧化酶(SOD)已成為國內外專家研究的新課題。

自1994年12月全國首屆葉蛋白學術研討會在長沙召開,在黨中央、國務院關於加強科技創新,發展高科技,實現產業化方針政策的指引和全國中蛋白會議35位專家教授論證的啟示下,串葉松香草的應用價值得到首肯和支持。

?生物醫藥及化工方面的專家教授研究表明,直接從串葉松香草植物的鮮莖葉提取的蛋白制品,是無毒無害的天然高級營養食品。其串葉松香草高含量的超氧化物歧化酶(SOD)具有保健功能和藥理作用,制成超氧化物歧化酶(SOD)藥物膠囊,其臨床效果十分顯著。因此串葉松香草葉蛋白(LPC)和超氧化物歧化酶(SOD)的研究開發於2001年被國家計委、科技部列入中國高新技術產業化重點項目。

2004年4月,國家發改發委、科技部、商務部聯合行文,制定了《當前優先發展的高技術產業化重點領域指南》,《指南》中第31條明確指出:發酵工程關鍵技術及重大產品,其中包括超氧化物歧化酶,並列入了國家“十壹五”規劃。由此可見,迅速開發SOD系列產品,是落實“十壹五”規劃,加快發展高新技術產業的迫切需要。

1995年湖南省沅江市科學愛好者秦和沅試種串葉松香草成功,並深入研究葉蛋白和SOD。1997年7月2日《人民日報》以“這場革命靜悄悄”為題,報道了全國串葉松香草協作組長、中國科學院植物研究所袁國弼答記者問,串葉松香草具有生長快、再生力強、營養價值高等特點。由於瘋牛病的影響,歐盟從1997年1月起禁止使用動物SOD,國內外專家學者把眼光投向植物SOD領域,植物SOD?的開發研究開始彰顯其重要性。我國近年來在植物SOD?的研究領域有大量相關進展報道。其中全國植物SOD工業化生產技術先驅者秦和沅教授?,經過10多年的研究,成功的從串葉松香草中提取了超氧化物歧化酶(SOD)從根本上克服了動物超氧化物歧化酶病毒交叉感染的弊病。2002年11月4日,該研究成果已通過湖南省科技廳鑒定,認為該研究項目“屬國內首創,屬國內領先水平。”植物SOD的應用開發成為當今SOD領域的研究主流。

串葉松香草又名神州草、法國香檳草為優質的藥食兩用天然原料,是北美印第安人的傳統草藥。M.Grieve 所著《現代草藥》報道:“該草的根可入藥,用做強壯劑或補劑、具有抗疲勞、改善體質的作用,具有利尿、發汗、補虛的作用”。湖南農業大學食品科技學院測得幹草蛋白質17.83~22.15、葉蛋白77.3%、每克幹草含S O D 活性單位為2 85 U 、黃酮2.86 m g,氨基酸組成合理;其草本身對頑咳、哮喘、肺、肝以及內傷、潰瘍各類雜癥等均有療效,在民間常用於沐浴、熏蒸、治傷風感冒等各種保健藥用及疾病治療的傳統草藥。另外,並用作藥酒、藥用乳膠和口香糖的原料。其草本身最大的優勢就是蛋白質含量豐富,氨基酸組成合理,僅次於大豆。尤其是限制性氨基酸賴氨酸和超氧化物歧化酶(SOD)的含量特別高,因此生物價值很高。

免疫診斷試劑工程國家實驗室、香港分子生物實驗室、普濟生物醫藥集團首席專家 左有權研究員為首聯合湖南食狀源生物科技有限公司組織核心技術科研團隊經過十年的艱苦研究,壹直兢兢業業地研究各種天然產物有效成分提取工藝、借鑒吸收國際最先進的設計理念,自主知識產權創新工藝雙相酶法SOD提取與酶固定化修飾技術應用,在工藝表達中,對每項工藝步驟的細節反復實驗和持續創新,不斷設計和優化工藝結構,能有效控制和減少工業成本,該項目技術具有工藝安全環保(無汙染)、產能大(能工業化)、效率高(提取率高)、品質優(純度、比活性高)等特點的現代生物酶工程先進技術。

在同行業領域的提取技術工藝方面有著重要突破和無可比擬的優勢。已申請兩項國家發明專利:壹種從植物(神州草)中提取超氧化物歧化酶(SOD)的方法:專利申請號為ZL201310164284·3。目前經過分子改造和酶修飾技術PTD導肽轉蛋白結構域的方法制得超標準品生物制品(藥)級高純度比活性(超千萬級Cu/znSOD凍幹粉).Cu/Zn-SOD比活性達到2900萬級(2.9×10<7次方>u/g),通過國家權威機構廣州分析測試中心檢測,報告編號2016002855-7b.已申請專利:壹種微球生物新材料包裹SOD活性藥物載體制備方法(201610358799.0)。為我國藥用酶與治療酶制劑產品開發提供科學研究,填補應用空白。已在多種植物中提取SOD獲得成功,(詳見如下圖和國家權威檢測機構中國廣州分析測試中心檢測報告)。

目前從植物中提取超氧化物歧化酶(SOD)酶活性和比活性很難突破300萬級國際單位。通過雙相酶法提取和酶固定化修飾技術生產的植物SOD產品經第三方權威檢測機構中國廣州分析測試中心鑒定酶活性達到830萬級國際單位(8.3×10<6次方>u/g),比活性純化達到2900萬級國際單位(2.9×10<7次方>u/g.蛋白),產品酶活性及比活純度己超出美國Sigma標準樣品300萬級國際單位(3.0×10<6次方>6u/g蛋白.SOD酶活性2.6倍,蛋白比活性:9.7倍,同批次產品誤差小於3%。超國際標準,填補國內空白。

?公司已與香港分子生物實驗室(MBL.HK)簽訂技術研發合作***建聯合研發中心,並授牌公司“蛋白質與酶工程國際技術合作項目”。

植物性SOD能夠有效清除血液內的垃圾,是清除體內自由基的高效清除劑,能催化還原脂質過氧化物,以抑制過氧化作用和清除自由基的鏈鎖反應,提高氧的利用率並改善末梢血流量,降低心肌脂褐素,明顯升高機體中SOD的活力,可抗氧化、防止衰老、抑制基因突變、消除疲勞及延緩衰老過程,可謂是人體垃圾的清道夫,是人體第壹道防線上的衛士,其與人體疾病的關系具體表現為:

1、人體SOD的減少氧自由基積聚誘發心血管疾病:氧自由基的不斷產生,與血管壁中蛋白質發生交聯反應,使小動脈血管壁增厚變硬管腔狹窄,血管內阻力增加,血液粘稠,從而引起高血壓、動脈硬化、心膠痛、冠心病、心肌缺血、腦出血、腦血栓等心血管疾病。SOD能阻斷血管壁的交聯反應,服用SOD制品可預防和治療心血管疾病。

2、氧自由基引起急性肺氣腫:急性肺氣腫是氧中毒最常見的癥狀。這是由於高氧張力引起肺部功能紊亂所致。當高濃度氧進入肺後,肺泡巨噬細胞首先受到損傷,釋放出壹些因子能激活多形核白細胞和嗜中性細胞,後兩者即能產生大量活性氧自由基,損傷支氣管內皮細胞,改變肺泡微血管結構及基本功能,其結果使肺損傷導致肺氣腫。SOD有抗氧化功能,服用SOD制品可預防和治療肺氣腫。

3、氧自由基引起自身免疫性疾病:氧自由基對蛋白質的氧化破壞以及使其發生交聯改變,導致某些異性蛋白的出現而啟動機體免疫變態反應,形成自身免疫疾病。常見的有類風濕性關節炎、全身性紅斑狼瘡、皮肌炎、局限性腸炎、非特異性疾病(如非典型性肺炎、非典型性肝炎)後天獲得性免疫功能缺損(如愛滋病)等,SOD能增強免疫功能。SOD制品對全身免疫性疾病有特殊的作用。

4、糖尿病與自由基和SOD的關系:糖尿病是壹種常見的有遺傳傾向的內分泌代謝性疾病,其基本病理生理為絕對和相對的胰島素分泌不足引起的糖、脂肪及蛋白質等代謝紊亂。糖尿病患者SOD活性明顯下降,血漿過氧化脂質和過氧化氫明顯升高,久病後常並發心及血管、眼、腎、神經等病變。自由基參與了糖尿病的的發生發展。SOD在糖尿病恢復過程中起著十分重要的作用,因而在糖尿病治療時補充SOD,對預防並發癥、保護胰島β細胞分泌胰島素等起著積極的作用。

5、氧自由基可導致老年性白內障的發生和晶狀後纖維組織的形成:活性氧自由基在眼內產生過多,引起眼內蛋白質改變,尤其是A-晶體蛋白和B-晶體蛋白發生交聯變性,同時還可使晶狀體血漿膜發生過氧化,形成不溶性的高分子產物聚集在晶狀體中間,各種酶亦因此而失去活性,從而導致白內障的形成。補充SOD可預防白內障形成。

6、氧自由基的過度積累可誘發癌癥:自由基可以引起DNA的氧化、破壞或發生交聯改變,使核酸變性,DNA發生空變,單聯斷裂,從而影響信息傳遞的功能以及轉錄復制的特性,導致蛋白質合成能力下降產生合成差錯,最終導致基因突變和癌變。另外,癌癥患者在放療和化療過程中,由於放射性物質和化學藥物均可誘發產生過量的活性氧自由基,不可避免地發生放療和化療綜合癥,像脫發、炎癥、尿失禁、血尿、腸胃功能紊亂、痙攣等,SOD不但可以預防癌癥的發生發展,而且還可緩解放療,化療所產生的負作用。

7、氧自由基與皮膚病的關系:色素沈著(包括酒刺沈積斑、老年斑、雀斑、黃褐斑及其色素沈積癥)的產生最主要的原因是氧自由基,氧自由基作用於機體中的不飽和脂肪酸,產生不穩定的過氧化脂質,進而產生醛類,特別是丙二醛,它能迅速進攻磷脂,蛋白質發生反應,形成色素沈著。SOD有效地清除氧自由基,預防色素沈著,同時也能清除沈積在皮膚中的色素沈積物。

8、氧自由基加重急性炎癥和水腫:炎癥感染時,嗜中性粒細胞對微生物進行吞噬時,產生大量的活性氧自由基,破壞細胞的結構,使炎癥進壹步加重,采用SOD制品治療,可緩解疼痛,從根本上治愈關節炎、肩周炎等癥狀。

9、肝膽系統疾病與自由基的關系:氧自由基對生物膜的脂質過氧化作用引起肝細胞膜損害,導致肝細胞變性和壞死,破壞肝組織結構,損傷肝臟。SOD能降低血液中的毒素水平、防止肝昏迷、降低血氨、減輕肝負擔,改善肝功能,對肝炎,肝腫大、肝腹水、肝纖維化、脂肪肝有明顯功效。補充SOD,對肝膽疾病有奇效。

10、腸胃系統疾病與自由基的關系:目前資料表明,由普通性胃炎、萎縮性胃炎、淺表性胃炎加重到胃癌的病理過程,實際上是自由基沈積加劇或含量增高的過程,利用SOD能特異性清除自由基緩解疼痛,防治因抗生素、放療、化療引起的綜合癥以及結腸炎、腹瀉、便秘等有顯著功效。

綜上所述,伴隨著中國消費者對健康與疾病認知與意識,越來越多的消費者對安全、健康、有效的保健方法更加關註。高科技發展是永無止境,同樣SOD行業的發展也不會停止。SOD產業給傳統的壹些相關行業帶來煥然壹新的改革和不壹樣的業績,斐然成為人們廣泛關註的焦點之壹。呼籲廣大的科研工作者,在未來的SOD實驗應用中除研究外,更應對相關市場進行研究,闡明機制。只有這樣才能使我國現有SOD的應用持久深入,才有可能進而提高到國際先進水平。成為全球SOD發展史上最光輝的壹頁。

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