在军事、体育和救灾等超负荷大运动量过程中, 机体中部分组织细胞会交替出现暂时性缺血及重灌流现象, 引起缺血后重灌流损伤, 加之乳酸量的增加, 导致肌肉的疲劳与损伤。

若在运动前供给SOD, 则可保护肌肉避免出现上述现象。单次强烈运动可使体内自由基水平明显升高, 过量的自由基作为引发剂攻击细胞膜中的不饱和脂肪酸造成脂质过氧化, 引起膜流动性下降, 脆性增强。过氧化脂质的一个特征是生成丙二醛, 形成磷脂之间的交联, 也可与血红蛋白形成褐色产物。

机体经剧烈运动后, ATP含量有所降低、肌酸激酶活力暂时下降, AMP含量升高, 在腺嘌呤转氨酶的作用下促使IMP增高, 然后在核苷酸酶和核苷酶的作用下, 生成次黄嘌呤, 运动后过量的次黄嘌呤在次黄嘌呤氧化酶的作用下, 形成过量的O2 - 。因此补充外源SOD能够有效抑制运动引起的细胞损伤。