最近的实验研究发现，低密度脂蛋白的氧化是导致动脉粥样硬化和心脏病的关键因素。氧化了的胆固醇极易粘在血管壁上，形成动脉粥样硬化、动脉阻塞，增加心脏负荷，严重的会诱发脑血管疾病、冠心病等其他严重的疾病。SOD是这一氧化过程最好的抑制剂。很多人认为只要降低食物中的胆固醇，成人每天仍可自行制造约1000mg的胆固醇，自由基的存在才是导致胆固醇沉淀的原因。因此要减少它的正确方法是食用富含抗氧剂的食品。
动脉硬化症
超氧化物单独或与NO联合对动脉硬化产生促进作用，因此，SOD在血管中水平的调节当然对这类疾病有重要作用。比如，冠心病患者SOD的表达会降低，这表明SOD活性的降低会导致这类患者外皮细胞功能的丧失。此外，前动脉硬化血管因子，如PDGF、FGF及EGF会导致SOD在动脉血管中浓度的降低。在年轻的高血脂患者中，血管内皮的SOD活性会增加，这可能是为了修复内皮的功能。
研究表明，冠状动脉粥样硬化患者的血管内皮结合的EC－SOD仅为正常人的1/5左右，这可能与结合EC－SOD的硫酸乙酰肝素的含量下降有关。动脉粥样硬化病灶的EC－SOD酶活性升高，泡沫细胞的EC－SOD表达增加；而血管平滑肌细胞的EC－SOD表达下降，且下降幅度随动脉粥样硬化加重而增大。
动脉粥样硬化的发展与氧化应激关系密切。小分子抗氧剂在动物中有抗动脉粥样硬化的作用。SOD防治动脉粥样硬化引起国内外广泛关注。由于血管内皮能够结合EC－SOD并能使之内化进入细胞内。且EC－SOD半衰期长，因而EC－SOD非常有希望用于动脉粥样硬化的治疗。高血压 NO是血管松弛，也是血压的主要调节剂。血管中EC－SOD分泌多，NO浓度下降，会引起血压升高。此外，由血管紧张素II引起的膜上NADPH氧化酶的活性被认为是血管内活性氧基团的主要来源，靶向膜的SOD可以消除血管紧张素II引起的血压升高，给大鼠注射血管紧张素II，可引起7天的EC－SOD表达量和活性的提高。无论在组织培养还是平滑肌细胞培养中，血管紧张素II对EC－SOD的正常作用均可发生，血管紧张素II对EC－SOD表达的影响可以调节病理状态下血管壁上氧化酶的状态，这种病理状态是由肾素血管紧张素系统调节的。
此外，血管紧张素II对EC－SOD表达的调节可能有先后的特殊性。与上述资料相反，通过短暂阻断或血管紧张素转化酶（ACE）神经阻断对冠状动脉疾病（CAD）患者进行治疗，会使血管内EC－SOD活性增加，内皮细胞功能增强。在治疗4周内，阻断EC－SOD表达或ACE神经阻断均使NO活性增强。这些结果表明，EC－SOD活性增加，会使CAD患者内皮细胞功能增强。
