Trong ngành Da liễu, chất chống oxy hóa đã được ứng dụng rộng rãi và là thành phần cải tiến trong việc sử dụng mỹ phẩm. Phần này sẽ cung cấp cái nhìn tổng quát về hướng nghiên cứu ứng dụng các chất chống oxy hóa trong mỹ phẩm một cách an toàn. Những chất chống oxy hóa quan trọng nhất như vitamin E, viatmin C, lưu huỳnh, và các flavonoid sẽ được giới thiệu; với những phối hợp hiệu quả cũng như vai trò của chúng trong việc truyền tín hiệu sẽ được bàn luận sâu sắc. Cơ thể mỗi người luôn tiếp xúc với các chất oxy hóa, nó là hậu quả của những phản ứng nội sinh xảy ra bên trong cơ thể tương tự như quá trình trao đổi chất. Cụ thể như sự hô hấp của ty thể thải ra superoxide và hydrogen peroxide, trong khi những enzym khác bao gồm lipoxygenase, xanthine oxidase, và NADPH oxidase lại tạo ra hydroperoxide và superoxide. Những chất oxy hóa nôi sinh được tích tụ và tăng lên do sự ô nhiễm môi trường như khói bụi, sương mù, tia UV và chế độ ăn uống. Để chống lại chúng, một hệ thống các chất chống oxy hóa có sẵn với vai trò thu gom những phần tử oxy hoạt động, ngăn chặn sự phá hủy đến những đại phân tử như DNA, lipid, và protein. Sự bảo vệ của chất chống oxy hóa phát sinh từ các phân tử tổng hợp là một phần của quá trình chuyển hóa như glutathione (GSH), acid uric; các vitamin thiết yếu được cung cấp thông qua chế độ ăn uống như vitamin E và C; những enzym phá hủy các oxy hoạt động như superoxide dismutase, catalase, và GSH peroxidase. Những hệ thống này cung cấp sự bảo vệ đa dạng ngay cả ở trong và ngoài tế bào. Quá trình sản xuất chất oxy hóa và quá trình thu gom của các chất chống oxy hóa luôn luôn được cân bằng hiệu quả; tuy nhiên, trong những điều kiện cụ thể, sự cân bằng này có thể bị phá vỡ và nghiêng về phía các chất oxy hóa; đây là tình trạng gọi là: “oxidative stress”. Khả năng oxy hóa do stress có thể được gây ra bởi sự gia tăng các chất oxy hóa, ví dụ như hậu quả do thuốc lá hoặc tác động của tia UV, cũng có thể do sự thiếu hụt của các chất chống oxy hóa quan trọng. Đây là mối lo ngại khi các chất oxy hóa này có thể liên quan đến các bệnh như xơ vữa động mạch, ung thư da và lão hóa sớm. VITAMIN E Vitamin E là chất chống oxy hóa tan trong dầu, đây là chất chống oxy hóa tự nhiên được ứng dụng nhiều nhất trong cáC công thức của mỹ phẩm dạng thoa trên da. Nó được tìm thấy trong tất cả các bộ phận của da, lớp biểu bì, trung bì cũng như trong lớp sừng và đóng vai trò thiết yếu trong việc bảo vệ các phân tử sinh học từ sự oxy hóa do stress. Vitamin E tồn tại ở 8 dạng đồng phân trong tự nhiên : 4 dạng tocopherol và 4 dạng tocotrienol (hình 1). Tất cả các dạng trên để bao gồm một phân tử chromanol, gắn với phân tử phenolic hydroxyl có tính oxy hóa – khử và một đuôi thân dầu. Tocopherol chứa một chuỗi phytyl, còn tocotrienol chứa đuôi isoprenoid – là chất béo không bão hòa, nên chuỗi phân tử tocopherol rắn chắc hơn. Hình 1 : Trong tự nhiên, dạng vitamin E (A) tocopherol chứa một chuỗi bên bão hòa, (B) trong khi các chuỗi bên isoprenoid của tocopherols không bão hòa. Dạng α chứa cả nhóm methyl và nhân chromanol (1,2), trong khi dạng β chỉ chứa nhóm methyl (1), dạng γ chứa (2) và dạng δ không chứa nhóm nào cả. Các chuỗi được gắn trên màng lipid trong khi đó phần đầu phân tử thì nằm ở bề mặt tiếp xúc giữa nước và lipid. Về cơ bản, hoạt động thu gom các gốc tự do của các dạng đồng phân là giống nhau nhưng sự chuyển hóa trong cơ thể của mỗi dạng lại khác nhau đáng kể. Sự khác biệt này được giải thích bởi sự tồn tại của phân tử α-tocopherol được chuyển hóa bởi các protein tại gan, chúng được chọn lọc đặc hiệu RRR-α-tocopherol và gắn chúng vào VLDL và đưa vào vòng tuần hoàn, trong khi những dạng khác thì không được chuyển hóa, nên chúng được bài xuất nhanh hơn. Cũng giống như các bộ phận khác trong cơ thể, tại da α-tocopherol là dạng tồn tại chủ yếu của vitamin E với nồng độ cao hơn gấp 5 – 10 lần γ-tocopherol. Vitamin E được cung cấp cho lớp sừng dưới 2 hình thức khác nhau. Một mặt, nó được dự trữ trong lớp keratinocytes và di chuyển đến lớp sừng mới thành lập, dẫn đến sự phân bố lại nồng độ của α-tocopherol, làm giảm sự tập trung của vitamin E trên bề mặt da. Trái lại, vitamin được tiết ra bởi tuyến bã nhờn và đến phía ngoài của lớp sừng. Với những khu vực có nhiều tuyến nhờn như mặt, tổ chức phân phối này chịu trách nhiệm cho việc làm tăng đáng kể lượng vitamin E ở phía ngoài lớp sừng. Hoạt động của tuyến bã nhờn ở trẻ em kém hiệu quả, bắt đầu tăng dần lên ở tuổi dậy thì rồi đạt đến cao độ ở tuổi 19 và tiếp tực duy trì như thế cho đến tuổi 50-59 ở phụ nữ và tuổi 70 ở nam giới thì bắt đầu giảm. Vì vậy, trẻ em cũng như phụ nữ trên 50 tuổi và nam giới trên 70 tuổi có cơ chế để cân bằng lượng vitamin E trên da mặt. Sau khi bổ sung bằng đường uống, vitamin E sẽ đến các tuyến bã nhờn sau thời gian ít nhất 2-3 tuần. Những phát hiện chứng tỏ rằng các tuyến nhờn là nơi cung cấp lượng vitamin E đáng kể. Sự oxy hóa do những căng thẳng khác nhau đã được chứng minh là làm cạn kiệt vitamin E nhiều nhất – trong số các chất chống oxy hóa. Tại lớp biểu bì, ít nhất 4 liều tối thiểu erythemal (MEDs) của năng lượng bức xạ mô phỏng tia cực tím (ssUV) là đủ để làm cạn kiệt vitamin E. Trong khi đó, liều thấp 0.75MED có khả năng phá hủy vitamin E trong lớp sừng của con người. Những thí nghiệm trên chuột đã chỉ ra rằng liều từ 1ppm x 2 giờ của ozon (O3) có thể làm cạn kiệt vitamin E trong lớp sừng. Khi nồng độ ozon cao hơn mức tự nhiên của tầng ozon trong khí quyển, các biến đổi thích ứng sinh học trên da của con người chưa rõ ràng. Benzol peorxide được sử dụng để điều trị mụn trứng cá. Sử dụng đơn độc benzoyl peroxide với nồng độ 10% có thể làm cạn kiệt hoàn toàn vitamin E trong thí nghiệm in vivo. α-Tocopherol được ứng dụng rộng rãi như là một thành phần tích cực trong các công thức sử dụng tại chỗ. Sau khi thoa lên da, nó dễ dàng thâm nhập vào da. Dạng tự do của vitamin E không ổn định và nhạy cảm với ánh sáng (nó hấp thụ tia UVB), do đó, nhóm hydroxyl hoạt động thường được bảo vệ bằng cách este hóa với chức acetate giúp tăng tính ổn định nhưng làm mất tính oxy hóa của phân tử. Khi sử dụng bằng đường uống, vitamin E đã acetate hóa được thủy phận trong ruột. Khi dùng đường uống, muối acetate của vitamin E sẽ được thủy phân trong ruột. Có những ý kiến khác nhau về sự thủy phân của α-tocopherol acetate trong da, những nghiên cứu lặp lại trên chuột cho thấy việc sử dụng lâu dài α-tocopherol acetate làm gia tăng lượng vitamin E tự do. Nghiên cứu cũng chứng minh sự tác động của tia UVB làm tăng quá trình thủy phân của α-tocopherol acetate thông qua tác dụng cảm ứng enzym esterazase từ 10 đến 30 lần. Trong khi một nghiên cứu khác cho rằng, sự chuyển hóa của α-tocopherol acetate không xảy ra trên da người, sự thủy phân quan trọng đã được chứng minh trong nghiên cứu gần đây sử dụng một mô hình mô phỏng tổ chức biểu bì của người và thí nghiệm in vivo. Với một lượng khoảng 0.15% vitamin E acetate thoa trên da sẽ làm tăng lớp sừng nhiều hơn sử dụng đường uống với liều 400IU α-tocopherol. Sử dụng vitamin E để rửa sạch da cũng làm tăng lượng vitamin E. Phần lớn các nghiên cứu đã được thực hiện trên các mô hình động vật, trong khi đó, số liệu nghiên cứu trên cơ thể người vẫn còn hạn chế. Sau khi bôi α-tocopherol lên da, Sự peroxid hóa lipid sẽ bị ức chế. Một số nghiên cứu cho rằng bôi tại chỗ α-tocopherol sẽ làm ức chế sự phá hủy của tia UVB lên DNA trong thí nghiệm trên chuột và các tế bào keratinocyte. Sự bảo vệ và chống lại sự suy giảm của các tế bào Langerhan khỏi tác động của tia UV đã được nhận thấy sau khi bôi α-tocopherol trên chuột. α-Tocopherol và ester sorbate của nó đã được nghiên cứu trên mô hình chuột bị lão hóa da. Cả 2 chất chống oxy hóa này đều có hiệu quả, thậm chí, dạng sorbate còn hiệu quả hơn α-Tocopherol. Hệ thống vitamin E trong cơ thể (chỉ kết hợp với vitamin C) làm tăng MED và giảm thay đổi dòng máu qua da sau khi chiếu xạ UV. Việc sử dụng vitamin E để rửa sạch da có thể làm tăng lượng vitamin E trong lipid. Nó cũng có khả năng giảm sự hình thành các monohydroperoxide squalene từ squalene với liều thấp tia UVA (8 J/cm2). Tuy nhiên, một số nghiên cứu chỉ ra rằng α-tocopherol acetate không hiệu quả như vitamin E tự do khi bôi tại chỗ. Sự ức chế đột biến DNA ở chuột kém hiệu quả hơn 5 -10 lần. Tóm lại, mặc dù những lợi ích cho sức khỏe của việc sử dụng vitamin E đã được chứng minh, nhưng vẫn cần những nghiên cứu có kiểm soát trên cơ thể người trong điều kiện sinh lý nhất định. Cho đến nay, vitamin E được tìm thấy có tác dụng chống ung thư, ổn định sinh lý da, bảo vệ da dưới ánh nắng mặt trời. Sự an toàn của việc bổ sung vitamin E hợp lý và đúng cách là chủ đề được quan tâm của các nhà nghiên cứu. Trong nhiều năm, sử dụng bằng đường uống được xem là vô hại. Gần đây, có nhiều phân tích mô tả sư liên quan giữa việc uống nhiều vitamin E làm tăng tỷ lệ tử vong. Tuy nhiên, những nghiên cứu lớn khác cũng cho thấy không có sự gia tăng tỷ lệ tử vong do ung thư khi sử dụng vitamin E. Trong khuôn khổ của nghiên cứu SUVIMAX, một công bố gần đây cho thấy sự tăng nguy cơ ung thư da ở phụ nữ khi dùng hỗn hợp vitamin E, vitamin C, β-carotene, selen và kẽm, nhưng không xảy ra ở nam giới. Một danh sách được các chuyên ra đưa ra kết luận từ bằng chứng thử nghiệm lâm sàng khi bổ sung vitamin E an toàn cho hầu hết người trưởng thành với lượng 1600IU (1073 mg RRR-α-Tocopherol hoặc tương đương). Dữ liệu cho thấy sự an toàn khi dùng đường uống, không có những nghiên cứu có kiểm soát về việc sử dụng tại chỗ vitamin E. Gần đây, dạng tocotrienol của vitamin E đã trở thành tiêu điểm quan tâm của các nhà nghiên cứu, kể từ khi họ tìm thấy sự hiệu quả của chất chống oxy hóa này trong một hệ thống các dạng oxy hóa khác của tocopherol. Ngay cả khi chúng không có sẵn tác dụng sau khi uống vào, thì sử dụng bằng cách thoa tại chỗ cũng loại trừ khả năng làm mất tác dụng của chúng do chuyển hóa qua gan. Trong thực tế, tocotrienol tự do dễ dàng thâm nhập vào da chuột và tocotrienol acetate được thủy phân trong cả trong da và trong cơ thể chuột. Thoa một lượng nhỏ tocotrienol đã được chứng minh việc bảo vệ da chuột khỏi tia UV và ozon, chất oxy hóa do stress. Benzoyl peroxide (BPO) được sử dụng để điều trị mụn. Sử dụng hàng ngày 10% benzoyl peroxide, vitamin E nội sinh tử lớp sừng sẽ bị cạn kiệt dần. Vitamin E trong lớp sừng đã được giữ lại đáng kể khi sử dụng α-Tocotrienol (5%) trong bảy ngày. α-Tocotrienol được bổ sung sẽ làm giảm thiểu đáng kể sự peroxide hóa của BPO trên lipid. Sự mất nước qua da được tăng lên 1,9 lần bởi tác động của BPO. Nhìn chung, tocotrienol vẫn đang được khai thác tiềm năng và hoạt động của chúng vẫn còn nhiều tiềm ẩn. VITAMIN C Acid ascorbic hoặc vitamin C là một trong những chất chống oxy hóa tan trong nước quan trọng nhất, hiện diện với một số lượng lớn trong da. Trong khi hầu hết các loài khác có thể sản xuất acid ascorbic thì con người lại không có khả năng đó do thiếu hụt hệ thống enzym tổng hợp. Thiếu acid ascorbic gây ra bệnh còi, một căn bệnh đã được mô tả trong các tác phẩm cổ xưa của người Hy Lạp. Ngoài chức năng chống oxy hóa, acid ascorbic còn là một yếu tố cần thiết cho các enzym khác nhau. Khả năng chống oxy hóa của vitamin C có được liên quan đến cấu trúc độc đáo của nó. Hình 2: Công thức cấu tạo Vitamin C – mono anion ascorbate Vitamin C có pKa1 = 4,25, nó hiện diện như là một anion ở pH sinh lý nên có thể cho đi 1 electron để hình thành các gốc tự do ascorbyl và phân bố lại electron để có thể oxy hóa tiếp tục để tạo ra acid dehydroascorbic. Acid dehydroascorbic tương đối ổn định và sẽ bị phá vỡ nếu nó không được tái tạo (xem phần mạng lưới chống oxy hóa). Trong thí nghiệm in vitro, acid ascorbic có thể thu gom nhiều loại gốc tự do, bao gồm cả hydroxyl (OH•), superoxide (O2•) và gốc peroxide khác (ROO•) tương tự như các chất chống oxy hóa khác như O3. Với tiềm năng giảm tương đối các chất oxy hóa, ascorbate có thể chuyển đổi Fe (III) thành Fe (II), do đó có thể phân hủy hydrogen peroxide (H2O2) để tạo các gốc oxy tự do. Vì vậy, vitamin C có thể gây ảnh hưởng đến quá trình tiền oxy hóa khi có sự hiện diện của sắt tự do. Trong da, vitamin C được tìm thấy trong tất cả các lớp cấu tạo. Tại lớp sừng, nó tạo ra sự chênh lệch nồng độ như vitamin E với sự giảm dần về phía ngoài. Vitamin C có thể bị cạn kiệt do tác dụng của O3, bức xạ tia cực tím và BPO. Một trong những lợi ích trên da của vitamin C được phát hiện sớm nhất là khả năng kích thích sự tổng hợp collagen trong nguyên bào sợi của da. Gần đây, vitamin C đã được mô tả với vai trò cần thiết trong sự hình thành cuả hàng rào lipid, tái xây dựng cấu trúc biểu bì của con người. Một số nghiên cứu đã khảo sát tác dụng bảo vệ của vitamin C trong việc chống lại oxy hóa do stress. UVB gây ra tình trạng dung nạp miễn dịch như một dấu hiệu của sự tổn thương hệ thống miễn dịch có thể được loại bỏ khi sử dụng vitamin C trên da trong những thí nghiệm trên chuột. Tế bào bị cháy nắng do UVB được giảm nhẹ tổn thương khi dùng vitamin C trên da lợn. Trong khi một nghiên cứu báo cáo tác dụng của vitamin C trong việc chống lại sự phá hủy của tia UV trên chuột, thì một nghiên cứu khác lại cho thấy tác dụng đó không nổi trội ở con người. Hệ thống ứng dụng sự phối hợp giữa vitamin C và vitamin E có tác dụng chống lại tác hại của tia UV gây ra ban đỏ ở người. Một nghiên cứu khác cho thấy tác dụng bảo vệ da khỏi ban đỏ, tế bào bị cháy nắng và hình thành dimer thymidine ở lợn bởi sự kết hợp vitamin E (1%) và vitamin C (15%). Trong hệ thống nuôi cấy tế bào keratinocyte, vitamin C làm giảm sự phá hủy DNA của tia UVB. Trên chuột, tác dụng chống ung thư của vitamin C đã được mô tả, tuy nhiên chưa có dữ liệu liên quan trên con người. Vitamin C không ổn định, nên rất khó phối hợp nó vào các công thức tại chỗ. Ester hóa với phosphate được sử dụng để hạn chế tình trạng này. Trong thí nghiệm invitro đã chứng minh rằng Mg-ascorbyl-2-phosphate có thể đi xuyên qua hàng rào da trên chuột và được chuyển đổi sinh học thành ascorbate tự do. CHẤT CHỐNG OXY HÓA THIOL Thiol chứa một nhóm sulfhydryl (SH) có khả năng oxy hóa. Glutathione (GSH) là một tripeptide, nhóm SH trong cysteine có thể bị oxy hóa tạo thành một disulfide (GSSG) với một phân tử GSH khác. GSH peroxidase sẽ oxy hóa GSH để làm giảm H2O2 và các peroxide tan trong nước khác. Sự tổng hợp GSH trong tế bào người được kích thích bởi N-acetyl-cysteine (NAC), phân tử này được thủy phân để tạo cystein trong tế bào. Hơn nữa, NAC hoạt động như một chất chống oxy hóa tự do. Acid Lipoic (1,2-dithiolane-3-pentanoic acid hoặc acid thioctic, LA) là một cơ chất của phức hợp multienzyme trong phản ứng khử carboxyl của acid α-keto. Sự cung cấp các chất oxy hóa dithiol dihydrolipoic (DHLA) được thực hiện bởi các tế bào và giảm bởi các ty thể và enzyme cytosolic phụ thuộc [NAD(P)H]. Do đó tạo thành một chu kỳ hiệu quả vì có thể lần lượt tái sinh GSSG thành GSH và kích thích sự tổng hợp GSH bằng cách cải thiện việc sử dụng cysteine. Hình 3 : Cấu trúc hóa học Thiol. (A) GSH gồm cystein, glycine và acid glutamic. (B) Dạng oxy hóa của acid lipoic như là disulfide Những đặc điểm chung khi sử dụng thiol tại chỗ trên da là mùi điển hình và hòa tan kém của LA trong nước ở pH=7. Tuy nhiên, một số thiol cho hiệu quả bảo vệ da trong các test thử nghiệm. Đối với đường uống cũng như thoa tại chỗ trên mô hình chuột, GSH- ethyl ester và GSH – isopropyl ester đã được chứng minh là có hiệu quả hơn so với GSH tự do. Cung cấp qua đường uống làm giảm sự hình thành các khối u do tia UV gây ra và ngăn chặn tế bào da bị cháy nắng. POLYPHENOL Flavonoid và tannin là những hợp chất phân bố phổ biến trong thực vật, xuất hiện nhiều trong vỏ cây, rễ, lá, hoa, quả. Vai trò của chúng trong cây bao gồm việc bảo vệ và tạo màu cho cây. Do đó, chế độ ăn uống của chúng ta có chứa flavonoid, có thể được tìm thấy trong nhiều loại thực phẩm từ rau xanh đến rượu vang đỏ. Trong thực tế. flavonoid đã được sử dụng trong nền y học cổ đại nhưng nó đã không được chú ý trong nhiều thế kỉ, cho đến năm 1936 hoạt động sinh học đâu tiên của chúng mới được chú ý đến. Kết quả là, họ đã tìm được vitamin P. Flavonoid, cũng được gọi là polyphenol thực vật đã được công nhận là chất chống oxy hóa mạnh. Các hoạt động thu gom gốc tự do và phức kim loại đã được nghiên cứu rộng rãi. Tuy nhiên, do cấu trúc polyphenolic, các electron và khả năng cho hydro tạo thành các đặc tính chống oxy hóa của chúng. Flavonoid không phải là một phần của hệ thống chống oxy hóa nội sinh nhưng vẫn tương tác với các chất chống oxy hóa khác thông qua mạng lưới chống oxy hóa. Trong số các ứng dụng được tìm thấy trong y học cổ đại, flavonoid có khả năng kháng viêm và cải thiện các vết thương. Tác dụng trên da của chúng đã được đã được đề cập đến trong một thời gian dài với khả năng ức chế sự hoạt động của 5-lipoxygenase và cyclooxygenase. Tuy nhiên, các nghiên cứu gần đây cho thấy một cách nhìn tổng quát và chính xác hơn về khả năng kháng viêm của flavonoid. Trong thực tế, các flavonoid như silymarin, quercetin, genistein, và apigenin là chất ức chế hiệu quả NF-kB, một yếu tố phiên mã tiền viêm, do đó, giảm phiên mã của các gen tiền viêm và ngăn ngừa tình trạng viêm. Sử dụng qua đường uống và bôi tại chỗ polyphenol trong trà xanh và trà đen cho thấy tác động có lợi đối với bức xạ tia cực tím (UVR) bao gồm ung thư da ở chuột. Ngoài ra, các flavonoid này cũng như silymarin đã được tìm thấy để ngăn chặn UVR gây ra tình trạng viêm, hoạt hóa ornithine decarboxylase, tất cả những yếu tố này đều góp phần gây ra ung thư. Polycyanidin, hay còn gọi tannin ngưng tụ, là flavonoid được tìm thấy trong vỏ cây thông, hạt nho và nhiều loại trái cây khác. Bằng cách tương tác trực tiếp với protein, chúng thể hiện khả năng bảo vệ collagen và elastin, hai protein nền tảng của da, chống lại sự thoái hóa của chúng. Hơn nữa, một số procyanidin biểu hiện một tác động đáng kể vào sự tăng sinh nang lông, do đó mở rộng các ứng dụng điều trị rụng tóc. Flavonoid không phải là một phần trong hệ thống chống oxy hóa nội sinh trong cơ thể nhưng chúng biểu hiện những đặc tính rất hữu ích trong việc ngăn ngừa tác hại của bức xạ cực tím trên cơ thể. Hình 4 : Cấu trúc hóa học của catechin, một flavan – ví dụ flavonoid. Flavane là cấu trúc nền tảng phổ biến ( vòng A, B, C) được hydro hóa trong những điều kiện khác nhau. MẠNG LƯỚI CHỐNG OXY HÓA Khi các chất chống oxy hóa phản ứng với các chất oxy hóa, chúng được chuyển đổi thành dạng không còn chức năng như một cách tiêu thụ chất chống oxy hóa. Để cho sản phẩm oxy hóa hoạt động một lần nữa, nó cần phải được tái sử dụng để trở về hình thức ban đầu. Mạng lưới các chất chống oxy hóa thể hiện khả năng tái tạo các chất oxy hóa dưới các hình thức oxy hóa khác nhau, qua đó cung cấp thêm mức độ bảo vệ của chúng. Như vậy, đây là quá trình hiệp đồng và khả năng bảo vệ của một loạt các chất chống oxy hóa kết hợp nhau luôn lớn hơn tổng khả năng của từng chất. Các chất chống oxy hóa mạnh như vitamin E, vitamin C và GSH có mặt trong các khoang tế bào và chúng đều có khả năng tương tác với nhau. Thông thường các gốc tự do hình thành trên các chất chống oxy hóa ổn định hơn và tồn tại lâu hơn so với sự phá hủy của các gốc tự do hình thành trong cơ thể, chủ yếu là do sự tái phân bố lại của các electron chưa ghép cặp. Vì vậy, chúng có nhiều cơ hội để tương tác với nhau và giảm tương tác với đại phân tử. Vitamin E là chất chống oxy hóa có dây chuyền phá vỡ lớn, giúp bảo vệ màng sinh học khỏi sự peroxid hóa các lipid, đây là một nhiệm vụ khó khăn khi xem xét tỷ lệ của phân tử phospholipid và vitamin E xấp xỉ 1500:1. Tuy nhiên, vitamin E không bao giờ cạn kiệt vì nó liên tục được tái sử dụng. Khi vitamin E bị oxy hóa, một gốc tự do của vitamin E được hình thành (gốc tự do chromanoxyl). Nếu không có mạng lưới chống oxy hóa, các gốc tự do này có thể trở thành tiền chất oxy hóa bằng cách lấy hydro từ lipid hoặc phản ứng để tạo thành sản phẩm không có gốc tự do (tiêu thụ). Tuy nhiên, một số chất chống oxy hóa được biết đến với khả năng giảm chromanoxyl và tái tạo vitamin E. Chúng gồm vitamin C, ubiquinol, và GSH. Vitamin C, chất chống oxy hóa nhiều nhất trong huyết tương và là chất được đề cập đến đầu tiên khi bảo vệ cơ thể, có thể làm giảm gốc tocopheroxyl và hình thành gốc ascorbyl. Sự tương tác giữa vitamin E và C đã được chứng minh trong những hệ thống khác nhau cả trong in vivo và in vitro. Các gốc ascorbyl thực tế là những chất trơ và có thể được oxy hóa tiếp tục để tạo thành acid dehydroascorbic. Điều này có thể làm giảm sự tái tạo của vitamin C tự nhiên do GSH. Quá trình này được biết về cả mặt hóa học và enzyme trong hồng cầu và bạch cầu trung tính được gây ra bởi vi khuẩn, và liên quan đến một loạt các cơ chế phòng vệ sau này. Glutathione là chất chống oxy hóa mạnh trong tế bào. Sự oxy hóa GSSD liên tục được tái tạo thông qua enzym của GSH là GSH reductase, vì vậy, tạo ra một dòng chảy các GSH. Glutathione được tái tạo dựa trên NAD(P)H là yếu tố cho electron. Do đó, các con đường trao đổi chất liên quan đến sản xuất năng lượng cung cấp các chất khử cho mạng lưới chống oxy hóa. GSH cũng được biết đến qua khả năng tái chế vitamin E, cũng như ubiquinol, một chất chống oxy hóa lipophilic mà chính bản thân nó được tái chế trong ty thể như là một phần của chuỗi vận chuyển electron. Tất nhiên một số sự bổ sung cũng được biết đến như là một cách đóng góp vào mạng lưới này thông qua việc tái sử dụng chất chống oxy hóa. Acid lipoic là một ví dụ điển hình trong trường hợp này; đây là một chất chống oxy hóa mạnh có thể tái chế ascorbate, GSH và ubiquinol trong thí nghiệm in vitro. Gần đây, người ta cũng đã chứng minh được rằng flavonoid cũng đóng vai trò quan trọng trong mạng lưới chất chống oxy hóa do khả năng tái sử dụng gốc ascorbyl. Như vậy, tồn tại một hệ thống bảo vệ có tổ chức đê chống lại sự tấn công của các gốc tự do, mà kết quả cuối cùng đó là sự bảo vệ và tái sử dụng các chất chống oxy hóa trong tế bào. Hình 5 : Sơ đồ tương tác chặt chẽ trong mạng lưới chống oxy hóa. Một phân tử ascorbate có thể tái tạo vitamin E phát sinh do peroxide hóa lipid hoặc thu gom gốc tự do thân nước. Glutathion có thể tái tạo ascorbate hoặc thu gom một gốc tự do. Tự thân glutathion sec được tái tạo bởi sự trao đổi chất của tế bào. SỰ ĐIỀU HÒA QUÁ TRÌNH SAO CHÉP GEN Da là bộ phận có diện tích tiếp xúc lớn nhất của con người, thường xuyên tiếp xúc với sự đa dạng của stress, trong số đó có các chất oxy hóa như bức xạ cực tím, ozon là những tác nhân thường gặp trong các bệnh liên quan đến rối loạn da. Tuy nhiên, sự phá hủy của các chất oxy hóa không chỉ đơn thuần ảnh hưởng đến hiệu ứng sinh học trên da. Thực tế, bức xạ cực tím đã gây ra những thay đổi trong biểu hiện của gen mã hóa các cytokine gây viêm, các yếu tố tăng trưởng, protein xúc tiến phản ứng stress, oncoproteins, chất nền metalloproteinase, vv.. Mục tiêu chịu ảnh hưởng nhiều nhất của tia UV vẫn chưa được kết luận hoàn toàn chắc chắn, nhưng kinase và các yếu tố phiên mã nhất định có thể được kích hoạt bằng bức xạ UV, do đó có thể làm tăng phiên mã gen. Một yếu tố phiên mã điển hình là NF-kB, xuất hiện chủ yếu trên da, do thiếu các protein ức chế lkBa có liên quan đến sự phát triển của bệnh viêm da tiến triển ở chuột. Hơn nữa, các loại phản ứng oxy hóa chẳng hạn như phản ứng sau khi chịu tác động của bức xa UV, được nghi ngờ là có vai trò quan trọng trong việc hoạt hóa NF-kB. Do đó, chất chống oxy hóa đã được tìm thấy là những chất ức chế mạnh nhất NF-kB. Vitamin E có tác dụng đặc biệt trong việc truyền tín hiệu: tocotrienol điều hóa xuống đối với enzym 3-hydroxy-3-methylglutaryl-coenzym A (HMG CoA) reductase, một enzyme quan trọng của con đường mevalonate để sản xuất cholesterol. Khả năng ức chế HMG-CoA-reductase được biết đến với tác dụng chống ung thư. α-Tocopherol có thể ức chế protein kinase C, một yếu tố quan trọng của xơ vữa động mạch. Protein kinase C cũng điều chỉnh hoạt động của collagenase (MMP-1), một loại enzyme làm thoái hóa collagen da. Trong các mô hình nuôi cấy tế bào, α-tocopherol ức chế MMP-1 bằng cách ức chế protein kinase C. Gần đây, người ta đã chứng minh rằng vitamin E có khả năng ức chế sự tác động của tia UV qua enzyme metalloelastase và do đó, có thể ức chế sự phát triển của những thiệt hại do ánh nắng mặt trời gây ra. Tuy nhiên, các nghiên cứu lâm sàng để đánh giá hiệu quả của các chất chống oxy hóa, bao gồm silymarin flavonoid – một acid lipoic và tiền thân của GSH là N-acetyl-L-cysteine đối với những rối loạn viêm trên da. Những nghiên cứu này sẽ chứng minh rằng chất chống oxy hóa chịu trách nhiệm cho hoạt động và vai trò của chúng được mở rộng hơn nữa trong cơ chế điều tiết của biểu hiện gen. TRIỂN VỌNG Vai trò chung của các chất chống oxy hóa trong việc bảo vệ chống lại sự oxy hóa do stress cũng được hình thành. Trên da, chất chống oxy hóa là hoạt chất đầy triển vọng trong việc làm giảm thiểu tổn thương do oxy hóa. Mặc dù ngày càng có nhiều bài viết trong việc bảo vệ da bằng các chất chống oxy hóa, nhưng đó vẫn cần nhiều nghiên cứu và điều tra hơn nữa. Đặc biệt, các nghiên cứu lâm sàng của con người cần phải được thực hiện để chứng minh hiệu quả rõ ràng của chất chống oxy hóa trong công thức sử dụng tại chỗ. |
