GIỚI THIỆU

Trong ngành da liễu, chất chống oxy hóa là một thành phần được sử dụng rộng rãi và luôn thay đổi trong các mỹ phẩm dùng tại chỗ. Các chất chống oxy hóa quan trọng nhất là vitamin E, vitamin C, các thiol và các flavonoid.

Cơ thể con người tiếp xúc liên tục với nhiều chất oxy hóa. Nguồn nội sinh phát sinh bởi kết quả của con đường chuyển hóa bình thường của cơ thể. Ví dụ, hô hấp của ty thể sản xuất superoxide và hydrogen peroxide trong khi enzyme lipoxygenase, xanthine oxidase và NADPH oxidase sản xuất các hydroperoxide và superoxide. Oxy hóa ngoại sinh phát sinh từ các chất gây ô nhiễm môi trường như khói, sương mù, bức xạ tia cực tím và chế độ ăn uống. Để phản ứng lại các chất oxy hóa, một số chất chống oxy hóa hệ thống có sẵn có chức năng loại bỏ các oxy hoạt động, ngăn cản phá hủy các đại phân tử như chất béo, DNA và protein. Chất bảo vệ chống oxy hóa phát sinh từ các phân tử được tổng hợp như là một phần của quá trình chuyển hóa, ví dụ như glutathione (GSH) và axit uric; các vitamin thiết yếu mà phải được đưa vào từ chế độ ăn uống, ví dụ vitamin E và C và các enzym phân hủy các dạng oxy hoạt động như superoxide dismutase, catalase, các GSH peroxidase. Những hệ thống này cung cấp chất bảo vệ chứa trong những khoảng gian bào và nội bào. Thông thường luôn có sự cân bằng giữ chất oxy hóa được sản xuất và các chống oxy hóa để loại bỏ chúng. Tuy nhiên, trong điều kiện nhất định, xảy ra tình trạng mất cân bằng gọi là “stress oxy hóa”. Stress oxy hóa tiềm tàng có thể được gây ra bởi việc gia tăng về số lượng các chất oxy hóa, là kết quả của việc hút thuốc lá, chiếu xạ UV hoặc bởi tình trạng thiếu bất kỳ một chất chống oxy hóa quan trọng. Điều này là mối quan tâm lớn bởi vì stress oxy hóa có liên quan đến một số bệnh như xơ vữa động mạch, ung thư da và lão hóa.

VITAMIN E

Hình 1. Các dạng của vitamin E trong tự nhiên: (A) Tocopherol có chuỗi bên bão hòa, (B) Tocotrienol có chuỗi bên là isoprenoid không bão hòa.

Dạng α có hai nhóm methyl chromanol (1,2); dạng β, γ chỉ có một nhóm chromanol (1); dạng δ không có nhóm chromanol.

Vitamin E là chất chống oxy hoá thân dầu chính của da và là chất chống oxy hóa tự nhiên phổ biến nhất được sử dụng trong các mỹ phẩm dùng tại chỗ. Nó được tìm thấy trong tất cả các phần của da, có ở biểu bì và trung bì cũng như trong lớp sừng (SC) và đóng vai trò thiết yếu trong việc bảo vệ các phân tử sinh học khỏi stress oxy hóa.

Vitamin E là một tập hợp của tám đồng dạng tự nhiên: 4 tocopherol (α-, β-, γ-, δ-) và 4 tocotrienol (α-, β-, γ-, δ-) (Hình 1). Tất cả các dạng này gồm một nhân chromanol mang nhóm oxy hóa khử hoạt động phenolic hydroxyl và đuôi thân dầu. Trong khi các tocopherol chứa một chuỗi bên phytyl thì đuôi isoprenoid của các tocotrienol là các chuỗi không bão hòa. Các chuỗi bên được neo giữ trong các màng lipid trong khi nhân nằm ở mặt ngăn cách của nước và lipid. Mặc dù các hoạt động làm sạch các gốc oxy hóa của các đồng dạng khác nhau về cơ bản là giống hệt nhau nhưng hoạt tính sinh học của chúng sau khi uống khác nhau đáng kể. Hiện tượng này có thể được giải thích bởi sự tồn tại của protein vận chuyển α-tocopherol trong gan – chọn lọc tích cực RRR- α-tocopherol và liên kết với VLDL, dẫn đến tái tuần hoàn của α-tocopherol, trong khi protein vận chuyển này không nhận ra các dạng khác do đó được bài tiết ra ngoài nhanh hơn .

Cũng như trong các tổ chức khác trong cơ thể, α-tocopherol là dạng vitamin E chủ yếu có nồng độ cao gấp 5-10 lần so với γ-tocopherol. Cung cấp vitamin E cho lớp sừng xảy ra theo hai hình thức khác nhau. Một mặt, nó được dự trữ trong các tế bào keratin và di chuyển vào lớp sừng mới được hình thành dẫn đến một sự phân bố gradien α-tocopherol với nồng độ giảm dần về phía bề mặt da. Mặt khác, vitamin E được tiết ra bởi các tuyến bã nhờn và đi tới lớp sừng ngoài. Ở các khu vực có nhiều tuyến giàu bã nhờn như mặt, cơ chế phân phối này chịu trách nhiệm cung cấp vitamin E cho lớp sừng ngoài. Hoạt động của tuyến bã nhờn thấp ở trẻ em và bắt đầu tăng trong tuổi dậy thì để đạt đến trạng thái ổn định ở tuổi 19, duy trì liên tục và bắt đầu suy giảm ở phụ nữ từ 50 đến 59 tuổi và ở nam giới từ 70 tuổi. Vì vậy, trẻ em cũng như phụ nữ trên 50 tuổi và người già trên 70 tuổi có thể có cơ chế hòa giải để vận chuyển vitamin E đến bề mặt da. Những nhóm người này có lợi ích tiềm tàng từ việc bổ sung vitamin E tại chỗ.

Sau khi cung cấp qua đường uống, vitamin E tồn tại trên da thông qua các tuyến bã nhờn sau ít nhất 2-3 tuần. Điều này cho thấy tuyến bã nhờn là một nhà máy cung cấp đáng kể lượng vitamin E.

Các chất gây stress oxy hóa khác nhau đã được chứng minh gây cạn kiệt vitamin E. Ở lớp biểu bì, ít nhất bốn liều hiệu quả tối thiểu (MEDs) của tia cực tím mô phỏng bức xạ mặt trời (ssUV) để làm cạn kiệt vitamin E, trong khi liều thấp 0,75 MED có khả năng phá hủy vitamin E ở lớp sừng. Thí nghiệm trên chuột cho thấy liều 1 ppm x 2 giờ ozone (O₃) làm cạn kiệt vitamin E lớp sừng. Bởi vì nồng độ này của O₃ cao hơn mức tự nhiên của tầng đối lưu O₃ nên sự tương thích về mặt sinh học của những phát hiện này trên da người vẫn chưa rõ ràng. Benzoyl peroxide được sử dụng để điều trị mụn trứng cá. Công thức chứa 10% kl/tt benzoyl peroxide gần như hoàn toàn làm cạn kiệt lượng vitamin E ở lớp sừng.

α-Tocopherol được sử dụng rộng rãi như một thành phần hoạt động của các sản phẩm dùng tại chỗ. Sau khi bôi, nó dễ dàng thâm nhập qua. Do vitamin E dạng tự do tương đối không ổn định và nhạy cảm với ánh sáng (nó hấp thụ trong vùng UVB) nên các nhóm hydroxyl hoạt động được bảo vệ bởi phản ứng este hóa với acetate. Điều này làm tăng tính ổn định nhưng dẫn đến không có hoạt động oxy hóa khử các hợp chất. Khi dùng đường uống, vitamin E acetate được thủy phân tại ruột. Có một số tranh cãi cho rằng α-tocopherol acetate có thể được thủy phân trong da người. Sử dụng α-tocopherol acetate lâu dài dẫn đến sự gia tăng các vitamin E tự do trên cả hai chuột khi gần đây đã chứng minh UVB làm tăng quá trình thủy phân của α-tocopherol acetate bằng cảm ứng của esterase đặc hiệu tới 10-30 lần. Trong khi một nghiên cứu cho rằng sự đào thải α-tocopherol acetate không xảy ra ở da người, thủy phân đáng kể đã được chứng minh trong các nghiên cứu gần đây sử dụng một mô hình nuôi cấy mô biểu bì trên người và in vivo. Công thức có 0,15% vitamin E acetate sẽ phân phối đến lớp sừng nhiều hơn so với việc bổ sung đường uống với 400 IU α-tocopherol.

Các dạng tự do vitamin E có sẵn cần phải được cân nhắc khi phân tích về những lợi ích cho sức khỏe. Phần lớn các nghiên cứu đã được thực hiện trên các mô hình động vật trong khi rất ít dữ liệu nghiên cứu trên người. Sự peroxy hóa lipid bị ức chế sau khi bôi α-tocopherol tại chỗ. Một số nghiên cứu cho thấy bôi α-tocopherol tại chỗ ức chế tổn thương DNA do ánh sáng gây ra bởi UVB trên mô hình chuột và nuôi cấy tế bào keratin. Sự bảo vệ để chống lại suy giảm tế bào Langerhans bởi tia UV đã được quan sát thấy sau khi bôi α-tocopherol trên mô hình chuột. α-Tocopherol và ester sorbate của nó đã được nghiên cứu trên mô hình chuột có lão hóa da. Cả hai chất chống oxy hóa này được nhận thấy là có hiệu quả và sorbate thậm chí hiệu quả hơn α-tocopherol.

Cho đến nay, một số nghiên cứu chỉ ra rằng α-tocopherol acetate không hiệu quả như vitamin E dạng tự do khi bôi tại chỗ. Sự ức chế đột biến DNA ở chuột hiệu quả thấp hơn 5-10 lần. Ngoài ra, trên một mô hình chuột nhận thấy dạng acetate dường như không có hiệu quả như vitamin E dạng tự do. Tóm lại, mặc dù một số lợi ích sức khỏe của việc bổ sung vitamin E đã được chứng minh nhưng vẫn cần đẩy mạnh các nghiên cứu kiểm tra trên người ở điều kiện sinh lý. Cho đến nay vitamin E được nhận thấy có khả năng kháng ung thư, bảo vệ khỏi ánh sáng mặt trời, ổn định làn da.

Trong nhiều năm qua, việc sử dụng vitamin E đường uống được coi là vô hại. Gần đây một số phân tích có thảo luận về sự gia tăng tỷ lệ tử vong chung sau khi bổ sung vitamin E bằng đường uống. Tuy nhiên, các phân tích lớn hơn cho rằng không có sự gia tăng tỷ lệ tử vong ung thư do vitamin E. Trong khuôn khổ của nghiên cứu SUVIMAX, một công bố gần đây cho thấy tăng nguy cơ ung thư da ở phụ nữ dùng hỗn hợp của vitamin E, vitamin C, β-carotene, selenium và kẽm, nhưng không có nam giới. Một nhóm các chuyên gia kết luận từ những bằng chứng thử nghiệm lâm sàng kết luận việc bổ sung vitamin E an toàn với hầu hết người lớn với số lượng ≤1.600 IU (1073mg RRR-α-tocopherol hoặc tương đương số mol este). Dữ liệu an toàn thu được khi bổ sung vitamin E bằng đường uống.

Gần đây, các dạng tocotrienol của vitamin E trở thành tiêu điểm chính vì chúng cho thấy hiệu quả chống oxy hóa cao so với các tocopherol. Ngay cả khi chúng không có hoạt tính sinh học sau khi bổ sung đường uống, sử dụng tại chỗ phá vỡ sự thải trừ bằng α-TTP tại gan. Trong thực tế, các tocotrienol tự do dễ dàng thâm nhập vào da chuột, tocotrienol acetate được thủy phân trong dịch đồng chất (homogenates) của da và trong da chuột. Bôi một lượng nhỏ giàu tocotrienol giàu đã được chứng minh có thể bảo vệ da chuột từ stress oxi hóa gây ra bởi UV và O₃.

Benzoyl peroxide (BPO) được sử dụng để điều trị mụn trứng cá. Trong 7 sản phẩm hàng ngày của công thức chứa 10% kl/tt của benzoyl peroxide và vitamin E nội sinh của lớp sừng bị cạn kiệt dần. Vitamin E trong lớp sừng được giữ lại đáng kể sau khi cung cấp α-tocotrienol (5% kl/tt) trong bảy ngày. Bổ sung α-Tocotrienol giúp giảm thiểu đáng kể phản ứng peroxy hóa lipid do BPO gây ra. Sự mất nước xuyên biểu bì tăng 1,9 lần khi sử dụng các sản phẩm có BPO, trong khi đó không có sự khác biệt giữa điều trị và hạn chế α-tocotrienol. Tóm lại, các tocotrienol có tiềm năng nhưng vẫn chưa được khám phá hết.

VITAMIN C

Hình 2. Công thức cấu tạo của vitamin C

Acid ascorbic hoặc vitamin C là một trong những chất chống oxy hóa tan trong nước quan trọng nhất, chứa một lượng lớn trong da. Trong khi hầu hết các loài đều có thể sản xuất acid ascorbic thì con người không có các enzyme cần thiết cho sự tổng hợp này. Thiếu acid ascorbic gây ra bệnh scorbut, một căn bệnh đã được mô tả trong các tác phẩm cổ xưa của người Hy Lạp. Ngoài tác dụng chống oxy hóa, axid ascorbic còn là nhóm thêm (cofactor) cần thiết cho các enzym khác nhau. Khả năng chống oxy hóa của vitamin C có liên quan đến cấu trúc của nó (Hình 2). Do có pKa 4,5 nên vitamin C tồn tại dạng monoanion ở pH sinh lý và có thể nhường 1 electron để hình thành gốc ascorbyl với electron chuyển vị và có thể bị oxi hóa tạo ra axid dehydroascorbic. Acid dehydroascorbic tương đối ổn định và tự phá vỡ nếu nó không được tái sinh. Trong ống nghiệm, acid ascorbic có thể loại bỏ nhiều dạng gốc tự do bao gồm cả các hydroxyl (OH^*), các gốc superoxide và các gốc peroxyl tan trong nước (ROO^*) cũng như các dạng oxy hoạt động khác như O₃, và O₂ mức đơn. Có tính khử trung bình nên ascorbate có thể khử Fe (III) thành Fe (II) và phân hủy hydrogen peroxide (H₂O₂) thành các gốc hydroxyl nguy hiểm. Do đó, vitamin C có thể gây ra tác động pro-oxy hóa khi có sự hiện diện của sắt tự do (thuốc thử Fenton).

Trong da, vitamin C được tìm thấy ở tất cả các lớp. Trong lớp sừng, nó tạo ra một gradien tương tự như vitamin E với nồng độ giảm dần về phía ngoài. Vitamin C bị phá hủy bởi O₃, bức xạ tia cực tím, và BPO. Một trong những phát hiện sớm nhất lợi ích vitamin C trong da là kích thích sự tổng hợp collagen trong nguyên bào sợi da. Gần đây, vai trò tiền sao chép của vitamin C đã được mô tả. Ngoài ra, vitamin C cần thiết cho sự hình thành hàng rào lipid khi lớp biểu bì được tái tạo lại.

Một số nghiên cứu đã khảo sát tác dụng bảo vệ của vitamin C chống lại stress oxy hóa. Dung nạp miễn dịch UVB – giống như một dấu hiệu của tổn thương hệ thống miễn dịch – có thể được loại bỏ bằng việc bôi vitamin C tại chỗ cho da chuột. Sự hình thành các tế bào bị cháy nắng do UVB gây ra đã được giảm nhẹ bằng vitamin C trong da lợn. Trong khi một nghiên cứu đã báo cáo hiệu quả bảo vệ của vitamin C-phosphate chống lại sự hư hại do tia UV gây ra ở chuột, một nghiên cứu khác cho thấy không có tác dụng tương tự trên người. Kết hợp vitamin C với vitamin E các tác dụng bảo vệ chống lại tình trạng đỏ da ở người do tia UV. Nghiên cứu khác cho thấy hiệu quả bảo vệ, hạn chế ban đỏ, sự hình thành các tế bào cháy nắng và hình thành dimer thymidine ở lợn khi kết hợp của vitamin E (1%) và vitamin C (15%). Trong chuột, hiệu quả chống ung thư của vitamin C đã được mô tả. Tuy nhiên, không có dữ liệu liên quan đến việc tồn tại các lợi ích đó trên người.

Do vitamin C là chất không ổn định nên rất khó để phối hợp vào các công thức dùng tại chỗ. Este hóa với phosphate được sử dụng để xóa bỏ hạn chế này. Thí nghiệm in vitro đã chứng minh rằng Mg-ascorbyl-2-phosphate xuyên qua hàng rào da chuột và chuyển thành ascorbate tự do.

CHẤT CHỐNG OXI HÓA NHÓM THIOL

Hình 3. Cấu trúc hóa học của thiol: (A) GAS gồm glycine, cystein và axit glutamic; (B) acid lipoic ở dạng oxy hóa (disulfide).

Các thiol là nhóm sulfhydryl (SH) oxy hóa. Glutathione (GSH) là một tripeptide (Hình 3) mà nhóm SH tại cysteine ​​thể bị oxy hóa, hình thành disulfide (GSSG) với một GSH khác. Về mặt sinh lý, hơn 90% GSH dạng khử. GSH peroxidase sử dụng quá trình oxy hóa GSH để khử H₂O₂ và các peroxit tan trong nước khác. Sự tổng hợp GSH bởi các tế bào của cơ thể được kích thích bởi N-acetyl-cysteine ​​(NAC)- chất được thủy phân thành cystein nội bào. Hơn nữa, NAC hoạt động như chất chống oxy hóa tự thân. Acid lipoic (acid 1,2-dithiolane-3 pentanoic hoặc acid thioctic, LA) là một nhóm thêm (cofactor) của phức hợp nhiều enzym trong các phản ứng khử carboxyl của các axit α-keto. Ứng dụng như các acid dihydrolipoic (DHLA) oxy hóa dithiol, nó được đưa lên bởi các tế bào và bị khử bới các enzym của ty thể và cytosolic [NAD(P)H phụ thuộc]. Do đó nó tạo thành một chu kỳ hiệu quả vì có thể lần lượt tái sinh lại GSSG thành GSH và kích thích sự tổng hợp GSH bằng cách tăng cường sử dụng cysteine ​.

Các quy định chung khi sử dụng các thiol bôi trên là mùi đặc trưng và độ hòa tan của LA trong dung dịch nước dưới pH 7. Tuy nhiên, một số chất thiol đã được thử nghiệm cho thấy hiệu quả bảo vệ da. Khi dùng đường uống hay bôi tại trên mô hình chuột thí nghiệm nhận thấy các este GSH-ethyl và GSH-isopropyl hiệu quả hơn so GSH tự do. Cung cấp qua đường uống giảm sự hình thành các khối u do tia UV gây ra và giảm sự hình thành của các tế bào cháy nắng Điều trị tại chỗ hạn chế một phần ức chế miễn dịch do tia UV gây ra. NAC có thể giảm phá hủy DNA do tia UV trong các nguyên bào sợi và bảo vệ chuột chống lại ức chế miễn dịch sau khi bôi tại chỗ trong mô hình mà không liên quan đến tổng hợp GSH. Acid lipoic acid đã được chứng minh có thể thấm vào da chuột, trong khi bổ sung đường uống axit lipoic đã được chứng minh là có tác dụng kháng viêm ở chuột và ngăn chặn triệu chứng thiếu vitamin E ở chuột thiếu vitamin E.

CÁC POLYPHENOL

Hình 4. Cấu trúc hóa học của catechin

Các flavonoid là các sắc tố thực vật được phân bố rộng rãi và các tannin trong vỏ, rễ, lá, hoa, quả. Vai trò ở thực vật là bảo vệ khỏi tác động của ánh sáng và góp phần vào tạo màu sắc ở thực vật. Do đó, chế độ ăn uống của chúng ta luôn có chứa các flavonoid được tìm thấy trong nhiều loại thức ăn từ rau xanh đến rượu vang đỏ. Các flavonoid cũng được gọi là “polyphenol thực vật”, đã được công nhận là chất chống oxy hóa mạnh. Khả năng loại bỏ các gốc tự do và tạo phức với kim loại đã được nghiên cứu rộng rãi. Tuy nhiên, do có cấu trúc polyphenolic nên có khả năng cho hidro và điện tử tạo nên đặc tính chống oxi hóa (Hình 4) . Ngược lại với các chất chống oxy hóa được mô tả trước đây, các flavonoid không phải là một phần của hệ thống chống oxy hóa nội sinh nhưng vẫn có tương tác với nó thông qua mạng lưới chống oxy hóa của cơ thể. Trong số các ứng dụng y học cổ truyền, các flavonoid cho tác dụng kháng viêm và làm lành vết thương. Tác dụng của chúng trên da bị viêm được quan tâm trong một thời gian dài nhằm hạn chế sự ức chế hoạt động của 5-lipoxygenase và cyclooxygenase. Tuy nhiên, các nghiên cứu gần đây cho thấy một phương thức tinh vi hơn của flavonoid trong việc điều khiển phản ứng viêm. 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 làm giảm sự phiên mã của các gen tiền viêm và ngăn ngừa tình trạng viêm.

Cung cấp thông qua đường uống và bôi tại chỗ các polyphenol trà xanh và đen cho thấy hiệu quả có lợi giúp chống lại bức xạ tia cực tím (UVR) gây ung thư da ở chuột. Ngoài ra, các flavonoid cũng như silymarin cũng được cho thấy có thể ngăn chặn phản ứng viêm và ngăn chặn biểu hiện decarboxylase ornithine có thể góp phần gây ung thư. Procyanidin cũng được gọi là “tannin không thủy phân” là các flavonoid được tìm thấy trong vỏ cây thông (Pycnogenol), hạt nho và các loại trái cây. Bằng việc tương tác protein trực tiếp, chúng được nhận thấy có khả năng bảo vệ collagen và elastin, hai phức hợp protein của da, chống lại sự thoái giáng. Hơn nữa, một số procyanidin có ảnh hưởng lớn đến sự phát triển nang tóc, do đó mở ra các ứng dụng điều trị của flavonoid để chữa rụng tóc. Mặc dù các flavonoid không phải là chất chống oxy hóa nội sinh nhưng chúng cho thấy một loạt các tính chất đặc biệt hữu ích trong việc chống lại các tác hại UVR gây ra trên da người.

HỆ THỐNG CHỐNG OXY HÓA

Khi chất chống oxy hóa phản ứng với tác nhân oxy hóa, chúng được biến đổi thành một dạng không còn chức năng chống oxy hóa nữa. Để các thành phần oxy hóa hoạt động trở lại, chúng cần phải được phục hồi trở về dạng ban đầu. Mạng lưới chống oxy hóa mô tả khả năng của các chất chống oxy hóa trong việc phục hồi và tái tạo các dạng oxy hóa của nhau, qua đó cung cấp thêm các cấp độ bảo vệ khác (Hình 5). Đây là quá trình hiệp đồng đồng thời tác động bảo vệ của hệ thống chống oxy hóa luôn luôn mạnh hơn tác động riêng lẻ.

Hình 5. Sơ đồ các hoạt động đan xen của các chất chống oxy hoá. Ascorbate có thể vừa tái sinh gốc vitamin E xuất hiện từ việc phá vỡ chuỗi peroxid hóa lipid và loại bỏ gốc thân nước. Glutathione có thể vừa tái tạo lại ascorbate và loại bỏ gốc enzym. Sau đó, glutathione có thể tự tái sinh thông qua trao đổi chất của tế bào.

Các chất chống oxy hóa chính của hệ thống như vitamin E, vitamin C và GSH có mặt trong nhiều khoảng gian bào khác nhau và tất cả đều có khả năng tương tác với nhau. Điển hình là các gốc tự do hình thành từ các chất chống oxy hóa luôn ổn định hơn và tồn tại lâu hơn các gốc tự do gây hại được sản xuất trong cơ thể, trong đó chủ yếu là do sự chuyển vị của electron tự do. Vì vậy, chúng có nhiều cơ hội tương tác với nhau hơn và từ đó giảm phản ứng với các phân tử. Vitamin E là chất chống oxy hóa cắt đứt chuỗi chủ yếu, có tác dụng bảo vệ màng sinh học khỏi quá trình peroxid hóa lipid. Khá khó khăn để duy trì tỷ lệ cần thiết giữa các phân tử phospholipid và vitamin E ở mức xấp xỉ 1500: 1. Tuy nhiên, vitamin E không bao giờ cạn kiệt bởi nó liên tục được tái sinh. Khi vitamin E bị oxy hóa, một gốc mới vitamin E lại được hình thành (gốc chromanoxyl). Khi vắng mặt các chất chống oxy hóa, gốc này hoặc trở thành tiền chất oxy hóa (pro-oxidant) bằng cách loại hydro của lipid hoặc phản ứng để hình thành các phân tử, không còn là gốc tự do. Tuy nhiên, một số chất chống oxy hóa được biết có thể làm giảm lượng gốc chromanoxyl và tái tạo vitamin E. Chúng bao gồm vitamin C, ubiquinol và GSH. Vitamin C – chất chống oxy hóa dồi dào nhất trong huyết tương và luôn đi đầu trong việc bảo vệ cơ thể – có thể làm giảm các gốc tocopheroxyl và tạo thành các gốc ascorbyl. Tương tác giữa vitamin E và C đã được chứng minh bằng các phương pháp khác nhau cả trên in vivo (lâm sàng) và in vitro (phòng thí nghiệm). Gốc ascorbyl thực chất trơ về mặt hóa học và tiếp tục bị oxy hóa để tạo thành axit dehydroascorbic. Chất này có thể được chuyển trở lại thành vitamin C nhờ vào GSH. Quá trình này xảy ra cả về mặt hóa học và về mặt enzyme trong cả hồng cầu và bạch cầu trung tính gây ra bởi vi khuẩn, các quá trình sau đó có thể liên quan đến một loạt các cơ chế phòng vệ. Glutathione là chất chống oxy hóa chính trong tế bào. GSSG oxy hóa (Oxidized – GSSG) liên tục được tái sinh thành GSH nhờ sự xúc tác của enzyme GSH reductase từ đó cung cấp một lượng dồi dào GSH. Việc tái tạo Glutathione nhờ vào NAD(P)H được xem là nhà máy cung cấp electron. Do đó, các con đường trao đổi chất liên quan đến việc sản xuất năng lượng sẽ cung cấp các nguồn cung ứng electron cuối cùng cho hệ thống chống oxy hóa. Ngoài ra, GSH được biết còn có thể trực tiếp tái tạo vitamin E cũng như là ubiquinol – một chất chống oxy hoá thân dầu mà bản thân nó được tái sinh trong ty thể như một phần của chuỗi vận chuyển electron.

Một số bổ sung cũng được biết có khả năng đóng góp vào hệ thống chống oxy hóa bằng cách tái sinh các thành phần trong hệ thống này. Acid lipoic là một ví dụ điển hình bởi chất chống oxy hóa mạnh này có thể tái tạo ascorbate, GSH và ubiquinol trong ống nghiệm. Gần đây, người ta đã chứng minh rằng các flavonoid cũng có thể đóng vai trò hệ thống bởi chúng cũng có khả năng phục hồi gốc ascorbyl. Như vậy, tồn tại của một hệ thống phòng thủ được tổ chức rất tốt để chống lại tác động của các gốc tự do, giúp bảo vệ và tái tạo các chất chống oxy hóa trong các gian bào khác nhau.

QUY TẮC SAO CHÉP GEN

Da là tổ chức lớn nhất của con người chịu nhiều tác động thường xuyên, trong số đó tia UV và sự tiếp xúc với ozon là nguyên nhân của nhiều rối loạn chức năng da. Tuy nhiên, sự hư hại về mặt oxy hóa không phải là nguyên nhân của tất cả các tác động sinh học gây ra bởi các yếu tố gây stress trên da. UVR gây ra những thay đổi trong khởi phát các gen mã hóa các cytokine tiền viêm, các yếu tố tăng trưởng, protein phản ứng stress, oncoproteins, phức hợp metalloproteinase (MMP)…Mặc dù mục tiêu trước mắt của UVR vẫn chưa được biết nhưng chắc chắn rằng kinase và các yếu tố phiên mã có thể được kích hoạt bằng UVR do đó tăng sao chép gen. NF-kB là một yếu tố phiên mã có tầm quan trọng đặc biệt cho da, khi thiếu protein ức chế NF-kB là IkBα có liên quan tới sự phát triển của bệnh viêm da lan rộng ở chuột. Các chất chống oxy hóa đã được tìm thấy là một trong những chất ức chế NF- kB mạnh nhất.

Vitamin E có hiệu quả đặc biệt trong những trường hợp: các tocotrienol điều hòa xuống 3-hydroxyl-3-methylglutaryl-coenzym A (HMG CoA) reductase, một enzyme quan trọng của con đường mevalonate sản xuất cholesterol. Ức chế con đường phụ của HMGCoA reductase cho thấy tác dụng chống ung thư. α-Tocopherol có thể ức chế protein kinase C – một yếu tố quan trọng gây xơ vữa động mạch. Protein kinase C cũng điều hòa các hoạt động của collagenase (MMP-1) – một loại enzyme làm thoái hóa collagen của da. Trong các mô hình nuôi cấy tế bào, α-tocopherol ức chế MMP-1 bằng cách ức chế protein kinase C. Gần đây, vitamin E được chứng minh là có thể ức chế sự biểu hiện của metalloelastase gây ra bởi tia UV và do đó ức chế sự phát triển của elastin.

Tuy nhiên, các nghiên cứu lâm sàng được đưa ra để đánh giá hiệu quả của các chất chống oxy hóa, bao gồm cả các flavonoid silymarin, α-lipoic acid, và tiền chất GSH N-acetyl- L trên các rối loạn chức năng gây viêm da. Sử dụng liệu trình thông lượng cao ví dụ như các chuỗi cDNA, việc đánh giá các chất chống oxy hóa trên toàn bộ hệ gen là có thể từ nay về sau. Những nghiên cứu này sẽ chỉ xác nhận giả thuyết rằng chất chống oxy hóa có vai trò cho phổ tác động rộng hơn nhiều so với chức năng chống oxy hóa của chúng và mở rộng vai trò của chúng vào cơ chế điều hòa biểu hiện gen phức tạp hơn.

TRIỂN VỌNG

Vai trò chung của chất chống oxy hóa trong việc bảo vệ chống lại stress oxy hóa đã được chứng minh hiệu quả. Trong các ứng dụng dùng cho da, các chất chống oxy hóa là một công cụ đầy hứa hẹn để giảm thiểu các tổn thương gây ra do bị oxy hóa. Mặc dù số lượng các sản phẩm bảo vệ da bằng chất chống oxi hóa ngày càng gia tăng nhưng vấn đề này vẫn cần được tiếp tục nghiên cứu. Đặc biệt, các nghiên cứu lâm sàng trên người cần phải được thực hiện để chứng minh hiệu quả của chất chống oxy hóa trong các công thức dùng tại chỗ.