Môi trường bên ngoài có thể khiến nguy cơ lão hóa da sớm lên 50%. Trong đó, các gốc tự do từ môi trường là nguyên nhân chính làm tăng tốc độ lão hóa da. Bên cạnh đó, những năm gần đây, nhận thức của người dân về gốc tự do đã được cải thiện rõ rệt, 14% người dân tin rằng các gốc này là nguyên chính gây ra các vấn đề về da và tóc.
Từ các nghiên cứu khoa học, chúng ta biết rằng ánh sáng mặt trời có thể hình thành các gốc tự do trên da. Bức xạ từ mặt trời ước tính tham gia 80% quá trình lão hóa da bên ngoài, trong đó, gốc tự do hình thành do vùng sáng khả kiến chiếm 52%, do tia UVA/UVB chiếm 6% và do bức xạ hồng ngoài (IR) A/B/C chiếm 42%. Trong thời gian tồn tại, các gốc tự do gây ra các tổn thương và tích lũy dần các tổn thương này theo thời gian, từ đó dẫn đến những biến đổi về cấu trúc và chức năng của da. Việc tiếp xúc với môi trường nguy hại làm tăng nguy cơ sinh ra gốc tự do, dẫn đến viêm, kích ứng da mãn tính ở mức độ thấp. Nguyên nhân của tình trạng này là do sự hình thành yếu tố nhân Kappa B (NF-κB), từ đó giải phóng các cytokine gây viêm như Interleukin 6 và 1α. Theo thời gian, phản ứng viêm và kích ứng nhẹ này có thể dẫn đến nhăn, chảy xệ da, gia tăng tổn thương DNA và giảm khả năng tự hồi phục của da.
Gốc tự do là gì?
Các gốc tự do, hay cụ thể là các gốc tự do chứa oxy (ROS) là các phân tử gốc tự do có tâm hoạt động ở oxy. Nguyên tử oxy có 2 electron chưa ghép đôi trong obitan của nó, cấu trúc này khiến oxy dễ hình thành các gốc oxy singlet, gốc superoxide, gốc hydroperoxide, gốc peroxy nitrite, gốc alkoxyl, gốc hydroxyl và gốc nitrogen monoxide.
Oxy singlet là trạng thái phải ứng mạnh nhất, được hình thành khi một phân tử oxy bị ánh sáng kích thích, truyền năng lượng. Đây là loại ROS nguy hiểm nhất, là nguyên nhân gây ra phần lớn các tổn thương và lão hóa da do môi trường.
Rất nhiều phân tử có trong tế bào da có khả năng tạo ra oxy singlet khi bị ánh sáng kích thích. Bức xạ từ mặt trời có thể làm cho các electron nhảy lên một bậc năng lượng cao hơn, và khiến phân tử oxy lên một trạng thái hoạt động mạnh, được gọi là trạng thái singlet.
Sau khi bị kích thích, để trở lại trạng thái cơ bản, phân tử oxy cần phát ra một photon hoặc bản thân nó phải chuyển về các trạng thái có mức năng lượng thấp hơn (triplet) và từ từ về mức cơ bản. Ở trạng thái singlet và triplet, các gốc tự do có khả năng hoạt động mạnh và dễ phản ứng với các phân tử khác trong tế bào. Tuy nhiên, tế bào cũng có những phân tử có khả năng vô hiệu hóa gốc tự do, đưa chúng trở về trạng thái cơ bản, các phân tử này được gọi là chất chống oxy hóa.
Trạng thái oxy cơ bản có thể hấp thụ trực tiếp ánh sáng khả kiến (765nm) để tạo ra oxy singlet mà không cần sự có mặt của các chất cảm quang hoặc phân tử kích thích. Tia hồng ngoại B cũng có thể gây ra sự biến đổi trực tiếp oxy từ trạng thái cơ bản sang trạng thái singlet.
Hầu hết các chất chống oxy hóa (trừ carotenoid) đều có hoạt tính yếu hơn rất nhiều so với oxy singlet. Do đó, da tập trung một lượng lớn carotenoid để tự bảo vệ mình khỏi các oxy singlet do môi trường sinh ra.
Các loại kem chống nắng hiện nay chỉ bảo vệ da phần nào khỏi các gốc tự do được hình thành từ tia UV mà không thể bảo vệ trước gốc tự do sinh ra do ánh sáng khả kiến, ánh sáng xanh, và tia hồng ngoại. Thậm chí, bản thân các loại kem chống nắng cũng có thể hình thành gốc tự do.
Các chất chống oxy hóa bảo vệ da như thế nào?
Các chất chống oxy hóa được bổ sung vào mỹ phẩm chủ yếu để ngăn chặn sự hình thành ROS và trung hòa các gốc tự do khác. Các chất này trung hòa gốc tự do thông qua việc cho đi một electron để ngăn chặn chuỗi phản ứng oxy hóa hình thành các gốc tự do (triplet). Từ đó, làm chậm và thậm chí ngăn ngừa các tác hại của gốc tự do tới cơ thể như lão hóa da. Vì bản thân các chất chống oxy hóa trực tiếp tham gia vào quá trình trung hòa gốc tự do nên chúng sẽ bị tiêu hao dần theo thời gian, do đó cần liên tục bổ sung các hoạt chất này cho cơ thể.
Các chất chống oxy hóa hoạt động dựa trên các cơ chế sau:
Phá vỡ chuỗi phản ứng: Khi một gốc tự do lấy đi một electron của phân tử khác, phân tử bị lấy đi electron lại trở thành một gốc tự do mới, và để bù đắp lại, nó lại lấy đi một electron của phân tử kế tiếp, từ đó các gốc tự do liên tiếp được hình thành. Quá trình này chỉ chấm dứt khi một gốc tự do được ổn định bằng một chất chống oxy hóa như beta-carotene, vitamin C, E hoặc tự bản thân nó phân rã thành một sản phẩm vô hại.
Ngăn ngừa hình thành gốc tự do: Các enzyme chống oxy hóa ngăn ngừa hình thành gốc tự do bằng cách giảm tốc độ phản ứng của chuỗi. Thông qua việc trung hòa các gốc tự do khởi đầu, từ đó ngăn cản các gốc tự do khác hình thành theo chuỗi phản ứng.
Quencher là gì?
Quencher là các chất chống oxy hóa thứ cấp, chúng trung hòa các gốc tự do bằng cách khiến các gốc tự do phát xạ photon và trở về trạng thái cơ bản trước khi chuỗi phản ứng hình thành gốc tự do bắt đầu. Các chất chống oxy hóa thông thường thường không bảo vệ cơ thể khỏi oxy singlet, gốc tự do mạnh nhất. Nhưng các quencher có khả năng nhanh chóng vô hiệu bất từ gốc tự do oxy singlet nào ngay khi chúng mới được hình thành.
Bên cạnh đó, các quencher còn làm ổn định các phân tử nhạy sáng như Retinol, Avobenzone, Tocopherol, chất tạo hương, lipid trên da và Carotenoid.
Các quencher hiện có trên thị trường
- Ronacare AP (Bis-Ethylhexyl Hydroxydimethoxy Benzylmalonate-EMD) bảo vệ cơ thể khỏi các gốc tự do hình thành do tia UV, bảo vệ các phân tử lipid và các chất chống oxy hóa nội sinh khác.
- Synoxyl HSS (Trimethoxybenzylidene Pentanedione -Sytheon) là chất khử các gốc triplet và ổn định Avobenzone. Bên cạnh đó, hoạt chất này cũng làm tăng chỉ số SPF in vivo lên 50% cho cả kem chống nắng hữu cơ và vô cơ.
- Solstay S1 (Ethyl Hexyl Methoxycrylene-Hallstar) là chất khử các gốc triplet và ổn định Avobenzone, Resveratrol, Retinol và các chất chống oxy hóa khác.
- Micah (Bis (Cyano Butylacetate) Anthracenediylidene-Hallstar) là chất ức chế gốc tự do hình thành do ánh sáng khả kiến. Ngoài ra, hoạt chất này cũng ức chế các cytokine gây viêm do sự kích tích của UVA như Interleukin 6/1α và các enzyme matrix metallo protease.
- Synoxyl AZ (Acetyl Zingerone-Sytheon) là hoạt chất có tác dụng giảm nhăn, tăng sắc tố da và giảm tình trạng mẩn đo do tia UV.
- Nguyên liệu AgeCap Smooth (Methoxyhydroxyphenyl Isopropylnitrone-Dow Chemical) có tác dụng giảm nhăn và giúp da thêm rạng rỡ. Hoạt tính của nguyên liệu này được đánh giá là cao hơn so với vitamin C và retinol trong 84 ngày thử nghiệm lâm sàng.
Tuy nhiên, cần lưu ý rằng cơ chế hoạt động của các quencher không hoàn toàn giống nhau. Ví dụ như Synoxyl HSS và Solastay S-1 là hai hoạt chất ổn định Avobenzone nhưng không trung hòa các gốc tự do do tế bào sắc tố sinh ra.
Các quencher cùng với các chất chống oxy hóa khác có thể được thêm vào các dòng kem chống nắng như một chất bổ sung nhằm nâng cao hiệu quả của sản phẩm. Một số loại alcohol thậm chí vừa có hiệu quả chống oxy hóa vừa ổn định mùi hương và các thành phần trên da.
Nguồn bài viết tham khảo tại đây