Như thường lệ, cái mà chúng ta là quan tâm đến như lão hóa da, nám, sạm, tăng sắc tố là hệ quả các quá trình tác động đến làn da, nếu chúng ta nói khách quan hơn thì những gì chúng ta thấy như là “bề nổi của một tảng băng chìm”. Gói gọn các tình trạng này chung quy đều do phản ứng ROS trên bề mặt da chúng ta. Thế quá trình ROS diễn ra như thế nào và đâu là phương án khắc phục thì hãy cùng Hyaestic tìm hiểu qua bài viết dưới đây nhé.

ROS LÀ GÌ?

Đầu tiên, vạn vật xung quanh và ngay cả chúng ta cũng được cấu thành từ các nguyên - phân tử. Nguyên tử là đơn vị tạo thành các phân tử cho đến đại phân tử.

Trong điều kiện bình thường, các electron của nguyên tử sẽ bắt cặp với nhau duy trì một trạng thái ổn định về mặt năng lượng được gọi là định luật bảo toàn electron. Nhưng dưới tác động của các tác nhân từ môi trường hay thậm chí trong cơ thể, các nguyên tử ổn định ban đầu sẽ bị các chất oxy hóa bắt lấy 1 electron, tứ đó phá vỡ tính bảo toàn electron và biến nguyên tử đó thành gốc tự do, điều đó có nghĩa chất đó đã là một chất oxy hóa.

Trạng thái cân bằng electron của một nguyên tử

ROS (Reactive Oxygen Species) là tập hợp các gốc tự do có tính oxy hóa mạnh, là sản phẩm của các quá trình chuyển hóa của cơ thể, ROS giữ vai trò liên lạc với các tế bào và cân bằng nội môi bao gồm luôn cả sự tăng sinh tế bào sừng biểu bì. 

Tuy nhiên, chính sự tác động từ môi trường như khi tiếp xúc thường xuyên với các chất ô nhiễm như khói thải, tia cực tím, thuốc, hóa mỹ phẩm đã làm tăng nồng độ ROS một cách khó kiểm soát từ đó hình thành quá trình “stress oxy hóa”.

Stress oxy hóa (Oxidative Stress) được định nghĩa là sự tăng sản xuất ROS và các chất oxy hóa khác vượt quá khả năng chống oxy hóa tự nhiên của cơ thể hay dễ hiểu hơn chính là sự mất cân bằng giữa nồng độ chất oxy hóa và chất chống oxy hóa hay mất cân bằng giữa việc sản xuất và loại trừ các gốc oxy hóa [1]. 

Có 4 dạng ROS sau tấn công vào làn da:  superoxide (O 2 •−), hydrogen peroxide (H2O2), gốc hydroxyl (• OH) và oxy nhóm đơn (O2) [1].

Nguyên nhân và hệ quả của phản ứng ROS

NGUYÊN NHÂN HÌNH THÀNH ROS^{[1] [2]}  

Và như các bạn thấy đấy, ROS là sản phẩm từ các quá trình chuyển hóa do đó ROS sẽ đến cả môi trường nội sinh và ngoại sinh.

Cụ thể, đối với nguồn nội sinh, “nhà máy” sản xuất ra ROS gồm ty thể, mạng lưới nội chất (Endoplasmic Reticulum - ER), peroxisome, microsome, phức hợp NOX trong màng tế bào. 

Ty thể là “nhà máy” đại diện chính cho nguồn ROS nội sinh thông qua hệ thống vận chuyển điện tử của ty thể như trong quá trình tạo năng lượng ATP, nồng độ oxy nhỏ được tạo ra trong chuỗi phản ứng cũng sẽ kích hoạt quá trình sản xuất ROS, và dạng ROS điển hình từ ty thể chính là H2O2. NOX cũng là một trong các nguồn tạo ra ROS, đóng vai trò then chốt trong việc hình thành superoxide thông qua quá trình khử oxy của NADPH. Ngoài ra, còn có ER là một bào quan cũng góp phần vào quá trình sản xuất ROS nội sinh.

Đối với nguồn ngoại sinh, tác nhân gây ra tình trạng tăng nồng độ ROS có thể kể đến như tia bức xạ, chất ô nhiễm, phóng xạ,.... Đặc biệt, là các ion phóng xạ sẽ tương tác với nước gây ra tổn thương trực tiếp và tức thời đến cấu trúc da, quá trình này được biết đến như sự phân ly do phóng xạ. Dẫn đến tình trạng nước bị thiếu điện tử và trở nên dao động hơn, từ đó chuyển hóa thành các gốc tự do như hydroxy (-OH), hydrogen peroxide (H2O2), gốc superoxide (O2-) và oxygen phân tử (O2)

Hình thành ROS ở mức độ tế bào

TÁC ĐỘNG CỦA ROS^{[3] [4]}

Theo như những thì bạn đã theo dõi từ đầu đến hiện tại, chắc chắn bạn cũng nhận thấy rằng ROS có cả 2 tác động vừa lợi vừa hại bao gồm:

Tác động của ROS đối với cơ thể

Tác động sinh lý

ROS nội sinh từ ty thể được ghi nhận giữ vai trò trong các quá trình khác nhau của cơ thể bao gồm quá trình biệt hóa, tự thực, điều hòa trao đổi chất và kích hoạt tế bào miễn dịch. Ngoài ra, ROS nội sinh còn có khả năng kích thích sự tăng trưởng nội mô mạch máu trong hệ thống sinh sản, đóng vai trò là một thành phần liên lạc trung gian giữa các tế bào.

Tác động bệnh lý

ROS có thể tạo ra các chất oxy hóa tương đối ổn định như 4-hydroxy-2-nonenal và MDA - là các chất oxy hóa làm thay đổi cấu trúc protein, gây ra quá trình apoptosis tế bào và kiểm soát việc giải phóng các cytokine gây viêm. 

Peroxide hóa lipid (Lipid peroxidation - LPO) là một trong những yếu tố hình thành nên tác động bệnh lý của ROS, khi các chất oxy hóa tấn công vào các liên kết đôi carbon trong hợp chất lipid, hình hành các gốc tự do.

Guanine base (G) là một base hữu cơ của DNA, khi “đối đầu” với sự tấn công của quá trình stress oxy hóa, G sẽ bị các gốc tự do biến đổi thành 8-hydroxy-deoxyguanosine (8-OHdG). Điều này làm sai lệch các liên kết chéo của sợi đơn và sợi đôi DNA, trực tiếp oxy hóa và gây đột biến các base DNA. 

Tóm lại, chúng ta cần hiểu rằng ROS đến từ hai nguồn nội sinh - ngoại sinh và được duy trì ở trạng thái cân bằng. Sự xuất hiện của stress oxy hóa là khi cán cân giữa ROS và các yếu tố chống oxy hóa bị lệch, và ROS tấn công làn da thông qua các gốc oxy hóa. Cụ thể hơn đó chính là các gốc ROS ngoại sinh từ các tác nhân trong môi trường, sinh ra các gốc tự do tác động lên cấu trúc DNA.

Vậy theo các bạn, đâu sẽ là “vũ khí” của làn da khi chống chọi lại tác động của ROS? Chúng ta cùng tìm hiểu phần tiếp theo của bài nhé.

VAI TRÒ CỦA CHẤT CHỐNG OXY HÓA TRONG PHẢN ỨNG ROS 

Để “đáp trả” lại sự tấn công của các gốc tự do, cơ thể của chúng ta cũng sẽ có một hàng phòng ngự chính là các chất chống oxy hóa. 

Về cơ bản, cơ thể chúng ta sẽ có hai loại chất chống oxy hóa: enzyme và không enzyme.

Với các chất chống oxy hóa có cấu trúc enzyme sẽ thuộc về môi trường nội môi nhiều hơn trong khi các chất chống oxy hóa không enzyme có phần phổ biến hơn như vitamin C, vitamin E, GSH và β-caroten chúng ta có thể dễ dàng cung cấp trực tiếp lên làn da [1]. 

Như vitamin E sẽ ngăn chặn các gốc lipid tự do trong màng tế bào. Vitamin C sẽ tương tác với O2 và -OH trong tế bào chất, sau khi cho điện tử vitamin C sẽ chuyển về thành dạng tự do sau đó sẽ bị oxy hóa thành Dehydroascorbic Acid hoặc sẽ bị khử trở lại thành vitamin C [5].

Dù là chất chống oxy hóa nào thì cũng sẽ ức chế tác động của các chất oxy hóa bằng cách cho đi điện tử, sau đó chất chống oxy hóa bởi vì thiếu điện tử có thể biến đổi theo hai hướng một là sẽ bị oxy hóa thì một hoạt chất khác, hai có có thể bị khử để trở lại chất ban đầu.

Để cụ thể hóa tác động của các chất chống oxy hóa lên quá trình ROS gây ra tình trạng lão hóa da, Hyaestic sẽ đưa một đại diện quen thuộc nhưng không kém phần hiệu quả chính là vitamin C dẫn chứng cho hiệu quả chống oxy hóa cho làn da.

TỔNG QUAN VỀ VITAMIN C

Vitamin C (Ascorbic Acid) là một loại vitamin tan trong nước, với nguồn cung phong phú từ tự nhiên cho đến tổng hợp, là một vitamin cần thiết cho quá trình sinh trưởng và phát triển bình thường của cơ thể, ngoài ra còn là một cofactor cho một số enzyme trong quá trình hydroxyl hóa collagen sau dịch mã, sinh tổng hợp carnitine [6]. 

Thông thường làn da sẽ chứa một lượng vitamin C ở nồng độ khá cao, tương đương với các mô khác trong cơ thể. Hầu hết vitamin C nằm trong các ngăn nội bào và được vận chuyển từ các mạch máu trong tổ chức da đi vào bên trong tế bào [7].

Các báo cáo ghi nhận rằng các trình trạng da lão hóa, tổn thương bởi ánh sáng có nồng độ vitamin C trong da khá thấp so với da bình thường. Đồng thời sự ghi nhận cho thấy vitamin C tập trung nhiều ở lớp biểu bì nhiều hơn so với lớp hạ bì [7].

VAI TRÒ LÃO HÓA CỦA VITAMIN C

Như những gì chúng ta đã biết về phản ứng ROS, việc tạo ra các gốc tự do gây tổn thương tích lũy để lại hậu quả lão hóa nghiêm trọng cho làn da. Và chất chống oxy hóa là phân tử ngăn chặn điều đó.

Nhưng vitamin C không chỉ đơn thuần là một chất chống oxy hóa thông thường, chỉ trung hóa các gốc tự do. Cụ thể vai trò của vitamin C như thế nào Hyaestic mời bạn theo dõi thông tin dưới đây nhé

THÚC ĐẨY SỰ HÌNH THÀNH COLLAGEN

Đầu tiên, vitamin C được ghi nhận khả năng thúc đẩy sự biểu hiện gen collagen hoạt động như một cofactor cho proline và lysine hydroxylase giúp ổn định cấu trúc bậc 3 của collagen [7].

Sự sản sinh collagen được thực hiện bởi các nguyên bào sợi tại vùng hạ bì hình thành khung collagen của da. Các báo cáo ghi nhận mối liên hệ của vitamin C với enzyme collagen hydroxylase trong quá trình này, sự có mặt của vitamin C giúp làm tăng tổng hợp và các liên kết chéo. Ngoài việc ổn định cấu trúc phân tử của collagen bằng cách hydroxyl hóa, vitamin C còn cho thấy khả năng kích thích collagen mRNA thông qua nguyên bào sợi [7].

Cấu trúc lớp hạ bì

Phóng đại cấu trúc lớp hạ bì sau nhuộm H&E, nhận thấy sự bất thường ở các sợi collagen (hồng) và sự phân bố rải rác của các nguyên bào sợi (màu xanh lam). Vitamin C ẩn mình trong các nguyên bào sợi hỗ trợ quá trình tổng hợp collagen.

Riêng phái sinh LAA của vitamin C được nghiên cứu rõ hơn về khả năng tăng sinh collagen vượt trội. 

Một thử nghiệm sử dụng nguyên bào sợi của cơ thể người nghiên cứu trong môi trường nuôi cấy, cung cấp lượng L-Ascorbic Acid trong vòng 72 giờ, môi trường và LAA được thay mới mỗi ngày [8].

Kết quả hiển thị cho thấy sự tổng hợp collagen tăng rõ rệt với mức nồng độ lớn hơn 20M [8]

TRUNG HÒA CÁC GỐC TỰ DO

Vitamin C là một chất chống oxy hóa mạnh, sở dĩ vitamin C mạnh bởi dễ dàng cho các gốc tự do một nguyên tử hydro linh động và hình thành một gốc tự do Ascorbyl tương đối ổn định [6].

Hẳn là các bạn đang thắc mắc rằng khi vitamin C khi cho đi điện tử thì chính nó sẽ trở thành một gốc tự do, điều đó có tấn công ngược lại làn da hay không, câu trả lời ngay bên dưới bạn nhé.

Sơ đồ chuyển hóa của L-Ascorbic Acid

Hơn 99% Ascorbic Acid nguyên bản hay L-Ascorbic Acid sau khi cho đi điện bởi quá trình oxy hóa sẽ được chuyển đổi thành dạng anion ascorbate, cụ thể là ascorbate tự do. Gốc ascorbate tự do có thời gian bán hủy từ 103 giây cho đến vài phút tùy thuộc vào sự góp mắt của lượng oxy và các kim loại. Trong các điều kiện sinh lý, gốc ascorbate không như những gốc tự do khác [5].

Gốc ascorbate tự do sẽ đường chuyển hóa theo 2 con đường khác nhau nhưng không gây bất kỳ tổn thương nào đến làn da [5].

• Bị khử: gốc ascorbate có thể bị khử để lại thành L-Ascorbic Acid

• Bị oxy hóa: ngoài ra, ascorbate tự do có thể bị mất thêm một điện tử để tạo thành DHA (Dehydroascorbic Acid). DHA có thể tồn tại ở dạng hemiketal ngậm nước trong cơ thể và có thể tiếp tục bị chuyển hóa thành các chất khác như Oxalic Acid - là một sản phẩm chuyển hóa có ý nghĩa trong quá trình trao đổi chất.

Và như bạn thấy đó, gốc ascorbate tự do không gây ra tác động tổn thương ngược lại cho làn da mà sẽ chuyển hóa thành các hoạt chất khác tương thích với sinh lý của làn da.

ỨC CHẾ SỰ HÌNH THÀNH HẮC SẮC TỐ

Một điểm sáng không thể không nhắc của vitamin C chính là khả năng ức chế sự hình thành melanin. Các thử nghiệm từ in-vitro đến in-vivo đều khẳng đình hiệu quả của vitamin C bằng sự tác động lên hoạt động của enzyme Tyrosinase, giảm thiểu sự hình thành melanin [7].

Cụ thể, Tyrosinase xúc tác quá trình hydroxyl hóa Tyrosinase thành Dihydroxyphenylalanine (DOPA) và tiếp tục bị oxy hóa thành ortho-quinone tương ứng. Các báo cáo chỉ ra rằng vitamin C ức chế hình thành melanin bằng cách làm giảm ortho-quinone cho Tyrosinase tạo ra, ngoài ra cũng có cơ chế ức chế khác ngoài cơ chế này [7].

TƯƠNG TÁC VỚI CÁC ĐƯỜNG DẪN TRUYỀN TÍN HIỆU 

Các nghiên cứu in-vitro ghi nhận hoạt động của vitamin C trong quá trình biệt hóa tế bào sừng. Trong một thử nghiệm trên các tế bào sừng biểu bì, kết quả thu về cho thấy vitamin C đã thúc đẩy sự biệt hóa các tế bào sừng, cải thiện rõ rệt các siêu cấu trúc của lớp sừng, đồng thời tăng cường khả năng chống chọi của hàng rào bảo vệ da [7].

Sau 2 tuần, báo cáo viên ghi nhận độ dày của lớp sừng tăng lên, điều trị bằng vitamin C cho thấy khả năng làm tăng số lượng hạt keratohyalin [9]

Các nghiên cứu khác còn chỉ ra một số tác động khác của vitamin C như đẩy nhanh quá trình tổng hợp, tăng cường hàng rào bảo vệ da, thúc đẩy sự tăng sinh và di chuyển của các nguyên bào sợi. Ngoài collagen, vitamin C còn cho thấy khả năng điều hòa vừa ức chế vừa tổng hợp elastin trong thử nghiệm trên nguyên bào sợi nuôi cấy [7].

Bên cạnh đó, thông qua việc kích thích các hydroxylase điều hòa, vitamin C giúp ổn định đồng thời kích hoạt yếu tố HIF-1 (một checkpoint cảm biến kiểm soát biểu hiện gen liên quan đến sự sống và tái tạo mô bao gồm các gen của enzyme chống oxy hóa, sửa chữa DNA). Tác động điều hòa biểu hiện gen của vitamin C giữ vai trò quan trọng biểu thị cho khả năng khả năng bảo vệ trước tia bức xạ thông qua việc ức chế tiết các cytokine tiền viêm và quá trình apoptosis.

Ngoài collagen, vitamin C còn cho thấy khả năng điều hòa vừa ức chế vừa tổng hợp elastin trong thử nghiệm trên nguyên bào sợi nuôi cấy [7].

THẢO LUẬN

Suy cho cùng chúng ta có thể thấy ảnh hưởng của môi trường tác động lên làn da là rất nặng nề trong điều kiện phơi nhiễm lâu dưới ánh mặt trời hay tia bức xạ. Các bức xạ tổn thương vi mô phá vỡ cấu trúc khung ECM, gây bất thường trong cấu trúc và hoạt động sinh lý của tế bào thông qua việc sản xuất hàng loạt phản ứng ROS dẫn đến stress oxy hóa.

Mặc dù, làn da có sẵn hàng phòng vệ từ các chất chống oxy hóa từ bên trong “dập tắt” hành động của các gốc tự do và sửa chữa các tổn thương một cách tự nhiên. Tuy nhiên, với stress oxy hóa thì khả năng phòng vệ nội sinh chắc chắn sẽ bị lép vế.

Trước hết là lớp biểu bì và trung bì khi tiếp xúc với tia cực tím mãn tính “tiếp nhận” sự phá vỡ nghiêm trọng đến cấu trúc da và gây ra tình trạng tăng sắc tố da. Đối với lớp hạ bì sự thay đổi cấu tạo của khung ECM, gây thoái hóa collagen tại lớp hạ bì.

Và ngăn ngừa tác động của tia bức xạ là giải pháp hiệu quả nhất, tuy nhiên không phải lúc nào điều này cũng khả thi. Vì thế kem chống nắng chỉ đơn thuần là một cách chặn hoặc giảm thiểu tác động của tia UV. Điều mà chúng ta thường xuyên bỏ quên chính là kết hợp với chất chống oxy hóa như vitamin C, bởi bản chất các chất chống oxy hóa sẽ loại bỏ chính xác tác nhân gây nên lão hóa da.

ĐỀ XUẤT TỪ HYAESTIC 

Khỏi để bạn phải lăng tăng kiếm tìm sản phẩm phù hợp, Hyaestic gợi ý cho bạn một sản phẩm là vitamin C dưới dạng phái sinh LAA sẽ là lựa chọn đẩy mạnh hàng rào phòng ngự của bạn.

Hyaestic Pigment Enhancing Serum 4% Arbutin & 10% Vitamin C 

Cuối cùng, hẳn giờ bạn đã biết đâu chính lả thủ phạm đằng sau các vấn đề lão hóa của chúng ta cũng như là giải pháp để ngăn chặn Hyaestic đã bật mí cho bạn xuyên suốt bài viết rồi nhé. Hy vọng bạn sẽ yêu thích bài viết và có cơ hội trải nghiệm sản phẩm từ Hyaestic nhé.

Tham khảo thêm các sản phẩm khác: TẠI ĐÂY 

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Nakai, K.; Tsuruta, D. What Are Reactive Oxygen Species, Free Radicals, and Oxidative Stress in Skin Diseases? Int. J. Mol. Sci. 2021, 22, 10799. https://doi.org/10.3390/ijms221910799

[2] Checa J, Aran JM. Reactive Oxygen Species: Drivers of Physiological and Pathological Processes. J Inflamm Res. 2020;13:1057-1073

https://doi.org/10.2147/JIR.S275595

[3] Du Plessis, S. S., Harlev, A., Mohamed, M. I., Habib, E., Kothandaraman, N., & Cakar, Z. (2017). Physiological Roles of Reactive Oxygen Species (ROS) in the Reproductive System. Oxidative Stress in Human Reproduction, 47–64. doi:10.1007/978-3-319-48427-3_3 

[4] Zhaku, V., Agarwal, A., Beadini, S., Henkel, R., Finelli, R., Beadini, N., & Micic, S. (2021). Male Infertility, Oxidative Stress and Antioxidants. IntechOpen. doi: 10.5772/intechopen.98204

[5] Padayatty SJ, Levine M. Vitamin C: the known and the unknown and Goldilocks. Oral Dis. 2016;22(6):463-493. doi:10.1111/odi.12446

[6] Mastrangelo, D., Massai, L., Fioritoni, G., & Coco, F. L. (2017). Vitamin C against cancer. Vitamin C, 1, 648.

[7] Pullar, J.M.; Carr, A.C.; Vissers, M.C.M. The Roles of Vitamin C in Skin Health. Nutrients 2017, 9, 866. https://doi.org/10.3390/nu9080866

[8] Pinnell SR. Regulation of collagen biosynthesis by ascorbic acid: a review. Yale J Biol Med. 1985;58(6):553-559.

[9] Pasonen-Seppänen, S., Suhonen, M. T., Kirjavainen, M., Suihko, E., Urtti, A., Miettinen, M., … Tammi, R. (2001). Vitamin C enhances differentiation of a continuous keratinocyte cell line (REK) into epidermis with normal stratum corneum ultrastructure and functional permeability barrier. Histochemistry and Cell Biology, 116(4), 287–297. doi:10.1007/s004180100312