Chống oxy hóa, chống lão hóa luôn là mục tiêu hàng đầu của các chuyên gia, bao gồm tác nhân nội tại và môi trường. Dựa theo kết quả thu được từ các công trình nghiên cứu tác nhân chống lại sự lão hóa của cơ thể, vitamin C là ứng viên được chuyên gia đánh giá rất cao, tuy nhiên,  trái với những đề xuất từ chuyên gia, đôi khi các tín đồ skincare lại “thờ ơ” với chiến binh bảo vệ làn da hiệu quả, hậu phương đắc lực của kem chống nắng.

Trong bài viết này, Hyaestic sẽ giúp bạn thấy rõ hơn năng lực của vitamin C và điều cần thiết khi sử dụng vitamin C.

Khái quát về Vitamin C

Vitamin C còn được biết đến là L-Ascorbic Acid, là là chất dinh dưỡng thiết yếu trong nhiều bào quan sinh vật, đặc biệt là với người, là một loại vitamin tan trong nước, có nhiều trong tự nhiên từ các loại thực phẩm. Đối với cơ thể chúng ta vitamin C là loại vitamin mà con người không thể tự tổng hợp từ môi trường nội sinh, do đó, việc cung cấp đủ vitamin C cho cơ thể là điều hoàn toàn thiết yếu [1].

Cụ thể, vitamin C là yếu tố “góp mặt” trong quá trình sinh tổng hợp collagen, L-carnitine và một số chất dẫn truyền thần kinh, ngoài ra, vitamin C còn tham gia vào quá trình chuyển hóa protein [1].

Các nghiên cứu xoay quanh vitamin C ghi nhận khả năng chống oxy hóa của hoạt chất này thông qua việc ức chế hoạt động của các gốc tự do bằng cách trung hòa điện tử, chống lại quá trình stress oxy hóa, trì hoãn sự phát triển của các bệnh lý liên quan đến tim mạch, khối u ác tính. 

Bên cạnh đó, vitamin C còn là nhân tố quan trọng đối với hệ thống miễn dịch của cơ thể, tích cực khả năng hấp thu sắt (sắt có nguồn gốc thực vật).

Sơ lược chúng ta có thể thấy, lượng vitamin C khi hấp thu không đủ sẽ là hệ lụy của nhiều bệnh điển như như căn bệnh Scurvy - là bệnh gây ra do sự thiếu hụt vitamin C trong thời gian dài, làm suy yếu mô liên kết lan tỏa, làm cho các mao mạch dễ vỡ với các biểu hiện chảy máu nướu răng, chậm lành vết thương, xuất huyết dưới da.

Đặc tính của vitamin C

Tính acid

Khi Ascorbic Acid bị khử đi 1 trong 2 gốc hydroxyl sẽ tạo ra anion ascorbate, là một acid vinylogous. Đây là điều thường thấy trong các reductone - chứa các enediol có nhóm carbonyl bên cạnh. Sự liên hợp các electron hình thành từ cộng hưởng giữa hai dạng, chính điều này giúp cho anion ascorbate ổn định [3]. 

Ngoài ổn định, sự liên hợp các electron p từ enediol liên hợp C2-C3 còn làm cho hydro tại hydroxyl C3 có tính acid cao, phân ly với pKa bằng 4,13, vì thế khi tiếp xúc với pH sinh lý da, LAA tồn tại dưới dạng anion L-Ascorbate. Và sự phân ly của gốc hydroxyl thứ hai sẽ xảy ra tại pH 11,6 [4].

Tóm gọn lại thì chúng ta có thể thấy được tính acid đại điện khả năng phân ly cho ion H+ thông qua pKa, và điều này sẽ ảnh hưởng đến độ ổn định của chế phẩm chứa vitamin C.

Tính khử

Tính khử của vitamin C thể hiện qua khả năng trung hòa các gốc tự do, vitamin C sau khi cho đi 2 điện tử từ 2 quá trình oxy hóa. 

Sản phẩm oxy hóa đầu tiên của L-AA là gốc mono-dehydroascorbate (MDHA), còn được gọi là semi-dehydroascorbate, hoặc gốc tự do ascorbate. Các thử nghiệm in vivo cho thấy MDHA sẽ bị khử trở lại thành dạng L-AA dưới tác động của NAD(P), monodehydroascorbate reductase. Tiếp đến, MDHA sẽ cho 1 electron tham gia vào quá trình oxy hóa và được chuyển thành sản phẩm oxy hóa thứ hai là dehydroascorbic acid (DHA). 

Như vậy, chúng ta có thể dễ dàng nhận thấy rằng việc vitamin C bị mất electron, đại diện cho khả năng chống oxy hóa bằng cách trung hòa các gốc tự do. Một phân tử Ascorbic Acid sẽ chống lại được 2 gốc tự do thiếu 1 điện tử.

Bản thân DHA không ổn định với thời gian bán hủy chỉ kéo dài vài phút dưới tác động của các yếu tố như nồng độ, ánh sáng, pH,... DHA bị thủy phân không thuận nghịch, bị cắt mở vòng thành 2,3-diketogulonic acid và các sản phẩm trao đổi khác bao gồm oxalate, threonate và cả xyloza, xylonic acid và lynxonic acid. Trong đó, Oxalic Acid là sản phẩm trao đổi chất có ý nghĩa lâm sàng ở người, tham gia vào các quá trình nội môi khác của cơ thể [5].

Ngoài ra, DHA còn có thể bị khử ngược lại thành gốc ascorbate và Ascorbic Acid nhờ vào hoạt động của glutathione hoặc các enzyme tham gia trực tiếp vào quá trình chuyển đổi [5].

Cũng bởi vì tính khử mạnh, đặc tính chống oxy hóa vượt trội nên Ascorbic Acid hay cụ thể hơn là phái sinh LAA sẽ kém bền, không ổn định (trừ khi tồn tại ở dạng rắn [6]) trước các tác nhân oxy hóa từ môi trường. Do đó, mục tiêu đưa đến tay người tiêu dùng LAA thuần khiết, hoạt động tốt nhất đòi hỏi các nhà phát triển công thức phải bảo toàn tối ưu tác động của quá trình oxy hóa lên LAA như rà soát sự hiện diện của oxy trong quá trình sản xuất và bảo quản, pH, tá dược, kết hợp với các chất chống oxy hóa khác.

Công dụng của vitamin C đối với làn da

Vitamin C được biết đến chủ yếu là một AOx tan trong nước và chiếm phần lớn trong da dựa theo nồng độ. Sự có mặt của vitamin C chiếm ưu thế trong da, điều đó khẳng định vitamin C sẽ giữ vai trò quan trọng không kém đối với làn da. Dưới đây là một số tác động của vitamin C lên làn da, cùng Hyaestic tìm hiểu nhé.

Tăng sinh collagen

Thông thường, collagen được tổng hợp trong tế bào và được tiết ra bên ngoài thông qua các chuỗi vận chuyển nội bào. Ở giai đoạn đầu, các gen collagen được phiên mã thành mRNA trong nhân, và được vận chuyển đến tế bào chất, thông qua bước dịch mã của các ribosome tổng hợp thành phân tử tiền procollagen [8].

Tiền procollagen sẽ được vận chuyển đến lưới nội chất - nơi peptide tín hiệu đầu N bị loại bỏ, gốc proline và lysine bị hydroxyl hóa, cụ thể nhóm hydroxyl của gốc lysine bị glycosyl hóa bởi galactose và glucose. Ba phân tử procollagen được xoắn trái thành chuỗi xoắn ba và chuyển đến bộ máy Golgi [8]. 

Sau khi sửa chữa, bổ sung tại bộ máy Golgi, chuỗi xoắn ba của các phân tử procollagen được tập hợp thành các túi tiết và vận chuyển ra khỏi tế bào.

Cả hai đầu của chuỗi xoắn ba sẽ được cắt bỏ để tạo thành phân tử tropocollagen và liên kết cộng hóa trị được hình thành giữa các phân tử tropocollagen, tạo ra các sợi collagen đơn và được bó lại với nhau [8].

Với quá trình hình thành collagen, các dioxygenase phụ thuộc 2-oxoglutarate này cần AA để bình thường hóa hoạt động, do đó sự thiếu hụt AA có thể sẽ gây ra các khiếm khuyết trong quá trình hình thành collagen [8].

Trong các nghiên cứu ban đầu, người ta quan sát thấy AA tăng cường sản xuất collagen ở liều dược lý. AA đã được chứng minh có khả năng kích thích quá trình sản xuất collagen tại môi trường nội mô. AA sau khi thẩm thấu chuyển đổi thành dạng ascorbate monoanion (Asc-), thâm nhập vào tế bào thông qua kênh SVCT [8]. 

Cụ thể, AA kích thích sự biểu hiện mRNA của gen procollagen tại giai đoạn phiên mã, đồng thời đóng vai trò là co-factor của dioxygenase phụ thuộc 2-oxoglutarate (Enz) giúp tăng cường quá trình hydroxyl hóa procollagen ở giai đoạn biến đổi sau dịch mã [8].

Vai trò của LAA trong quá trình làm tăng sản sinh collagen [8]

Minh chứng cho hiệu quả tăng sinh collagen ở mô học, các thử nghiệm lâm sàng trên người càng khẳng định AA cải thiện mô liên kết dưới da rõ rệt. Dưới đây là bài báo cáo được ghi nhận

Một thử nghiệm ngẫu nhiên, mù đôi trên 28 tình nguyện viên khỏe mạnh, sử dụng 3 giọt chế phẩm LAA tương đương 0,5 ml mỗi ngày trong 3 tháng. Kết luận cho thấy AA giữ vai trò thúc đẩy trong quá trình kích thích tổng hợp collagen, ứng dụng trong phòng ngừa và điều trị các dấu hiệu lão hóa của làn da [9].

Hình ảnh ghi nhận tình trạng da của 2 đối tượng nghiên cứu sau 3 tháng sử dụng chế phẩm AA tại chỗ [9]

A và B: Hình ảnh tiền xử lý

C và D: Hình ảnh sau 3 tháng bôi chế phẩm AA tại chỗ

Trung hòa các gốc tự do - Ngăn chặn tác động tia bức xạ

Căn nguyên của gốc tự do và ảnh hưởng của tia bức xạ

Vitamin C được đánh giá là một chất chống oxy hóa mạnh, có thể trung hòa và loại bỏ các gốc tự do. Gốc tự do hay 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.

Chúng ta có thể hiểu rằng phân tử oxy sẽ chuyển đổi thành oxy nhóm đơn (O2) hay superoxide anion (O 2 •−) dưới tác động của tia bức xạ. Dạng anion cực kỳ không ổn định và có thể tiếp tục bị chuyển đổi thành hydrogen peroxide (H2O2), H2O2 có thể dễ dàng thâm nhập qua màng lipid của tế bào. Ngoài ra, H2O2 còn được chuyển đổi thành gốc hydroxyl (• OH). Và cả 4 gốc hình thành từ chuỗi phản ứng từ oxy: oxy nhóm đơn (O2), superoxide anion (O 2 •−), hydrogen peroxide (H2O2), gốc hydroxyl (• OH) đều tương tác với các vật liệu di truyền bên trong tế bào, làm tổn thương DNA, tế bào,....[7].

Tuy nhiên, cơ thể chúng ta có hệ thống cân bằng điều đó thông qua sự trung hòa các gốc ROS để tạo thành nước và oxy hoặc hypochlorous acid của các chất oxy hóa như glutathione, vitamine E, vitamin C,... [7].

Sự hình thành các oxy phản ứng ROS (Reactive Oxygen Species) [7]

Riêng đối với các gốc tự do từ tia bức xạ, nguồn ROS ngoại sinh và ngoại sinh sẽ tác động lên hệ thống bảo vệ của cơ thể, kích hoạt quá trình truyền tín hiệu dẫn đến tăng hoạt hóa AP-1, NF-kB và làm giảm yếu tố TGF-b (Transforming Growth Factor-Beta) [7].

Các yếu tố tín hiệu NF-kB làm tăng nồng độ interleukin-1, các AP-1 làm tăng biểu hiện các enzyme matrix metalloproteinases (MMP) gây phá vỡ cấu trúc collagen. Đồng thời, sự giảm biểu hiện TGF-b sẽ kéo đến việc giảm tổng hợp collagen. Cả 3 tín hiệu hoạt hóa này sẽ làm gia tăng sự phân hủy collagen, tăng tích tụ elastin, biểu hiện trên bề mặt da thông qua các dấu hiệu lão hóa như mất độ đàn hồi, các nếp nhăn sâu, kết cấu da kém săn chắc, tăng sắc tố,...[7]

Tác động của ROS lên quá trình lão hóa do ánh sáng [7]

Chung quy, chúng ta dễ dàng nhận thấy tác động của tia bức xạ gây hại cho da thông qua sự hình thành các gốc tự do dẫn đến tình trạng stress oxy hóa. Do đó, điểm mấu chốt là chúng ta cần tác động lên gốc tự do bằng cách sử dụng một hoạt chất có khả năng ngăn chặn, trung hòa lại sự thiếu điện tử.

Các phát hiện này đã tiếp nối giúp các nhà nghiên cứu nhanh chóng tìm ra tác động của vitamin C như một giải pháp tối ưu ngăn chặn ROS và ảnh hưởng từ tia UV. 

Như Hyaestic đã đề cập tại đặc tính của AA, là một chất chống oxy hóa với tính khử mạnh, AA sẽ trung hòa gốc tự do bằng cách cho đi 2 electron và chuyển hóa thành hoạt chất có đặc tính sinh học khác của cơ thể.

Đối với ứng dụng trên tình trạng cháy nắng do tia bức xạ, các thử nghiệm bôi LAA tại chỗ ghi nhận khả năng góp phần bảo vệ da khỏi tia bức xạ khi kết hợp với kem chống nắng. AA không có khả năng hấp thụ tia UV nhưng khả năng ngăn ảnh hưởng của tia UV đến từ tính khử của AA, trung hòa các gốc tự do sinh ra bởi sự hoạt hóa của tia UV, đây là tác dụng không có ở kem chống nắng [10].

Trong điều kiện phòng thí nghiệm, các chuyên gia đã ghi nhận hiệu quả từ việc bôi 10% vitamin C tại chỗ sẽ làm giảm 52% tình trạng hồng ban do tia UVB gây ra và giảm 40-60% sự hình thành các tế bào cháy nắng [10].

Ức chế hình thành sắc tố

Ngoài là một chất chống oxy hóa mạnh, vitamin C còn được phân loại vào danh sách các hoạt chất có khả năng ức chế sự hình thành melanin bằng nhiều con đường như đặc tính chống oxy hóa của AA giúp ngăn chặn sự sản xuất các gốc tự do kích hoạt phản ứng bảo vệ của làn da sinh ra các melanogen thông qua hoạt động của enzyme tyrosinase. Tyrosinase xúc tác quá trình hydroxyl hóa tyrosine thành dihydroxyphenylalanine (DOPA) và quá trình oxy hóa DOPA thành ortho-quinone tương ứng. Sự ức chế sản xuất melanin của vitamin C đến từ khả năng làm giảm sự hiện diện của o-quinone do tyrosinase tạo ra [11] [12]. 

Một nghiên cứu mù đôi, mù đôi đã được tiến hành để đánh giá hiệu quả điều trị của LAA 5% tại chỗ so với hydroquinone 4% trên bệnh nhân bị nám da, kết quả đạt được theo phương pháp đo màu, chụp ảnh. Ghi nhận sự cải thiện tình trạng của nhóm dùng hydroquinone đạt 93%, so với phía dùng LAA đạt 62,5%. Với nồng độ 5% LAA, hiệu quả điều trị các rối loạn tăng sắc tố thấp hơn so với 4% hydroquinone, tuy nhiên, 68% bệnh nhân trong nhóm điều trị với hydroquinone gặp nhiều tác dụng phụ hơn so với LAA chỉ 6,2%. Chính vì thế, so với hydroquinone thì AA là một liệu pháp an toàn, hiệu quả trong điều trị tăng sắc tố. Bên cạnh đó, nghiên cứu viên cho rằng AA ở nồng độ 10% sẽ cho kết quả điều trị hiệu quả hơn [11].

Đẩy nhanh quá trình lành thương

Cơ thể của chúng ta có một cơ chế bù trừ cân bằng những bất thường xảy ra trong nội tại. Tương tự, quá trình lành thương là một phản ứng bù trừ của cơ thể, là quá trình bao gồm một loạt phản ứng thông qua 03 giai đoạn chính liên tiếp và chồng chéo nhau: viêm (a), hình thành mô mới (b), sửa chữa (c).

Quá trình làm lành tự nhiên của cơ thể  [13]

a. Giai đoạn viêm

Giai đoạn này thường kéo dài đến khoảng 48 giờ sau chấn thương, các vết thương đặc trưng với môi trường thiếu oxy (thiếu máu cục bộ) hình thành fibrin cầm máu.

Bạch cầu trung tính sẽ di chuyển đến vị trí vết thương, ngăn chặn tổn thương và huy động đại thực bào đến loại bỏ các tế bào và vi khuẩn, hóa hướng động tiểu cầu đến vị trí phát tín hiệu tổn thương cầm máu [13].

b. Hình thành mô mới 

Giai đoạn này xảy ra trong khoảng từ 2-10 ngày sau chấn thương, miệng vết thương hình thành một vảy, mô tái tạo phục hồi thông qua sự di chuyển và tăng sinh các tế bào sừng tại lớp biểu bì và hạ bì [13].

c. Sửa chữa

Đây là giai đoạn có thể kéo dài khá lâu có thể từ 1 năm thậm chí lâu hơn. Các nguyên bào sợi sản xuất collagen và di chuyển đến vết thương. Bề mặt vết thương có xu hướng co lại, sự tăng sinh của các mạch máu được khởi phát bằng việc sản xuất yếu tố tăng trưởng từ đại thực bào, tế bào sừng và nguyên bào sợi [13]. 

Sản phẩm của cuối cùng của quá trình lành thương có thể hình thành sẹo. Sẹo là vùng mô sợi tạo thành từ collagen, tăng sức bền cho vị trí tổn thương, tuy nhiên việc quá mức hay thiếu hụt đều có thể sẽ hình thành các loại sẹo lõm hay sẹo lồi.

Trong các tác động của vitamin C, khả năng chữa lành của AA được đánh giá rất cao hiệu quả trong giai đoạn tái tạo, liên quan mật thiết đến hoạt động tổng hợp collagen, nếu vị trí tổn thương có tình trạng lành chậm là dấu hiệu của nguy cơ thiếu vitamin C [12].

Dẫn xuất của vitamin C

Vitamin A đặc biệt là phái sinh LAA có hoạt tính chống oxy hóa mạnh, khả năng oxy hóa đến từ 2 gốc hydroxl tại C2 và C3 của LAA

Chính điều này cũng khiến cho 2 ví trí -OH trở thành mục tiêu của các tác nhân oxy hóa từ môi trường như độ pH, nhiệt độ, không khí hay sự có mặt của các ion kim loại, khiến cho các chế phẩm chứa LAA có xu hướng kém bền hơn, bị oxy hóa mất đi hoạt tính sinh học trên da, thường đi kèm với dấu hiệu sản phẩm chuyển sang màu sẫm hơn. Sự ổn định của LAA luôn là thách thức cho các nhà phát triển công thức, vì thế để giúp AA cải thiện được tính ổn định trong công thức, các nhà nghiên cứu đã phát triển các dẫn xuất block vị trí -OH C2 và C3 [14].

Đây là một số dẫn xuất của AA được phân loại theo tính phân cực [15]

Để cải thiện tính ổn định của AA và giúp AA dễ dàng đi qua hàng rào bảo vệ da hơn, dưới đây bảng thống kê đánh giá về độ ổn định, sinh khả dụng và đặc tính điều trị của AA và các dẫn xuất của AA [14].

Ascorbyl 2-phosphates, thường được bào chế dưới dạng 2 dẫn xuất muối sodium (SAP) và magnesium (MAP), SAP/MAP đều ổn định tại pH ~ 7, gốc phosphate được đưa vào vị trí C2 của hệ thống enediol, bảo vệ hoạt tính vitamin C khỏi quá trình oxy hóa.

Tuy nhiên, trái với hiệu quả bảo vệ hoạt chất khỏi các tác nhân oxy hóa của các dẫn xuất vitamin C thì khả năng thẩm thấu và tác động trị liệu đều kém hơn so với phái sinh LAA [14]. 

Ngoài các dẫn xuất muối, AA còn có các dẫn xuất không phải ở dạng muối như Ascorbyl palmitate (AA-PAL), Ascorbyl tetraiso-palmitate (VC-IP), Ascorbyl glucoside (AA-2G) đều cho thấy tính ổn định vượt trội và dễ chuyển hóa sang dạng AA [14].

Không như các dẫn xuất muối, AA-2G và VC-IP thay thế vị trí C2 trên vòng furan bằng một gốc khác và AA-Pal thay đổi vị trí C6 bằng một gốc cồng kềnh, giữ nguyên hệ thống enediol, với mong muốn gây cản trở không gian về mặt hóa học trong quá trình oxy hóa, tuy nhiên thực tế cho thấy điều ngược lại, tính ổn định của AA-Pal khá kém tương tự như AA [14].

Một dẫn xuất khác là Ascorbyl 2-phosphate 6-palmitate (APPS), dựa vào cấu trúc của APPS người ta có thể dự đoán được khả năng thâm nhập vào da và chuyển đổi thành dạng Ascorbic Acid khá tốt. Tuy nhiên, tương tự như SAP, khi được bào chế dưới dạng bôi tại chỗ thì APPS cho thấy tính thẩm thấu và da trở nên hạn chế hơn.

Ngược lại với AA-Pal, AA-2G là một trong những dẫn xuất ổn định của AA được gắn thêm nhóm glycosyl tại C2, sau khi được thẩm thấu, AA-2G sẽ bị thủy phân bởi -glucosidase tế bào từ đó giải phóng AA.

Nhưng khi so sánh với EAC (3-O-Ethyl ascorbate), các ghi nhận cho thấy EAC thẩm thấu tốt hơn so với AA-2G, đồng thời EAC còn có ái lực cao với màng sinh học.

Cuối cùng, còn một dẫn xuất khác cũng được sử dụng trong công thức mỹ phẩm là VC-IP7 với 4 este của Isopalmitic Acid tại vị trí C2, 3, 5 và 6. Tương tự như AA-2G, khi thâm nhập vào lớp hạ bì, sẽ bị thủy phân và chuyển đổi thành AA.

Suy cho cùng, chúng ta có thể tạm đúc kết được vitamin C là một chất chống oxy hóa mạnh, có khả năng cải thiện hiệu quả các vấn đề lão hóa da. Tuy nhiên, nhược điểm lớn và duy nhất của vitamin C chính là tính ổn định trước các tác nhân oxy hóa.

Và để khắc phục điều này, các nhà phát triển công thức đã tạo ra những dẫn xuất để tăng độ ổn định và tính thấm của vitamin C. Nhưng so với hiệu quả trị liệu thì chưa có dẫn xuất nào cho kết quả tương đương như phái sinh LAA, chính vì thế, nhiều nhà sản xuất lựa chọn tạo ra hệ đệm để bảo toàn LAA thay vì sử dụng các dẫn xuất khác.

Lựa chọn của Hyaestic 

Sau nhiều năm nghiên cứu trước khi ra mắt thị trường, Hyaestic đã xác định hoạt chất sử dụng phải đạt được hiệu quả đánh giá lâm sàng vượt trội nhất là phái sinh LAA. 

Để bảo toàn LAA, Hyaestic sử dụng hệ đệm chứa glycol như propylene glycol, butylene glycol, hexylene 185, glycol, glycerin, polyethylene glycols, glycereth-7, ethoxydiglycol và ethanol hình thành một pha dầu nhằm ngăn chặn sự tiếp xúc của hoạt chất đến môi trường bên ngoài, bảo toàn LAA trong một hệ đệm hoàn chỉnh, bảo quản LAA tốt hơn.

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

TÀI LIỆU THAM KHẢO