CHƢƠNG I : TỔNG QUAN
1.4.4.Tác dụng chống oxy hoá của các carotenoid
1.4. Carotenoid
1.4.4.Tác dụng chống oxy hoá của các carotenoid
Cùng với hệ thống chống oxy hóa có bản chất là enzyme, hệ thống chống oxy hóa khơng có bản chất là enzyme có vai trị đặc biệt quan trọng. Phản ứng dây chuyền gốc tự do là nguyên nhân gây ra những biến đổi bệnh lí như ung thư, hoại tử, rối loạn chuyển hóa, gây lão hóa,….
Đối với sức khoẻ con người hiện nay, người ta nói đến nhiều tác hại của chất oxy hoá, phản ứng oxy hoá và nhấn mạnh sự cần thiết sử dụng chất chống oxy hố để bảo vệ, duy trì sức khỏe. Vậy chất chống oxy hố là gì và có ở đâu?
Gốc tự do (chất oxy hóa) ln ln được sinh ra trong cơ thể con người và cũng có vai trị tích cực đối với cơ thể (có thể nói ta khơng thể sống được nếu trong cơ thể hoàn toàn thiếu vắng gốc tự do). Oxy mà ta hít thở hàng ngày là chất cần thiết nhưng chính nó cũng trở thành gốc tự do (khi đó gọi là oxy đơn bội). Hiện tượng thực bào (hiện tượng vi khuẩn, virut bị tế bào bạch cầu tiêu diệt trong cơ thể), hiện tượng hô hấp trong tế bào, hoặc cơ chế giải độc ở gan đều là các hoạt động làm sinh ra gốc tự do.
Gốc tự do là những tiểu phân hóa học (phân tử, nguyên tử, ion) có một điện tử đơn độc ở lớp ngồi cùng. Nó có xu thế hút các điện tử lớp ngồi của các chất nó găp. Do đó, gốc tự do có khả năng tương tác với tất cả các phân tử của những tế bào bên cạnh nó, phá vỡ hồn tồn màng tế bào, làm hư hại gen di truyền hoặc hủy hoại tồn bộ tế bào. Nó làm cơ thể già đi và gây ra các bệnh lý tim mạch, viêm khớp, bệnh dạ dày, đục thủy tinh thể, thối hóa võng mạc, bệnh phổi, tiểu đường, ung thư, sa sút trí tuệ, parkinson, suy giảm hệ thống miễn dịch...
Gốc tự do sinh ra do chính hoạt động sống của mỗi tế bào và do tác động của mơi trường sống (tia phóng xạ, các bức xạ có năng lượng cao, tia tử ngoại, bụi, các chất độc). Thông thường, chúng được sinh ra với lượng rất nhỏ và bị phá hủy ngay bởi các hệ thống chống gốc tự do của cơ thể. Nhưng khi hệ thống bảo vệ này bị quá tải hay rối loạn (do môi trường ô nhiễm, tâm lý căng thẳng, tuổi tác...), q trình lão hóa và các bệnh lý sẽ tiến triển rất nhanh.
Điều quan trọng là trong cơ thể khoẻ mạnh, gốc tự do sinh ra có giới hạn, khơng q thừa để gây hại. Bởi vì bên cạnh các gốc tự do ln có hệ thống các chất chống oxy hố "nội sinh" (tức có sẵn trong cơ thể) cân bằng lại, vơ hiệu hố các gốc tự do có hại. Hệ thống các chất chống oxy này gồm các enzym như glutathione peroxidase, superroxid, dismutase... đặc biệt là vitamin C, vitamin E,
-caroten (tiền vitamin A), khoáng chất selen "nội sinh" có sẵn trong cơ thể, xúc
tác các phản ứng khử để vô hiệu hố gốc tự do (cịn gọi là "bẫy" gốc tự do) giúp cơ thể khoẻ mạnh.
Chỉ khi nào gốc tự do sinh ra quá nhiều (do ô nhiễm môi trường, do tia cực tím từ ánh nắng, do khói thuốc lá, do viêm nhiễm trong cơ thể, thậm chí do dùng một số dược phẩm...) và hệ thống chất ơxy hố nội sinh không đủ sức cân bằng, cơ thể sẽ sinh ra rối loạn bệnh lý. Người ta đã chứng minh, khi có sự tăng quá nhiều gốc tự do sẽ gây ra tình trạng viêm nhiễm ở các cơ quan, các bệnh lý như tim mạch, bệnh thần kinh, đục thuỷ tinh thể, thối hóa hồng điểm ở mắt, tăng nguy cơ các bệnh ung thư và nhất là sớm xuất hiện hiện tượng lão hoá.
Các tế bào mau già đi, đến thời điểm diệt vong. Cơ quan dễ bị lão hoá nhất chính là lớp da bảo vệ cơ thể, là nơi dễ bị tác động của tia cực tím của ánh nắng, hứng chịu tác hại của ô nhiễm môi trường cộng thêm lối sống của người thường xuyên bị stress, sai lầm trong dinh dưỡng, thói quen lạm dụng độc chất (như hút thuốc, uống rượu, kể cả dược phẩm) làm da mịn màng của người phụ nữ nhất là da mặt sẽ chóng nhăn, cằn cỗi, khơng cịn sức sống tươi mát do có sự bội tăng gốc tự do gây lão hóa.
Để chống lại sự bội tăng các gốc tự do sinh ra quá nhiều mà hệ thống "chất oxy hố nội sinh" khơng đủ sức cân bằng để vơ hiệu hố, các nhà khoa học đặt vấn đề dùng các "chất chống oxy hóa ngoại sinh" (tức là từ bên ngồi đưa vào cơ thể) với mục đích phịng bệnh, nâng cao sức khỏe, chống lão hóa. Vì vậy, cách tốt nhất để chống lại các q trình oxy hóa là bổ sung các chất chống oxy hóa có nguồn gốc thiên nhiên. Trong đó tiêu biểu nhất là các carotenoid. Là những chất có khả năng chống oxy hóa ưu việt hơn hẳn. Carotenoid là chất chống oxy hóa hiệu quả thơng qua việc tương tác với các gốc tự do. Nó có vai trị quan trọng trong việc phịng chống và ức chế ung thư, ngăn ngừa các bệnh tim mạch, lão hóa da, tăng cường miễn dịch, bảo vệ cơ thể chống lại tác hại của ánh sáng. Một số carotenoid cịn có hoạt tính tiền vitamin A như β-caroten, citranaxanthin, β-cryptpxanthin,….(có khoảng 50 carotenoid có hoạt tính tiền vitamin A)
Các chất chống ơxy hóa ngoại sinh đó đã được xác định, đó là β-caroten, chất khống selen, các hợp chất flavonoid, polyphenol... Các chất ơxy hóa ngoại sinh đó thật ra khơng xa lạ, chúng có từ các nguồn thiên nhiên là thực phẩm như rau cải, trái cây tươi và một số loại dược thảo.
Ví dụ: Tác dụng chống bệnh sơ cứng động mạch của polyphenol
Steinberg et al., (1989); Esterbauer, et al., (1992) đã nghiên cứu về bệnh bệnh sơ cứng động mạch (atheorosclerosis) là do phần lớn chất mỡ xấu (lipoprotein xấu - LDL) tạo thành. Nếu chất béo không no (LH) trong LDL bị oxit vì có sự hiện diện của kim loại (như đồng (Cu) chẳng hạn) và một axit hữu
cơ khác thì gốc alkyl tự do (L’) sẽ hình thành. Gốc alkyl tự do (L’) kết hợp với oxy tạo thành một peroxyl tự do chẳng hạn (LOO’) chất này sẽ sinh ra 1 axit hữu cơ khác gọi là hydroperoxide (LOOH). Chất hydroperoxide bị tách đôi và cho ra chất aldehyde. Aldehyde sẽ tác dụng lên Apolipoprotein B của LDL cho ra chất oxy hố LDL. Như vậy vai trị của các chất phenol chống oxy hoá là ức chế sự hình thành hydroperoxide. Qua đó ức chế sự hình thành aldehyde. Nhờ đó mà bệnh sơ cứng động mạch được hạn chế.
Hình 1.16: Phản ứng chống oxy hố của polyphenol (Nguồn: Frankel., 2000) Ví dụ: β-caroten có nhiều trong dầu gấc, chiết xuất từ quả gấc là loại quả từ xưa
ông bà ta đã dùng để nấu xơi gấc tạo thức ăn ngon miệng có màu đỏ cam đẹp mắt. Các loại rau, củ quả có màu đỏ cam như cà chua, cà rốt cũng chứa nhiều β- caroten. Khi đưa vào cơ thể ngoài tác dụng chống ơxy hố β-caroten cịn biến thành vitamin A mà cơ thể cần đến hàng ngày cho hoạt động thị giác và sức đề kháng chống lại bệnh tật. Dùng β-caroten từ thiên nhiên rất an tồn, khơng sợ bị ngộ độc do dùng quá nhiều như vitamin A (dùng thừa β-caroten vào cơ thể vẫn được chuyển hóa vừa đủ vitamin A, vì vậy chế phẩm bổ sung vitamin A cho phụ nữ có thai thường dùng β-caroten thay vì vitamin A).