3. GỐC TỰ DO VÀ HOẠT TÍNH CHỐNG OXI HÓA
1.1.7 Các chất chống oxi hoá thường gặp
(R)-3,4-dihyroxy-5-((S)-1,2-dihydroxyethyl)furan-2(5H)-one Hình 1.7 Công thức cấu tạo của Vitamin C
Vitamin C là một hợp chất tiềm năng, là một hợp chất chống oxi hoá hoà tan trong nước. Vitamin C hay acid ascorbic là một dẫn xuất với 6 carbon của đường hexose, nhưng nó không thể tổng hợp ở bộ linh trưởng. Nguồn thực phẩm chứa nhiều Vitamin C bao gồm các loại trái cây, đặc biệt là nho, họ cam chanh, các loại rau…. Do cấu trúc vòng đối xứng, nên Vitamin C có thể tồn tại ở bốn cấu trúc lập thể, nhưng chỉ có L- ascorbic acid là có hoạt tính sinh học. Nó đại diện cho hàng rào chống oxi hoá trong máu, có khả năng phản ứng với hầu hết các loại oxy và có thể làm ngưng các chuỗi phản ứng của gốc tự do. Vitamin C cũng có tác dụng quan trọng với các chất chống oxi hoá khác. Gluthatione đóng vai trò quan trọng trong việc tái sinh Vitamin C bị oxi hoá, và bản thân Vitamin C cũng có vai trò quan trọng trong việc tái tạo mối liên kết giữa lipid và Vitamin E.
Mối liên hệ giữa nguy cơ tử vong do bệnh tim mạch và hấp thụ Vitamin C đã được báo cáo vào năm 1950. Những người có nồng độ Vitamin C thấp ở huyết thanh và huyết tương là những người hút thuốc lá, người già, hoặc những người được nuôi dưỡng trong điều kiện kém hoặc bệnh mãn tính. Tổ chức Y Tế Thế giới (WHO) cũng đã đưa ra nhận định nồng độ Vitamin C thấp liên quan đến tỉ lệ tử vong do bệnh tim mạch hoặc đột quỵ đã được Basel nghiên cứu. Ngược lại, việc nồng độ Vitamin C cao sẽ giúp bảo vệ và làm giảm tỷ lệ tử vong do động mạch vành. Trout đã báo cáo rằng việc bổ sung Vitamin C góp phần làm giảm Cholesterol tổng số và làm tăng highdensity lipoprotein (HDL).
1.1.7.2 Vitamin E (tocopherol)
Hình 1.8 Công thức cấu tạo Vitamin E
Vitamin E là hợp chất hoà tan chủ yếu trong lipid, lần đầu được phát hiện vào năm 1936. Vitamin E có 8 hình thức trong tự nhiên, có thể chia thành hai dòng hợp chất là tocopherol và tocotrienol (gọi chung là tocol). Bốn tocopherol bao gồm một vòng 6- chromanol hoặc khởi đầu với một chuỗi bên phytyl. Ba trung tâm chiral tồn tại ở vị trí cuối 2,4,8. Vì vậy, một số dạng lập thể có thể tồn tại. Có 4 hình thức của tocopherol bao gồm alpha, beta, gamma, delta tuỳ thuộc vào sự thay thế của methyl trong vòng chromanol. Các tocotrienol khác với tocopherol bởi sự hiện diện của liên kết đôi trong chuỗi phytyl. Vì vậy nhờ ưu điểm của trung tâm chiral và sự hiện diện của các liên kết đôi tocotrienol có thể tồn tại đến 8 đồng phân khác nhau. Các tocotrienol cũng có các loại như alpha, beta, gamma, delta. Trong 8 hình thức của vitamin E, chỉ có alphatocopherol được chuyên chở trong máu và được xem là một hình thức hoạt động.
Việc rối loạn nghiêm trọng chức năng tuyến tuỵ và mật hoặc sự kém hấp thu lipd có thể là do ảnh hưởng đến sự hấp thụ Vitamin E. Khi ở trong máu, Vitamin E gắn kết huyết tương mang protein, vận chuyển đến gan, đưa vào lipoprotein, đặc biệt là nơi nồng độ lipoprotein thấp (VLDL) và được bài tiết vào máu.
1.1.7.3 Các hợp chất có nhóm Polyphenol
Polyphenol là nhóm hợp chất được tìm thấy trong tự nhiên từ trái cây, rau, ngũ cốc và các loại nước uống. Các loại trái cây như nho, táo, lê, anh đào và dâu, với 100 gram trọng lượng tươi chứa khoảng 200 - 300 mg Polyphenol. Các sản phẩm được chiết xuất từ các loại trái cây có chứa một lượng đáng kể Polyphenol. Thông thường một ly rượu vang đỏ hoặc một ly trà hoặc cà phê có chứa khoảng 100 mg Polyphenol.
Bên cạnh đó, ngũ cốc, các loại đậu khô và sô cô la cũng chứa một lượng Polyphenol đáng kể.
Polyphenol là những hợp chất chuyển hoá thứ cấp và thường liên quan đến bảo vệ chống lại bức xạ tia cực tím hoặc sự tấn công của các mầm bệnh. Trong thực vật, Polyphenol góp phần tạo nên sự cay đắng, chát, màu sắc, hương vị, mùi và chất chống
oxi hoá ổn định. Đến cuối thế kỉ 20, các nghiên cứu về dịch tễ học và phân tích tổng hợp đã cho rằng việc sử dụng lâu dài chế độ ăn có chứa Polyphenol sẽ cung cấp một số chất chống lại ung thư, bệnh tim mạch, tiểu đường, loãng xương và bệnh thoái hoá thần kinh. Có hơn 8000 hợp chất Polyphenolic khác nhau đã được tìm thấy trong các loài thực vật khác nhau. Tất cả các hợp chất phenolic đều được sinh ra từ chất trung gian phổ biến phenylalanine, hoặc từ một tiền thân như acid shikimic. Chủ yếu xảy ra ở hình thức liên hợp với một hoặc nhiều bã đường liên kết với các nhóm hydroxyl, mặc dù mối liên hệ trực tiếp của đường (polysaccharide hoặc monosaccharide) đến một carbon thơm cũng tồn tại. Sự liên kết với các hợp chất khác, như cacboxylic và axit hữu cơ, các amin, lipid và liên kết với phenol khác cũng phổ biến. Polyphenol có thể được phân loại thành các nhóm khác nhau theo chức năng của vòng phenol. Các nhóm chính của Polyphenol bao gồm acid Phenolic , Flavonoid, Stilbene và Lignan.
1.1.7.4 Acid Phenolic
Acid phenolic được tìm thấy nhiều trong các loại thực phẩm và được chia thành hai nhóm: dẫn xuất của acid benzoic và các dẫn xuất của acid cinnamic. Hàm lượng acid phenolic trong các loại quả ăn được tương đối thấp, ngoại trừ các loại trái cây màu đỏ, củ cải đen và hành tây, có nồng độ acid phenolic từ vài chục miligram mỗi kilogram trọng lượng tươi. Các acid hydroxycinnamic phổ biến hơn acid hydroxybenzoic và chủ yếu là p-coumaric, caffeic, ferulic và axit sinapic.
R1 R2
R3
OH
O
Hình 1.9 Công thức cấu tạo Acid phenolic 1.1.7.5 Flavonoid
Flavonoid bao gồm các nhóm được nghiên cứu nhiều nhất của các Polyphenol.
Nhóm này có cấu trúc cơ bản phổ biến bao gồm hai vòng thơm liên kết với nhau bởi ba nguyên tử carbon hình thành một heterocycle oxy hóa. Hơn 4.000 loại Flavonoid đã được xác định, trong đó nó góp phần tạo màu sắc hấp dẫn của hoa, trái cây và lá. Dựa vào những thay đổi liên quan đến heterocycle, Flavonoid được chia thành các nhóm như: flavonol, flavon, flavanone, flavanol, anthocyanins và isoflavones. Sự khác biệt
H
O
R1
R2
trong mỗi nhóm xuất phát từ sự thay đổi về số lượng và sự sắp xếp của các nhóm hydroxyl và mức độ alkyl hoá/glycosyl hoá của chúng. Quercetin, myricetin, catechins… là những Flavonoid phổ biến nhất.
Hình 1.10 Cấu trúc chung của Flavonoid 1.1.7.6 Stilbene
Stilbene chứa hai gốc phenyl nối với nhau bằng một cầu nối Methylen với hai carbon. Sự hiện diện của Stilbene trong chế độ ăn của con người là khá thấp. Hầu hết các Stilbene hoạt động trong thực vật như phytoalexin kháng nấm, các hợp chất được tổng hợp chỉ để chống lại sự nhiễm trùng hoặc chấn thương. Một trong những nghiên cứu tốt nhất để tổng hợp Polyphenol Stilbene là từ resveratrol (3, 4', 5- trihydroxystilbene), được tìm thấy chủ yếu trong nho, sản phẩm từ nho như rượu vang đỏ cũng chứa một lượng đáng kể resveratrol.
Hình 1.11 Cấu trúc chung của các Stilbene 1.1.7.7 Lignan
Lignan là những hợp chất diphenolic có chứa một cấu trúc 2,3-dibenzylbutane được hình thành bởi các dimerization của hai acid cinnamic. Một số lignan, như secoisolariciresinol, được coi là phytoestrogen. Các nguồn dinh dưỡng giàu Lignan nhất là hạt lanh, trong đó có chứa nhiều secoisolariciresinol (lên đến 3.7g/kg trọng lượng khô) và một lượng thấp matairesinol