رادیکال های آزاد و سیستم آنتی اکسیدانی طبیعی پوست

کلمات کلیدی : رادیکال های آزاد ، سیستم آنتی اکسیدانی طبیعی پوست ، لوتئین ، خطرات کاتاراکت ، دژنراسیون ماکولار ، آنالیز اسیدهای چرب ، التیام علائم سوریازیس ، کازمتولوژی .

استرس اکسیداتیو در سیستمهای بیولوژیک برای اولین بار توسط سیز و همکارانش مطرح شد و آنها استرس اکسیداتیو را به عنوان عدم تعادل در سیستم پرواکسیدان/ آنتی اکسیدان تعریف کردند که این عدم تعادل، به سوی اکسیدان هایی است که منجر به آسیب می شوند.

در زمان افزایش استرس اکسیداتیو ( نیاز متابولیک بالا ، و نیروهای خارجی نظیر نور خورشید ، سیگارو آلودگی) ، به هر حال ممکن است کنترلهای حفاظتی کافی نبوده و آسیب اکسیداتیو رخ دهد. اکثر این آسیب ها از رادیکالهای آزاد ناشی می شوند.

رادیکالهای آزاد به عنوان اتمها و مولکولهایی با یک الکترون جفت نشده و تنها مشخص می شوند. نمونه هایی از این رادیکالهای آزاد شامل : آنیون سوپراکسید ، رادیکال پراکسیل ، و رادیکال هیدروکسیل است.

این مولکولها به شدت از لحاظ شیمیایی واکنش دهنده و دارای عمری کوتاه هستند و در همان جایی که به وجود آمده اند واکنش می دهند. سایر مولکولهای واکنش دهنده نظیر مولکول اکسیژن ، اکسیژن منفرد و تنها ، و پراکسید هیدروژن به خودی خود رادیکال آزاد نیستند، اما می توانند واکنش های اکسیداتیو را شروع و گونه هایی از رادیکال آزاد را تولید کنند.این رادیکالهای آزاد و مولکولهای اکسیژن واکنشی متفقا ROS خوانده می شوند.

سیستم آنتی اکسیدانی طبیعی در پوست سلولها برای مقابله در برابر اکثر آسیب های اکسیداتیو به خوبی مجهز شده اند.

هر سلول برای جلوگیری از تولید بیش از حد این رادیکال‌های آزاد و فعال به سیستم دفاع آنتی‌اکسیدانی مجهز می‌شود. استرس اکسیداتیو طی تولید بیش از حد این گونه‌های فعال، ناشی از منشا خارجی (به عنوان مثال اشعه ماورای بنفش) و منشا درونی (در سطح سلولی که میتوکندری درگیر است)، با تخریب دفاع آنتی‌اکسیدانی سلولی اتفاق می‌افتد.

تمامیت سلولی توسط آنزیمهایی شامل کاتالاز ، گلوتاتیون ردوکتاز ، و گلوتاتیون پراکسیداز که به طور انتخابی پراکسید هیدروژن و لیپید هیدروپروکسید ها را از بین می برند، حفظ می شوند. بعلاوه، سوپر اکسید دسموتاز ، سوپر اکسید را از بین می برد.

فضای خارج سلولی در برابر آنیون سوپر اکسید توسط سوپر اکسید دسموتاز خارج سلولی حفاظت می شود. AOs غیر آنزیمی شامل گلوتاتیون و اسید اسکوربیک در فاز آبی و ویتامین E و یوبیکوئینول-۱۰ در فاز چربی، به ویژه در غشاء ها نیز از پوست حفاظت می کند.

مولکول های آنتی اکسیدان در پوست با ROS یا محصولات فرعی آن واکنش نشان می دهد تا آنها را حذف کرده یا اثرات زیان آور شان را به حداقل برسانند. این مولکول های آنتی اکسیدانی شامل:

گلوتاتیون ( GSH) ، آلفا- توکوفرول یا ویتامینE ، اسید اسکوربیک یا ویتامینC ، گلوتاتیون پراکسیداز، گلوتاتیون ردوکتاز ، گلوتاتیون S-ترانسفراز ( GSTs) ، سوپر اکسید دیسموتاز ( SODs) ، کاتالاز ، و کوئینون ردوکتاز هستند.‏ GSH و اسید اسکوربیک آنتی اکسیدان های محلول هستند ، در حالی که ویتامین E به غشاء متصل شده و توانایی جلوگیری از واکنش های زنجیره ای مرتبط با رادیکال های آزاد را دارند.

GSH در غلظت میلی مولار در همه سلولها طبیعی حضور دارد. اگرچه ، بروز جهش های نادری در ژنهای انسان که، آنزیم های گلوتامات-سیستئین لیگاز ، گلوتاتیون سینتتاز ، و -گلوتامیل ترانسفراز را در سیکل -گلوتامیل کد گذاری می کنند می توانند منجر به کاهش سطوح GSH درخون و بافت گردند.

در حیوانات آزمایشگاهی ، تقلیل GSH بافتی می تواند توسط تجویز دو نوع ترکیب شیمیایی، دی اتیل مالئات و فورون ایجاد شود. به علاوه، ‏R)-sulfoximine، I-buthionine-(S ( مهار کننده گلوتامات – سیستئین لیگاز )نیز تاثیر مشابهی دارند.

تخلیه این تری پپتید آسیب اکسیدانی را شدت می بخشد ، در حالیکه تجویز موادی که باعث افزایش سطوح GSH بافتی می شود نظیر N-استیل سیستئین یا اکسو تیازولادین کربوکسیلات باعث ایجاد حفاظت در مقابل اثرات توکسیک مواد تولید شده توسط ROS می گردند.

همچنین نشان داده شده است که استر های مختلف غیر فوربولی پروموتور های تومور به اندازه پروموتور های تومور استری فوربولی و UVB موجب تحریک تولید ROS در پوست موش می گردند. ادعا شده است که بیماران مبتلا به اکتینیک کراتوزیس و کارسینوم سلول بازال ( BCCs) ( شایعترین نوع سرطان غیر ملانومی پوست ) دارای سطوح کاهش یافته ای از آنزیم های آنتی اکسیدانی در پلاسما/سرم هستد.

به علاوه ،میزان SOD های مس-روی و منگنز در سرطانهای غیر ملانومی پوست در انسان کاهش می یابند. پوست طبیعی برای حفاظت در برابر استرس اکسیداتیو تولید شده توسط نور خورشید و آلودگی بر AOs تکیه می نماید. فعل و انفعال آنتی اکسیدانها (AOs) آنزیمی و غیر آنزیمی در هر دو فضای داخل سلولی و خارج سلولی به طور نسبی حفاظت از پوست را بر عهده دارند. آنزیم های AO عمدتا در سلول ها عمل می کنند.

گلوتاتیون پر اکسیداز و گلوتاتیون ردوکتاز باعث کاهش پر اکسید هیدروژن و لیپید هیدروپراکسید با استفاده از گلوتاتیون می شوند. کاتالاز ،پراکسید هیدروژن را سم زدایی نموده و به عنوان یک آنتی اکسیدانها (AOs) مهم در پراکسیزوم تلقی می گردد. سوپر اکسید دسموتاز مس- روی و سوپر اکسید دسموتاز منگنز از سلولها در برابر سوپر اکسید محافظت می کنند. سوپر اکسید دسموتاز خارج سلولی از فضای خارج سلولی حفاظت می کند.

از آنجائیکه، فعالیت آنزیمی در پوست انسان در اپی درم بیشتر از درم است ، میزان کاتلاز در اپی درم به مراتب بالاتر از درم است. وقتی فیبروبلاست های پوست توسط UVA مورد تشعشع قرار می گیرند ،فعالیت کاتالاز از بین می رود ، فعالیت سوپر اکسید دسموتاز کاهش یافته ، اما گلوتاتیون پر اکسیداز و گلوتاتیون ردوکتاز در واقع بدون تغییر می مانند. نتایج مشابهی در پوست موش در زمان تشعشع نور خورشید دیده شده است.

ال – اسید اسکوربیک ، آنتی اکسیدان (AO) غالب در پوست است ، آنتی اکسیدانها (AOs) غیر آنزیمی با وزن مولکولی کم شامل ال- اسید اسکوربیک در فاز مایع ، گلوتاتیون در کمپارتمان سلولی ، ویتامین E در غشاء ها ، و یوبیکوئینول در میتوکندری است.

بر پایه میزان مول موجود ، ال- اسید اسکوربیک ، آنتی اکسیدان (AO) غالب در پوست است. غلطت ال – اسید اسکوربیک ۱۵ برابر بیشتر از گلوتاتیون ، ۲۰۰ برابر بیشتر از ویتامین E ، و ۱۰۰۰ برابر بیشتر از یوبیکوئینول / یوبیکوئینون است. غلظت آنتی اکسیدانها (AOs) در اپی درم بیشتر از درم است ۶ برابر برای ال- اسید اسکوربیک و گلوتاتیون ، و ۲ برابر برای ویتامین E و یوبیکوئینول / یوبیکوئینون.

تشعشع خورشیدی بر روی پوست موش سطوح آنتی اکسیدانها (AOs) غیر آنزیمی را کاهش می دهد. یوبیکوئینول/ یوبیکوئینون و گلوتاتیون بیشترین حساسیت را به تابش دارند- توکوفرول و ال – اسید اسکوربیک نسبت به بقیه کمتر حساس هستند.

عملکرد آنتی اکسیدانها (AOs) با وزن مولکولی پائین به عنوان گروه واکنشی هماهنگ کننده مواد شیمیایی در ارتباط با ساختار شیمیایی ، وضعیت قرار گرفتن در بافت ، و پتانسیل اکسایش- کاهش نسبی در بافت ها است. بنابر این ، وقتی یک ROS در ساختار چربی دوست تولید می شود و توسط توکوفرول احیا می گردد ، سپس این توکوفرول اکسیده شده، می تواند توسط یوبیکوئینول یا ال-اسید اسکوربیک مجددا احیا شود.

در همین راستا ، دهیدرواسکوربات می تواند توسط گلوتاتیون احیاء گردد، که در همین راستا می تواند توسط منبع نیکوتین آمید آدنین دی نوکلئوتید فسفات نیز احیاء گردد. این تعادل می تواند برای عملکرد طبیعی ضروری باشد و این سیستم در صورتیکه در هر مرحله ای از این پروسه دچار محدودیت سرعت گردد، عمل نمی نماید.

✍️ دکتر محمد بقایی
دکترداروساز و پژوهشگر صنعت کازمتیک
مشاور اداره کل فرآورده های آرایشی و بهداشتی سازمان غذا و دارو