抗氧化保护
該文的醫學專家
最近審查:04.07.2025

氧气悖论
众所周知,氧气是生命之必需,因此每个人都担心缺氧。事实上,没有氧气就无法生存,即使空气中氧气含量略有下降,也会立即影响我们的健康,同时对生物也构成危险(这就是“氧气悖论”)。氧气的危险性,正是源于它本身的必要性。
所有需氧生物(呼吸氧气)都通过用氧气氧化有机分子来获取能量,它们都必须保护自己免受氧气高氧化力的伤害。严格来说,氧化与燃烧相同。只不过,在体内,物质会逐渐“燃烧”,一步一步地释放少量能量。如果有机分子像炉子里的木柴一样快速燃烧,细胞就会因热休克而死亡。分子被氧化后,就会发生变化。它不再是原来的那个分子了。例如,木质纤维素在木柴燃烧过程中会氧化成二氧化碳和水——变成烟雾。氧化反应可以想象成拿走一些东西。例如,如果有人在街上拿走了你的钱包,你就被“氧化”了。在这种情况下,拿走钱包的人就被“恢复”了。就分子而言,氧化物质从另一种物质那里夺取电子,从而被还原。氧气是一种非常强的氧化剂。更强的氧化剂是氧自由基。
自由基
自由基是高反应性的分子碎片。氧自由基缺少一个电子,会试图从其他分子中夺取电子。夺取成功后,氧自由基会变成分子并退出竞争;而失去电子的分子则会变成自由基,踏上抢劫之路。
原本惰性、不与任何物质发生反应的分子,如今却会发生极其奇特的化学反应。例如,两个变成自由基的胶原蛋白分子,在遇到氧自由基时会变得异常活跃,相互结合形成二聚体,而正常的胶原蛋白纤维则无法相互结合。交联胶原蛋白的弹性比正常胶原蛋白低,而且基质金属蛋白酶(一种分解旧胶原蛋白、生成新胶原蛋白的酶)也无法接近它,因此胶原蛋白二聚体在皮肤中的积累会导致皱纹的产生和皮肤弹性的下降。
在DNA分子中,即使是单条DNA链的两个部分也能变成自由基——在这种情况下,它们可以相互结合,在一个DNA分子内或两个DNA分子之间形成交联。交联和其他对DNA分子的损伤会导致细胞死亡或癌变。自由基与酶分子相遇也会产生同样剧烈的后果。受损的酶无法再控制化学转化,细胞内一片混乱。
过氧化——它是什么?
细胞中出现自由基的最严重后果是过氧化。过氧化之所以被称为过氧化,是因为其产物是过氧化物。构成活细胞膜的不饱和脂肪酸通常会通过过氧化机制被氧化。同样,过氧化也会发生在含有不饱和脂肪酸的油脂中,导致油脂腐臭(脂质过氧化物具有苦味)。过氧化的危险在于它以链式机制发生,也就是说,这种氧化的产物不仅是自由基,还有脂质过氧化物,而脂质过氧化物很容易转化为新的自由基。因此,自由基的数量以及氧化速率会像雪崩一样迅速增加。自由基会与它们在途中遇到的所有生物分子发生反应,例如蛋白质、DNA和脂质。如果氧化雪崩得不到阻止,整个生物体都可能死亡。这正是所有处于氧气环境中的生物体都会经历的,如果大自然没有为它们提供强大的保护——抗氧化系统。
抗氧化剂
抗氧化剂是能够阻断自由基氧化反应的分子。当抗氧化剂遇到自由基时,它会主动给予自由基一个电子,使其完整地形成一个完整的分子。在此过程中,抗氧化剂本身也会转化为自由基。然而,由于抗氧化剂的化学结构,这些自由基的电子太弱,无法从其他分子中夺取电子,因此并不危险。
当抗氧化剂将电子交给氧化剂并中断其破坏过程时,它自身也会被氧化并失去活性。为了使其恢复工作状态,必须再次进行修复。因此,抗氧化剂就像经验丰富的“特工”,通常成对或成群地协同工作,以支持被氧化的“同伴”并迅速将其恢复。例如,维生素C可以恢复维生素E,谷胱甘肽可以恢复维生素C。植物中存在着最强大的抗氧化剂团队。这很容易解释,因为植物无法逃避和躲避破坏作用,必须能够抵御。最强大的抗氧化系统存在于能够在恶劣条件下生长的植物中,例如沙棘、松树、冷杉等。
抗氧化酶在人体中发挥着重要作用。这些酶包括超氧化物歧化酶 (SOD)、过氧化氢酶和谷胱甘肽过氧化物酶。SOD 和过氧化氢酶组成一对抗氧化酶,可以对抗氧自由基,阻止其启动链式氧化过程。谷胱甘肽过氧化物酶可以中和脂质过氧化物,从而破坏链式脂质过氧化。硒是谷胱甘肽过氧化物酶发挥作用所必需的。因此,补充硒可以增强人体的抗氧化防御能力。许多化合物在体内都具有抗氧化作用。
尽管具有强大的抗氧化保护作用,自由基仍然对生物组织,特别是皮肤具有相当大的破坏作用。
造成这种情况的原因是体内一些因素会急剧增加自由基的产生,从而导致抗氧化系统超负荷和氧化应激。其中最严重的因素被认为是紫外线辐射,但炎症过程、接触某些毒素或细胞破坏也会导致皮肤中出现过量的自由基。
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化妆品中的抗氧化剂
如今,几乎没有人怀疑皮肤需要保护免受自由基的侵害。正因如此,抗氧化剂已成为化妆品中最受欢迎的成分之一。但并非所有含有抗氧化剂的面霜都能保护我们的皮肤。调制一杯优质的抗氧化剂鸡尾酒并非易事;重要的是要调制出一种混合物,使不同的抗氧化剂能够相互修复。
例如,众所周知,维生素C可以恢复维生素E的功能,但要研制出一种能够协同作用的化妆品组合物却并非易事。维生素E是脂溶性的,而维生素C是水溶性的,因此在活细胞中,它们会像杂技演员一样在细胞膜和细胞质的边界相遇。此外,抗坏血酸很难被添加到化妆品中,因为它很容易被破坏。目前,人们使用更稳定的抗坏血酸衍生物。例如,抗坏血酸棕榈酸酯是脂溶性的,稳定,并且在药物制备过程中易于添加到制剂中。在皮肤中,在酶的作用下,棕榈酸酯(脂肪酸)从抗坏血酸棕榈酸酯中分离出来,释放出具有生物活性的抗坏血酸。此外,还有另外两种衍生物——抗坏血酸磷酸酯镁和抗坏血酸磷酸酯钠。这两种化合物均溶于水,并具有良好的化学稳定性。制作同时含有维生素C和维生素E的有效乳膏的一种方法是使用脂质体。在这种情况下,维生素C被置于脂质体内部的水介质中,而维生素E则嵌入脂质体的脂肪膜中。
抗坏血酸在化妆品霜中很容易被破坏,但在蔬菜和水果中却能被保存下来。其他抗氧化剂也是如此。这意味着植物抗氧化剂混合物比所有人工抗氧化剂混合物的功效更佳。
事实上,植物中的抗氧化物质比动物和人体组织中的要丰富得多。除了维生素C和E,植物还含有类胡萝卜素和黄酮类化合物(多酚)。“多酚”一词是指苯环上至少有两个相邻羟基的物质的统称。由于这种结构,多酚可以作为自由基的“陷阱”。多酚本身很稳定,可以进行聚合反应。黄酮类化合物具有非常强的抗氧化特性,此外,它们还能维持维生素C和E的活性状态,保护它们免受破坏。由于所有植物都需要对抗自由基,因此所有植物的提取物都具有抗氧化特性(这就是为什么食用蔬菜和水果如此有益)。然而,有些植物却含有最有效的抗氧化成分。
几年前,有研究表明,经常饮用绿茶可显著降低罹患恶性肿瘤的风险。做出这一发现的科学家们对此感到非常震惊,从此他们开始每天饮用数杯绿茶。绿茶提取物成为化妆品中最受欢迎的植物抗氧化剂之一也就不足为奇了。纯化的绿茶多酚具有最显著的抗氧化作用。它们保护皮肤免受紫外线的有害影响,具有放射防护作用,并缓解有害化学物质引起的皮肤刺激。研究发现,绿茶多酚能够抑制透明质酸酶,由于透明质酸酶活性的增加,老化皮肤中的透明质酸含量会减少。因此,建议在抗衰老产品中添加绿茶。
近年来,科学家通过分析各国心血管疾病和肿瘤疾病的统计数据,获得了许多有趣的发现。例如,研究表明,大量食用橄榄油的地中海人群患肿瘤疾病的可能性较低,而东方饮食则能有效预防心血管疾病和激素依赖性肿瘤。由于自由基在肿瘤和心血管疾病的发展中发挥着重要作用,这些观察结果使科学家们能够发现许多新的抗氧化剂。
例如,众所周知,美丽的法国,每天饮用大量的葡萄酒,却拥有非常健康的心血管和肿瘤疾病数据。科学家曾一度用少量饮酒的益处来解释“法国悖论”。后来,人们发现,高贵红葡萄酒的宝石红色是由其富含的类黄酮(最强大的天然抗氧化剂)所致。
红葡萄除了富含其他植物中常见的类黄酮外,还含有一种名为白藜芦醇的独特化合物。白藜芦醇是一种强大的抗氧化剂,能够预防某些肿瘤和动脉粥样硬化的发生,并延缓皮肤衰老。一些科学家对葡萄酒的疗效充满信心,建议每天饮用200至400毫升红葡萄酒。然而,在遵循这一建议之前,您应该注意,我们指的是通过纯葡萄汁发酵制成的高品质葡萄酒,而不是其他替代品。
维生素E仍然是最重要的抗氧化剂,它不仅可以以纯品形式添加到化妆品中,还可以作为植物油的一部分。大豆油、玉米油、鳄梨油、琉璃苣油、葡萄油、榛子油、小麦胚芽油、米糠油等都富含维生素E。
您需要多少抗氧化剂?
那么问题来了:如果抗氧化剂如此有效,难道不应该在化妆品中添加更高的浓度吗?事实证明,“越多越好”的理念并不适用于抗氧化剂,相反,抗氧化剂在较低浓度下才最有效。
当抗氧化剂过多时,它们会转化为其反面——促氧化剂。这就引出了另一个问题:皮肤是否始终需要额外的抗氧化剂,或者添加额外的抗氧化剂是否会破坏皮肤的天然平衡?科学家们对此争论不休,至今尚无定论。但我们可以肯定地说,抗氧化剂对于不会渗透到角质层以下的日霜来说是必需的。在这种情况下,抗氧化剂就像一道屏障,抵御外界侵害。在皮肤上涂抹天然油脂总是有益的,因为天然油脂中含有由大自然精确校准的抗氧化剂浓度,此外,食用新鲜蔬菜水果,甚至偶尔喝一杯优质的红酒,也同样有益。
当皮肤天然抗氧化系统的负荷突然增加时,使用具有抗氧化作用的滋养霜是合理的;无论如何,最好使用含有天然抗氧化成分的面霜 - 富含生物类黄酮、维生素C的植物提取物,含有维生素E和类胡萝卜素的天然油。
抗氧化剂真的有效吗?
科学家们一直在争论抗氧化剂的益处是否被夸大,以及含有抗氧化剂的化妆品是否真的对皮肤有益。目前,抗氧化剂的直接保护作用仅得到证实——它们能够减少紫外线对皮肤的伤害(例如,防止晒伤)、防止或减轻炎症反应。因此,抗氧化剂无疑在防晒霜、日霜以及各种皮肤损伤后使用的产品(如剃须、化学换肤等)中非常有用。科学家们对经常使用抗氧化剂是否真的能延缓衰老并不太确定。然而,这种可能性不容否认。重要的是要明白,抗氧化剂的有效性取决于抗氧化剂混合物的成分——配方中仅仅出现抗氧化剂的名称并不意味着产品一定有效。
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