BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ THỰC PHẨM Tiểu luận môn: DINH DƯỠNG HỌC ĐỀ TÀI SỐ 24: GỐC TỰ DO: SỰ HÌNH THÀNH, TÁC HẠI VÀ NHỮNG YẾU TỐ GIẢM ẢNH HƯỞNG CỦA CHÚNG TRONG CƠ THỂ GVHD: Hồ Xuân Hương Mã lớp HP: 210506004 Lớp : DHTP8B SVTH: Hoàng Thị Bích Trâm MSSV: 12132871 Tp.Hồ Chí Minh, ngày 22 tháng 10 năm 2014 MỤC LỤC Tiểu luận môn: Dinh dưỡng học GVHD: Hồ Xuân Hương LỜI MỞ ĐẦU Trong 30 năm trở lại đây, xu hướng nghiên cứu gốc tự oxy chất chống oxy hoá thể ngày phát triển mạnh Ở Việt Nam 15 năm qua có nhiều công trình nghiên cứu gốc tự chất chống oxy hoá Các gốc tự oxy (như gốc superoxit, gốc hydroxyl,…) thường tồn bào quan với lượng vô thấp hệ thống chất chống oxy hoá (superoxyd dismutase, vitamin E,…) phân huỷ loại bỏ Nhờ thể có cân gốc tự chất chông oxi hoá Song chất gốc tự tiểu phân có khả phản ứng cao, ảnh hưởng tác nhân gây bệnh (vi khuẩn, vi rút, chất độc, …), nhiều yếu tố bất lợi tác động từ môi trường hậu làm gia tăng gốc tự oxy Khi gốc tự oxy tăng mức kéo dài dẫn đến thiếu hụt chất chống oxy hoá, gây nhiều tổn thương cho màng tế bào, cho chất hoạt động sinh học, phân tử protein, ADN… Mức độ tổn thương phân tử tổ chức thể liên tục gia tăng, gắn với phát sinh tiến triển bệnh tật người Hiện có 60 bệnh người có liên quan tới gốc tự Vì vậy, cần có biện pháp ngăn ngừa tác hại gốc tự gây cho thể người Một biện pháp thông dụng đơn giản biện pháp dinh dưỡng thông qua Page Tiểu luận môn: Dinh dưỡng học GVHD: Hồ Xuân Hương bổ sung hợp chất chống oxy hoá Do đó, mục đích tiểu luận “ Gốc tự do: hình thành, tác hại yếu tố giảm ảnh hưởng chúng thể” nêu rõ khái niệm, lịch sử phát triển, hình thành, lợi ích tác hại gốc tự do, yếu tố làm giảm hình thành gốc tự biện pháp phòng tránh khía cạnh dinh dưỡng học Khái niệm gốc tự Các gốc tự hay nói xác chất hoạt động chứa oxy nito (Reactive Oxygen Species – ROS Reactive Nitrogen Species – RNS) dẫn xuất dạng khử oxy nito phân tử Chúng chia thành nhóm lớn: gốc tự dẫn xuất gốc tự (Bảng 1) (Proctor, 1989; Favier, 2003; Pincemail & cs.,1998; Minn, 2005; Fouad, 2006) • Các gốc tự phân tử nguyên tử có nhiều electron độc thân, có khả • phản ứng cao Các electron có xu hướng cặp đôi với electron khác để tạo liên kết hóa học Nó phản ứng với gốc tự khác phân tử trung hòa Như vậy, gốc tự biến phân tử ban đầu trung hòa trở thành gốc tự Tác dụng kiểu đômino tạo phản ứng dây chuyền nhanh chóng Các dẫn xuất gốc tự oxi đơn, hydroperoxide, nitroperoxide tiền chất gốc tự Thực chất gốc tự nguyên tử oxy “không ổn định”, sẵn sàng bám vào phân tử quanh (để trở thành ổn định), Thuyết phát xuất từ ý kiến BS Denham Harman (Trường Đại học Nebraska) đưa hồi 1950: gốc tự nguyên nhân gây xáo trộn hoạt động ty lạp thể (mitochondries), bám vào ADN Nguyên liệu mật mã di truyền, gây đột biến bên tế bào….Nói cách khác gốc tự nguyên nhân tự hủy hoại, lão hóa cấp tế bào Bảng 1: Các ROS RNS thể sinh học (Fouad, 2006) Page Tiểu luận môn: Dinh dưỡng học GVHD: Hồ Xuân Hương Lịch sử phát Gốc tự nhà bác học Nga gốc Do Thái Mose Gomberg phát Năm 1900, lần thực phản ứng bột bạc với triphenylmetyl clorua (C 6H5)3CCl dung dịch benzen, ông thu hợp chất không màu Các phân tích cho thấy thành phần C H lại thấp so với tính toán hợp chất (C 6H5)6C2 nên ông giả thiết hợp chất thu có chứa oxy lấy từ không khí Bằng cách ngăn tiếp xúc không khí, ông thu hyđro cacbon có hoạt tính mạnh Hợp chất tác dụng với oxy không khí tạo thành peroxit Từ nghiên cứu hợp chất ông rút kết luận: thí nghiệm không tạo hợp chất hexaphenyletan mong muốn, mà thành hai nửa phân tử (C6H5)3C chứa điện tử chưa ghép đôi Đó gốc tự chứa C hóa trị Sự tồn hoàn toàn trái với lý thuyết đương thời Giả thuyết không phù hợp với chứng khác việc xác định khối lượng phân tử Gốc tự monome lại có khối lượng tương đương đime Cuộc tranh luận phát minh ông diễn suốt thập kỷ Để phản bác lại bình luận nhà khoa học, ông công bố nhiều viết thực nghiệm khó làm (như màu sắc phụ thuộc vào tăng nhiệt độ, chứng tồn hợp chất ngoại lệ thể tính chất gốc tự do) Mãi đến Năm 1981, lần hội nghị giới góc tự oxy họp Texas (Mỹ) có đủ chứng xác nhận tiểu phân chứa oxy gồm: superoxyl, hydroperoxyl, peroxyd lipid… có thật, tồn thể sử dụng oxy qua hệ hô hấp Vì tính phản ứng dạng oxy hoạt động mạnh, nên nồng độ chúng thể thấp (10 -8 – 10-11 M) Do trang thiết bị đại đủ nhạy xác định chúng Ngày nay, phát minh gốc tự Gomberg xem phát minh quan trọng ngành hóa hữu kỷ 20 Sự hình thành gốc tự 3.1 Nguyên nhân Gốc tự chất độc hại sinh trình chuyển hoá thể (gọi gốc tự nội sinh) bị gốc tự môi trường xâm nhập vào thể (gọi Page Tiểu luận môn: Dinh dưỡng học GVHD: Hồ Xuân Hương gốc tự ngoại sinh), chúng có khả oxy hóa cao, phát sinh phản ứng dây chuyền làm tổn hại đến tế bào, tổ chức, gây nhiều loại bệnh tật làm tăng trình lão hóa người Gốc tự nội sinh: khoảng 95% sinh hô hấp tế bào sinh lượng cho thể Ngoài xuất trình biến dưỡng, tế bào hệ thống miễn dịch thể cố ý tạo gốc tự để tiêu diệt virút vi khuẩn cách lấy electron chúng (ôxy hóa phân tử virus, vi khuẩn), chế giải độc gan,… Gốc tự ngoại sinh: nhiều yếu tố (chất gây ô nhiễm môi trường, khói thuốc lá, rượu, thuốc, chất diệt côn trùng, diệt cỏ, tia phóng xạ, tia tử ngoại v.v…) Những loại gốc tự xuất nơi: tế bào, màng tế bào, dịch ngoại bào, tức chỗ sẵn enzym chống oxy hóa, nên tác hại gây nghiêm trọng phức tạp nhiều 3.2 Cơ chế Các gốc tự không ổn định, chúng phản ứng nhanh chóng với tổ hợp khác, cố gắng lấy electron mà chúng cần để có ổn định Một cách tổng quát, gốc tự công phân tử ổn định gần để lấy electron chúng Khi phân tử ổn định bị electron, thân biến thành gốc tự bắt đầu chuỗi phản ứng tương tự Một trình bắt đầu, lan truyền, cuối cho kết tế bào sống bị phá hủy Các gốc tự thường tạo với số lượng lớn trình trao đổi chất sinh vật hiếu khí Hằng ngày hít thở oxy máu vận chuyển đến tận tế bào, oxy tham gia nhiều trình sinh hoá học quan trọng Với thể bình thường trình sinh hoá quan trọng chuỗi phản ứng hoá học sinh lượng ty thể, gọi chuỗi hô hấp tế bào Ở mắt xích cuối chuỗi hô hấp tế bào, oxy nhận điện tử kết hợp với hydro tạo nước Cơ chế oxy nhận điện tử qua nhiều bước trung gian Mỗi bước trung gian oxy nhận điện tử Phân tử oxy nhận điện tử sau: O2 + e  •O2− • O2− gọi anion gốc superoxyd Các gốc nhanh chóng enzym superoxyd dismutase (SOD) biến đổi theo phản ứng sau: • O2− + •O2− + 2H+  H2O2 + O2 Với số tốc độ cực lớn (K= 1010 M/s), nên nồng độ •O2− tế bào cực thấp Lượng H2O2 tế bào khoảng 10-8M enzym glutathionperoxydase (GSHPx) catalase phân huỷ tiếp sau: H2O2 + 2GSH  2H2O + GSSG Như chuỗi hô hấp tế bào cuối oxy nhận điện tử tạo H 2O Có điều trước tạo H2O xuất dạng trung gian •O2−, H2O2 Cơ thể khoẻ mạnh lượng enzyme: SOD, GSH, GSHPx, catalase…đủ dư thừa để loại bỏ chúng Vì mà lượng •O2− , H2O2 lại thể (tới mức trước người ta coi không có) Mặc dù theo năm tháng chúng có mặt thể Và có xác suất va đập ngẫu nhiên tiểu phân này, xảy bất lợi sau: • O2− + H2O2 •OH + 1O2 + OH- Phản ứng xúc tác nhanh có Fe +2 (phản ứng Fenton) Như có lý làm cho lượng •O2− , H2O2, Fe+2 tăng lên bất thường thể phản ứng fenton sinh Page Tiểu luận môn: Dinh dưỡng học GVHD: Hồ Xuân Hương nhiều gốc •OH, 1O2 (oxy đơn bội – dạng có tính oxy hoá mạnh nhất, tồn 0.2giây nước) nhanh chóng sinh Các gốc •OH, 1O2 xuất nơi phản ứng với chất hữu mà gặp nơi tạo peroxyd làm tăng trình peroxyd hoá lipid, gọi tắt trình POL: LH + 1O2 LOOH L1H + •OH •L1 + H2O L1OO• L1OOH + •L2 Và gốc •OH, 1O2 xuất nhiều, nguy phản ứng gốc tự lan truyền mạnh Ở giai đoạn lan truyền mạnh, nhiều gốc xuất tạo nhiều mạch phản ứng kiểu: gốc + phân tử  gốc + phân tử Gốc xuất lại phản ứng với phân tử khác lan truyền Điều đáng ý giai đoạn có phân cắt gốc peroxyd lipid (LOO•) Ví dụ: phân cắt gốc superoxyd từ acid arachidonic (thành phần tổ chức màng) trình bày sơ đồ sau: Hình 1: Sự phân cắt gốc peroxyd lipid (GS.TS Nguyễn Văn Nguyên cộng (2003) Nghiên cứu bào chế ứng dụng chế phẩm chống oxy hoá, chống lão hoá từ dược liệu nước, bảo vệ đối tượng tiếp xúc với tác nhân độc hại) Như vậy, hậu trình POL mạnh nhiều phân tử sinh học bị biến đổi, acid béo chưa no acid arachidonic… bị cắt mạch tạo nhiều aldehyd độc hại… Một số khác phản ứng enzyme liên quan đến oxidase sản xuất gốc superoxide với ước tính 0,15M O2•- sản xuất thể ngày Page Tiểu luận môn: Dinh dưỡng học GVHD: Hồ Xuân Hương Tác hại gốc tự Các gốc tự công đại phân tử sinh học (nucleotic, chất béo, protein, carbohydrate) thay đổi cấu trúc chức chúng trình oxi hoá Dược sĩ Bruce Ames, Đại học California, ước lượng tế bào thể (và thể có đến hàng tỷ tỷ tế bào) phải hứng chịu khoảng 10.000 gốc tự công ngày Trải qua 70 năm đời, thể hình thành ước chừng đến 17 gốc tự Theo nhà khoa học gốc tự thủ phạm gây tới 60 bệnh, đáng kể gồm có: bệnh vữa xơ động mạch, ung thư, Alzheimer, Parkinson, đục thuỷ tinh thể, bệnh tiểu đường, cao huyết áp không nguyên nhân, xơ gan Chúng gây tổn thương cho tất chất liệu mô thể Mô mỡ nơi bị tổn thương sớm thường gặp nhất, loại mô có xu hướng đặc biệt dễ bị oxy hóa Làm cho trình peroxyd hoá lipid (POL) gia tăng mức Khi đó, nhiều sản phẩm POL tạo malonul dialdehyd (MDA), alkan… Đó sản phẩm độc cho tế bào Quá trình POL mạnh, tế bào bị phá huỷ nghiêm trọng Các gốc tự công vào phân tử protein Sự công so với khả công vào acid béo chưa no Hậu nhiều protein bị thay đổi cấu trúc chất Những tổn thương lúc đầu số vị trí nà mạch cao phân tử protein Nhưng tổn thương chiếm phạm vi rông, tích tụ lại dần Tới lúc lớp phân tử protein trở thành hoàn toàn đổi khác Đó thể trở nên già, lão hoá, bệnh tật… Ngoài ra, Các phân tử chất tạo keo collagen (vốn đứng riêng rẽ với nhau) bị gốc tự dán vào nhau, gây nên “liên kết chéo” (cross-linkage): cấu trúc collagen bị xáo trộn Các tế bào mô liên kết chịu trách nhiệm tiết trùng tu collagen bịhư hại… nên da dần tình đàn hồi Các vết nhăn xuất Gốc tự công vào phân tử ADN chất liệu di truyền chúng găp Nơi sinh nhiều gốc tự nhiều phân tử ADN bị tổn thương Đáng ý gốc công vào vị trí guanidin, tạo 8-oxoguanidin Sự thay đổi cấu trúc dẫn đến thay đổi liên kết hydro, tạo cấu trúc xoắn quanh trục sợi ADN hoàn toàn khác trước Đó sai lệch cấu tạo gen, tiền đề đột biến ung thư… Người già có tỷ lệ đột biến cao gấp lần so với trẻ em Làm tổn thương màng tế bào bất hoạt chế nhận diện thể chống lại hình thành phát triển tế bào bất thường Nhiều bệnh mãn tính, bao gồm xơ vữa động mạch, số loại ung thư, đục thủy tinh thể, miễn dịch bệnh tự miễn dịch điều kiện thoái hóa tuổi cho kết tích tụ đại phân tử, hư hỏng gốc tự do, mà thể sửa chữa Những ích lợi từ gốc tự Gốc tự sinh để thực nhiều chức sinh lý mà người khám phá Đó chức trung gian nhiều dạng oxy hoá khử cặp oxy hoá khử sinh học, mà đa phần chất có cấu trúc quinol  quinon Đồng thời gốc tự oxy có vai trò chế “thực bào” bạch cầu, dại thực bào yếu tố điều biến ức chế, hay tăng tiết chất PGI 2,NO… có tác dụng chống dính bám ngưng kết tiểu cầu dòng máu lưu thông Đặc biệt gốc NO đóng vai trò quan trọng tác nhân góp phần điều hòa huyết áp, tham gia dẫn truyền tín hiệu xinap thần kinh, điều hoà co dãn trơn thành mạch, điều hòa cảm nhận đau, điều khiển trình tư trí nhớ; có khả giết chết mầm bệnh tế bào ung thư… Page Tiểu luận môn: Dinh dưỡng học GVHD: Hồ Xuân Hương Cơ thể sử dụng gốc tự để phá hủy mầm bệnh Hơn nữa, nguồn cung cấp lượng cho thể; tạo chất màu melanine cần cho thị giác; góp phần sản xuất prostaglandins có công dụng ngừa nhiễm trùng; tăng cường tính miễn dịch; làm dễ dàng cho truyền đạt tín hiệu thần kinh, co bóp thịt Ngoài ra, nồng độ thấp gốc tự tín hiệu làm nhiệm vụ điều hoà phân ly tế bào (apoptosis), kích hoạt yếu tố phiên mã (NFkB, p38-MAP kinase,…) cho gen miễn dịch, kháng viêm, điều hoà biểu gen mã hoá cho enzyme chống oxy hoá (Favier, 2003; Pincemail & cs.,1998; Pincemail, 2006) Những yếu tố làm giảm ảnh hưởng tác hại gốc tự Cho đến cách 10 – 15 năm chưa có nhiều nhà nghiên cứu khảo sát gốc tự chất chống oxy hóa Năm 1959, có vài chuyên gia nghiên cứu vai trò dưỡng chất chống oxy hóa tuổi tác, ung thư, bệnh tim mạch sức khỏe nói chung Ngày có đến hàng nghìn nhà khoa học nghiên cứu vấn đề Để có thành tựu ngày hôm nay, nhà khoa học phải trải qua trình lao động khó khăn vất vả việc thông dụng hóa chuyên dụng hóa vai trò lợi ích dưỡng chất chống oxy hóa Cũng mà gần đây, dưỡng chất chưa sử dụng rộng rãi giới chuyên môn y học Các chế phẩm bổ sung vấp phải trở ngại lớn Mọi liều cao RDA (Recommended Dietary Allowance) bị coi mạo hiểm Và ngày có nhiều kiện báo cáo, trở thành tin tức thời Các bác sĩ thay đổi lập trường họ, từ chỗ: “Không uống chúng làm tổn hại bạn” đến chỗ “Hãy uống chúng bạn thích, cách lãng phí tiền bạc thôi” Ngày tỷ lệ thầy thuốc sử dụng chế phẩm bổ sung cho thân cho bệnh nhân họ cao Trong hội nghị tim mạch 1995, khoảng 90% người thừa nhận có sử dụng chế phẩm bổ sung vitamin E, nhiên số kê đơn cho bệnh nhân khoảng 75% 6.1 Chất chống oxi hoá Để tồn tại, tế bào phát triển hệ thống phòng thủ chống oxy hóa phức tạp liên quan đến enzym chống oxy hóa catalase, superoxide dismutase, peroxidaza glutathione chất chống oxy hóa phân tử nhỏ Các phân tử nhỏ hòa tan lipid (-tocopherol, -carotene, carotenoid khác) nước hòa tan (axit ascorbic, glutathione, urate) Nếu thể khoẻ mạnh, trẻ, không hút thuốc phân tử chống lại tác động có hại gốc tự Tuy nhiên người lớn tuổi, tiếp xúc nhiều với yếu tố ô nhiễm môi trường, hoạt tính cuả enzyme hợp chất chống oxy hoá ngăn chặn tổn hại đến mô quan gốc tự Vì vậy, việc bổ sung hợp chất chống oxy hoá vào thể cần thiết Một đường dễ dàng hấp thu thông dụng thông qua chế độ ăn uống  Khái niệm Các chất chống oxi hoá hợp chất có khả làm chậm lại, ngăn cản đảo ngược trình oxy hoá hợp chất có tế bào thể (Jovanovic Simic, 2000; Lachman & cs., 2000; Singh Rajini, 2004) 6.2 Phân loại, chế tác động chất oxy hoá Dựa nguyên tắc hoạt động, chất chống oxy hoá phân thành loại: chất oxy hoá bậc chất chống oxy hoá bậc hai • Các chất chống oxy hoá bậc khử kết hợp với gốc tự do, kìm hãm pha khởi phát bẽ gãy dây chuyền phản ứng trình oxy hoá Page Tiểu luận môn: Dinh dưỡng học GVHD: Hồ Xuân Hương • Các chất chống oxy hoá bậc hai kìm hãm tạo thành gốc tự (hấp thụ tia cực tím; tạo phức với kim loại kích hoạt tạo gốc tự Cu, Fe; vô hoạt oxi đơn Bảng 2: Cơ chế hoạt động chất chống oxy hoá (Shi Noguchi, 2001) Hệ thống chất chống oxy hoá thể người cung cấp nguồn: bên bên 6.2.1 Các chất chống oxy hoá bên Hệ thống chống oxy hoá bên tế bào gồm protein (ferritine, transferrine, albumine, protein sốc nhiệt) enzym chống oxy hoá chủ yếu sau:  Các enzym superoxyd dismutase (SOD) phân huỷ gốc O2•SOD protein, có tất tế bào vi sinh vật hiếu khí, có trọng lượng phân tử cao, có khả xúc tác đặc hiệu, phân huỷ gốc anion superoxyd O2•O2•- + O2•- + 2H+ H2O2 + O2 MnSOD: ty thể, xúc tác cho phản ứng oxy hoá khử gốc superoxyd CuZnSOD: bào tương, loại anion gốc superoxyd thoát bào tương Các chất phân giải H2O2 peroxyd: GSHPx, GSH, catalase,… Page Tiểu luận môn: Dinh dưỡng học GVHD: Hồ Xuân Hương GSHPx: xúc tác cho phản ứng khử H2O2, lipoperoxyd hình thành nồng độ nhỏ 10 mol/l H2O2 + 2GSH  GSSG + H2O LOOH + 2GSH GSSG + LOH + H2O Ngoài tác dụng phân huỷ peroxyd, glutathion loại bỏ gốc •OH theo phản ứng: GSH + •OH  GS• + H2O GS• + GS•  GSSG Catalase: phân huỷ H2O2, nồng độ lớn 10-8 mol/l H2O  H2O + O2 Transferin có huyết lactoferin có dịch (sữa, nước mắt, nước mũi, nước bọt,…) làm hoạt tính xúc tác Fe+2 dich Ceruloplasmin tạo phức với đồng, làm hoạt tính xúc tác cho phản ứng fenton Albumin: liên kết Cu+2 Fe+2 làm ức chế phản ứng fenton 6.2.2 Các chất chống oxy hoá bên Tác dụng chống oxy hoá bên chủ yếu phân tử nhỏ, enzyme hợp chất phenol, vitamin E, vitamin C,…  Các chất chống oxy hoá hoà tan nước Các hợp chất phenol Cấu trúc hợp chất phenol định chế hoạt động chống oxy hoá Các chế chống oxy hoá hợp chất phenol sau: Khử vô hoạt gốc tự peroxyl, alkoxyle hydroxyle nhờ oxy hoá thấp cách nhường nguyên tử hydro Gốc flavonoid sau lại kết hợp với gốc tự khác để tạo thành hợp chất bền Tạo phức với ion Fe2+ Cu+, hạn chế kim loại tham gia phản ứng Fenton Haber-Weiss để tạo nên gốc tự Kìm hãm hoạt động enzyme có khả tạo gốc tự xanthine oxidase hợp chất phenol có cấu tạo vòng A giống vòng purin xanthine coi chất kìm hãm cạnh tranh xanthine oxidase ngăn ngừa tạo ion superoxide (Nicole, 2001) Page 10 Tiểu luận môn: Dinh dưỡng học GVHD: Hồ Xuân Hương Hình : Cơ chế tạo phức flavonoid ion kim loại (Men+) (Nicole, 2001; Marfak, 2003) Vitamin C: có khả vô hoạt gốc tự tốt chuyển cho gốc tự hai nguyên tử hidro trở thành dehydroascorbic acid Ngoài khả vô hoạt trực tiếp gốc tự do, vitamin C có khả hoạt động hiệp lực với chất chống oxy hoá khác thể vitamin E, carotenoid flavonoid Khi có tiếp xúc vitamin E gốc tự peroxide acid béo, vitamin E chuyển điện tử cho gốc tự đồng thời trở thành gốc tự tocopheryl (vitamin E dạng oxy hoá) Vitamin C tiến hành khử gốc tocopheryl thành vitamin E, sẵn sàng vô hoạt gốc tự peroxide Các carotenoid flavonoid vô hoạt gốc tự hoàn nguyên với chế tương tự vitamin C Điều góp phần hạn chế tự kích hoạt oxy hoá (pro-oxydante) gốc vitamin E flavonoid (Burke & cs., 2001; Jovanovic Simic, 2000)  Các chất chống oxy hoá hoà tan chất béo Carotenoid Đối với người, carotenoid chất chống oxy hoá quan trọng có mặt nhiều loại thực phẩm đồng thời có khả hoạt động môi trường chất béo nơi dễ xảy oxy hoá gây hậu nghiêm trọng (màng tế bào) Cơ chế hoạt động chống oxy hoá bao gồm: • Vô hoạt oxy dơn • Vô hoạt gốc tự Oxy đơn sản phẩm phụ trình oxy hoá sinh học cấu tử có mặt không khí (Jovanovic Simic, 2000; Corol & cs., 2002; Baier &cs., 2006) Trong số tất chất chống oxy hoá tự nhiên, carotenoid có khả vô hoạt oxy đơn mạnh (Krinsky,1998) chế vật lý Năng lượng dư oxy đơn chuyển cho carotenoid, oxy trở trạng thái bình thường carotenoid chuyển lên trạng thái kích Page 11 Tiểu luận môn: Dinh dưỡng học GVHD: Hồ Xuân Hương thích Các carotenoid sau quay trở lại trạng thái bình thường cách phát môi trường lượng du thừa mà nhận từ oxy đơn Ngoài khả vô hoạt oxy đơn, carotenoid vô hoạt gốc tự cách kết hợp với gốc theo chế sau (Britton, 1995; Mortensen &cs., 2001; ElAgamey & cs., 2004) • Chuyển điện tử: Car + ROO  Car+ + ROO• Chuyển hydro: Car + ROO  Car + ROOH • Cộng hợp: Car + ROO  ROOCar Trong thể, carotenoid hoạt động hiệp lực với chất chống oxy hoá khác Các gốc tocopheryl khử thành dạng hoạt động tocopherol nhờ nhận hydro từ vitamin C với chất vận chuyển trung gian carotenoid (Niki & cs., 1995; Stahl Sies, 2003) Các carotenoid hoà tan chất béo tích luỹ thể, xâm nhập dễ dàng vào vị trí dễ bị oxy hoá màng tế bào hiệu chống oxy hoá cao chất oxy hoá hoà tan nước (Huang &cs., 2002; Brown &cs., 2003) Vitamn E: có màng tế bào, dễ dàng phản ứng với gốc peroxyt LOO• Tính chất hoà chất béo vitamin E giúp chúng có khả thâm nhập sâu vào màng sinh học vốn chứa nhiều acid béo không no ngăn cản chuỗi phản ứng oxy hoá lipid Các vitamin E chuyển hydro cho gốc tự peroxide Gốc tocopheryl tạo thành khử trạng thái ban đầu nhờ vitamin C (Niki &cs., 1995; Huang &cs., 2002; Pincemail, 2006) Vitamin E (OH)2 + LOO•  Vitamin E (O2) + 2LOOH Vitamin E dạng oxy hoá hoàn nguyên lại nhờ vitamin C dạng khử: Vitamin E (O2) + vitamin C khử = Vitamin E (OH) + vitamin C oxy hoá Vitamin E chất –caroten có khả chuyển oxy đơn bội dạng tam bội: O2 + Vit E  O2 + Vit E* O2 + -caroten  O2 + -caroten* Vitamin E* –caroten* trạng thái kích thích bền, dễ chuyển trạng thái bản, lượng cao trạng thái kích thích dễ truyền cho tương tác mạng Như vậy, tác dụng chống oxy hoá chất chống oxy hoá bên ngăn chặn ion kim loại chuyển tiếp xúc tác làm tăng tốc độ phản ứng sinh gốc tự Cơ chế chống oxy hoá chất chống oxi hoá polyphenol, vitamin E, vitamin C, carotenoid sáng tỏ Tuy nhiên, nhiều nghiên cứu rằng, việc sử dụng chất chống oxy hoá dạng vốn có thực phẩm (rượu vang đỏ, trà xanh…) có tác dụng tốt thể việc sử dụng chất chống oxy hoá dạng tổng hợp tác dụng Điều có lẽ bị ảnh hưởng đường chuyển hoá chất dạng khác khác nhau, đồng thời chất chống oxy hoá thường hoạt động dạng hiệp đồng Page 12 Tiểu luận môn: Dinh dưỡng học GVHD: Hồ Xuân Hương Biện pháp tránh hình thành gốc tự Sự tạo gốc tự trình tất yếu tế bào sinh học để giữ cho thể khoae mạnh, điều quan trọng cần phải trì cân gốc tự hợp chất chống oxy hoá Điều đảm bảo cách: Chống ô nhiễm môi trường, tránh ăn uống thừa lượng, vận động hợp lý Hãy tránh xa thói quen không tốt (thuốc lá, rượu, v v ) thực phẩm bảo quản chế biến có chứa phụ gia Có chế độ ăn uống cân thực phẩm giàu chất xơ hòa tan tìm thấy bột cám yến mạch, trái rau Một chế độ ăn uống lành mạnh bao gồm nhiều loại trái rau chứa nhiều hợp chất có đặc tính chống oxy hóa khoáng chất, chất xơ Các chất xơ giúp giải độc cho thể cung cấp dinh dưỡng mà thể cần TS David Gems, ĐH College London, chuyên gia nghiên cứu trình lão hóa sinh học, nói: “Nhiều người nghĩ chất chống ôxy hóa thực phẩm tác dụng thực tế bạn chưa ăn đủ lượng cần thiết Ngoài ra, tập luyện thật nhiều Nuôi chó dắt dạo ngày để không xao lãng” Page 13 Tiểu luận môn: Dinh dưỡng học GVHD: Hồ Xuân Hương TÀI LIỆU THAM KHẢO GS.TS Nguyễn Văn Nguyên cộng (2003) Nghiên cứu bào chế ứng dụng chế phẩm chống oxy hoá, chống lão hoá từ dược liệu nước, bảo vệ đối tượng tiếp xúc với tác nhân độc hại Bộ Khoa học Công nghệ - Bộ Quốc phòng, Học viện Quân Y, p 119 Lại Thị Ngọc Hà, Vũ Thị Thư Stress oxi hoá chất chống oxi hoá tự nhiên NXB Tạp chí Khoa học phát triển 2009, tập 7, số 5, Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội, p 667 677 Bùi Hữu Trung, Nguyễn Thị Thanh Mai (2009) Nghiên cứu mối quan hệ hoạt tính ức chế gốc tự no với cấu trúc hoạt chất cô lập từ hoa cúc trắng Science & technology Development, Vol 12, No.10 – 2009, p 48 - 49 Frank N Kotsonis and Maureen A Mackey (2002) Nutritional Toxicology Taylor & Francis in London and New York, p - 40 Ted Wilson, Noman J Temple (2001) Nutritional Health, Strategies for Disease Prevention Humana Press Inc Totowa, New Jersey, p 89 – 100  Tài liệu Internet http://diendancntpdhnt.wordpress.com/2012/04/06/c%C6%A1-ch%E1%BA%BF%E1%BA%A1t-d%E1%BB%99ng-ch%E1%BB%91ng-oxi-hoa/ http://nautil.us/issue/15/turbulence/fruits-and-vegetables-are-trying-to-kill-you Page 14 ho [...]... carotenoid và flavonoid Khi có sự tiếp xúc giữa vitamin E và gốc tự do peroxide của acid béo, vitamin E chuyển điện tử của nó cho gốc tự do nhưng đồng thời trở thành gốc tự do tocopheryl (vitamin E ở dạng oxy hoá) Vitamin C tiến hành khử gốc tocopheryl thành vitamin E, sẵn sàng vô hoạt các gốc tự do peroxide mới Các carotenoid và flavonoid khi vô hoạt các gốc tự do cũng được hoàn nguyên với cơ chế tương tự. .. Hương Hình 2 : Cơ chế tạo phức giữa các flavonoid và các ion kim loại (Men+) (Nicole, 2001; Marfak, 2003) Vitamin C: có khả năng vô hoạt các gốc tự do rất tốt do nó có thể chuyển cho các gốc tự do hai nguyên tử hidro của nó và khi đó trở thành dehydroascorbic acid Ngoài khả năng vô hoạt trực tiếp các gốc tự do, vitamin C còn có khả năng hoạt động hiệp lực với các chất chống oxy hoá khác trong cơ thể. .. bị ảnh hưởng bởi con đường chuyển hoá của các chất ở các dạng khác nhau là khác nhau, đồng thời các chất chống oxy hoá thường hoạt động ở dạng hiệp đồng Page 12 Tiểu luận môn: Dinh dưỡng học GVHD: Hồ Xuân Hương 7 Biện pháp tránh sự hình thành gốc tự do Sự tạo ra gốc tự do là quá trình tất yếu của mọi tế bào sinh học để giữ cho cơ thể khoae mạnh, điều quan trọng cần phải duy trì là sự cân bằng giữa gốc. .. xúc tác làm tăng tốc độ phản ứng sinh gốc tự do Cơ chế chống oxy hoá của các chất chống oxi hoá như polyphenol, vitamin E, vitamin C, carotenoid đã được sáng tỏ Tuy nhiên, nhiều nghiên cứu chỉ ra rằng, việc sử dụng các chất chống oxy hoá ở dạng vốn có của nó trong thực phẩm (rượu vang đỏ, trà xanh…) có tác dụng tốt đối với cơ thể nhưng việc sử dụng các chất chống oxy hoá ở dạng tổng hợp thì không có tác. .. các chất oxy hoá hoà tan trong nước (Huang &cs., 2002; Brown &cs., 2003) Vitamn E: có trong màng tế bào, dễ dàng phản ứng với gốc peroxyt LOO• Tính chất hoà trong chất béo của vitamin E giúp chúng có khả năng thâm nhập sâu vào các màng sinh học vốn chứa nhiều acid béo không no và ngăn cản chuỗi phản ứng oxy hoá lipid Các vitamin E sẽ chuyển hydro của nó cho gốc tự do peroxide Gốc tocopheryl tạo thành... hạn chế sự tự kích hoạt oxy hoá (pro-oxydante) của các gốc vitamin E và flavonoid (Burke & cs., 2001; Jovanovic và Simic, 2000)  Các chất chống oxy hoá hoà tan trong chất béo Carotenoid Đối với con người, các carotenoid là các chất chống oxy hoá quan trọng vì nó có mặt trong rất nhiều loại thực phẩm đồng thời nó có khả năng hoạt động trong môi trường chất béo là nơi rất dễ xảy ra sự oxy hoá và gây... • Cộng hợp: Car + ROO  ROOCar Trong cơ thể, các carotenoid hoạt động hiệp lực với các chất chống oxy hoá khác Các gốc tocopheryl được khử thành dạng hoạt động tocopherol nhờ nhận được hydro từ vitamin C với chất vận chuyển trung gian là carotenoid (Niki & cs., 1995; Stahl và Sies, 2003) Các carotenoid hoà tan trong chất béo được tích luỹ trong cơ thể, xâm nhập dễ dàng vào các vị trí dễ bị oxy hoá như... trọng (màng tế bào) Cơ chế hoạt động chống oxy hoá bao gồm: • Vô hoạt oxy dơn • Vô hoạt gốc tự do Oxy đơn là sản phẩm phụ của quá trình oxy hoá sinh học và là một cấu tử có mặt trong không khí (Jovanovic và Simic, 2000; Corol & cs., 2002; Baier &cs., 2006) Trong số tất cả các chất chống oxy hoá tự nhiên, các carotenoid có khả năng vô hoạt oxy đơn mạnh nhất (Krinsky,1998) bởi một cơ chế vật lý Năng lượng... bằng giữa gốc tự do và các hợp chất chống oxy hoá Điều này được đảm bảo bằng cách: Chống ô nhiễm môi trường, tránh ăn uống quá thừa năng lượng, vận động hợp lý Hãy tránh xa những thói quen không tốt như (thuốc lá, rượu, v v ) và thực phẩm được bảo quản và chế biến có chứa phụ gia Có một chế độ ăn uống cân bằng thực phẩm giàu chất xơ hòa tan được tìm thấy trong bột cám yến mạch, trái cây và rau quả Một... lành mạnh bao gồm nhiều loại trái cây và rau quả chứa nhiều hợp chất có đặc tính chống oxy hóa cũng như khoáng chất, chất xơ Các chất xơ này giúp giải độc cho cơ thể và cung cấp dinh dưỡng mà cơ thể cần TS David Gems, ĐH College London, chuyên gia nghiên cứu về quá trình lão hóa sinh học, nói: “Nhiều người nghĩ rằng các chất chống ôxy hóa trong thực phẩm không có tác dụng nhưng thực tế là do bạn chưa