Các gốc tự do là các nguyên tử không ổn định có thể gây hại cho tế bào, gây bệnh và lão hóa.
Các gốc tự do có liên quan đến lão hóa và một loạt các bệnh, nhưng ít được biết về vai trò của chúng trong sức khỏe con người, hoặc làm thế nào để ngăn chặn chúng làm cho người bệnh.
Các gốc tự do là gì?
Hiểu các gốc tự do đòi hỏi kiến thức cơ bản về hóa học.
Các nguyên tử được bao quanh bởi các electron quay quanh nguyên tử trong các lớp gọi là vỏ. Mỗi vỏ cần được lấp đầy bởi một số lượng electron được thiết lập. Khi một vỏ đầy; các electron bắt đầu lấp đầy lớp vỏ tiếp theo.
Nếu một nguyên tử có vỏ bên ngoài không đầy, nó có thể liên kết với nguyên tử khác, sử dụng các electron để hoàn thành vỏ bên ngoài của nó. Các loại nguyên tử này được gọi là gốc tự do.
Các nguyên tử có vỏ ngoài hoàn toàn ổn định, nhưng các gốc tự do không ổn định và trong nỗ lực tạo nên số lượng electron trong lớp vỏ ngoài của chúng, chúng phản ứng nhanh chóng với các chất khác.
Khi các phân tử oxy phân tách thành các nguyên tử đơn lẻ có các electron chưa ghép, chúng trở thành các gốc tự do không ổn định tìm kiếm các nguyên tử hoặc phân tử khác liên kết với nhau. Nếu điều này tiếp tục xảy ra, nó bắt đầu một quá trình gọi là stress oxy hóa.
Căng thẳng oxy hóa có thể làm hỏng các tế bào của cơ thể, dẫn đến một loạt các bệnh và gây ra các triệu chứng lão hóa, chẳng hạn như nếp nhăn.
Làm thế nào để các gốc tự do phá hủy cơ thể?
Theo lý thuyết gốc tự do về lão hóa, lần đầu tiên được vạch ra vào năm 1956, các gốc tự do phá vỡ các tế bào theo thời gian.
Khi cơ thể già đi, nó mất khả năng chống lại các tác động của các gốc tự do. Kết quả là các gốc tự do hơn, stress oxy hóa nhiều hơn, và nhiều tổn thương hơn cho các tế bào, dẫn đến các quá trình thoái hóa, cũng như sự lão hóa “bình thường”.
Nhiều nghiên cứu và lý thuyết khác nhau đã kết nối stress oxy hóa do các gốc tự do để:
- các bệnh hệ thống thần kinh trung ương, chẳng hạn như bệnh Alzheimer và các chứng mất trí khác
- bệnh tim mạch do tắc nghẽn động mạch
- rối loạn tự miễn dịch và viêm, chẳng hạn như viêm khớp dạng thấp và ung thư
- đục thủy tinh thể và suy giảm thị lực liên quan đến tuổi tác
- thay đổi về tuổi tác, chẳng hạn như mất độ đàn hồi của da, nếp nhăn, tóc bạc, rụng tóc và thay đổi kết cấu tóc
- Bệnh tiểu đường
- bệnh thoái hóa di truyền, chẳng hạn như bệnh Huntington hoặc bệnh Parkinson
Lý thuyết gốc tự do của sự lão hóa là tương đối mới, nhưng nhiều nghiên cứu ủng hộ nó. Các nghiên cứu trên chuột, ví dụ, cho thấy sự gia tăng đáng kể trong các gốc tự do như những con chuột tuổi. Những thay đổi này phù hợp với sự suy giảm sức khỏe liên quan đến tuổi tác.
Theo thời gian, các nhà nghiên cứu đã tinh chỉnh lý thuyết gốc tự do về lão hóa để tập trung vào ty thể. Ti thể là các bào quan nhỏ trong các tế bào xử lý chất dinh dưỡng để cung cấp năng lượng cho tế bào.
Nghiên cứu trên chuột cho thấy các gốc tự do được sản xuất trong ty thể làm tổn thương các chất mà tế bào cần phải hoạt động đúng cách. Thiệt hại này gây ra các đột biến tạo ra các gốc tự do hơn, do đó đẩy nhanh quá trình tổn thương tế bào.
Lý thuyết này giúp giải thích sự lão hóa, vì lão hóa tăng tốc theo thời gian. Sự tích tụ dần dần, nhưng ngày càng nhanh chóng của các gốc tự do cung cấp một giải thích cho lý do tại sao ngay cả cơ thể khỏe mạnh tuổi và xấu đi theo thời gian.
Nguyên nhân
Các lý thuyết căn bản về lão hóa và bệnh tật có thể giúp giải thích tại sao một số người già đi chậm hơn những người khác.
Mặc dù các gốc tự do được tạo ra tự nhiên trong cơ thể, các yếu tố lối sống có thể thúc đẩy sản xuất của chúng. Chúng bao gồm:
- tiếp xúc với hóa chất độc hại, chẳng hạn như thuốc trừ sâu và ô nhiễm không khí
- hút thuốc lá
- rượu
- đồ chiên
Những yếu tố lối sống này có liên quan đến các bệnh như ung thư và bệnh tim mạch. Vì vậy, căng thẳng oxy hóa có thể là một lý do tại sao tiếp xúc với những chất này gây bệnh.
Chất chống oxy hóa và các gốc tự do
Thật khó để xem truyền hình mà không thấy ít nhất một quảng cáo hứa hẹn chống lão hóa với chất chống oxy hóa. Chất chống oxy hóa là các phân tử ngăn cản quá trình oxy hóa các phân tử khác.
Chất chống oxy hóa là hóa chất làm giảm hoặc ngăn chặn các tác động của các gốc tự do. Họ tặng một electron cho các gốc tự do, do đó làm giảm phản ứng của chúng. Điều làm cho chất chống oxy hóa trở nên độc đáo là chúng có thể tặng một electron mà không trở thành các gốc tự do phản ứng.
Không có chất chống oxy hóa duy nhất có thể chống lại các tác động của mọi gốc tự do. Cũng giống như các gốc tự do có tác dụng khác nhau ở các khu vực khác nhau của cơ thể, mỗi chất chống oxy hóa hoạt động khác nhau do tính chất hóa học của nó.
Tuy nhiên, trong một số ngữ cảnh nhất định, một số chất chống oxy hóa có thể trở thành chất oxy hóa chuyên nghiệp, lấy electron từ các phân tử khác, tạo ra sự bất ổn hóa học có thể gây ra stress oxy hóa.
Thực phẩm và chất bổ sung chống oxy hóa: Chúng có hoạt động không?
Hàng ngàn hóa chất có thể hoạt động như chất chống oxy hóa. Vitamin C, và E, glutathione, beta-carotene, và estrogen thực vật được gọi là phytoestrogen là một trong nhiều chất chống oxy hóa có thể hủy bỏ những tác động của các gốc tự do.
Nhiều loại thực phẩm giàu chất chống oxy hóa. Quả, trái cây họ cam quýt, và nhiều trái cây khác giàu vitamin C, trong khi cà rốt được biết đến với hàm lượng beta-carotene cao. Đậu nành được tìm thấy trong đậu nành và một số sản phẩm thay thế thịt có hàm lượng phytoestrogen cao.
Sự sẵn có của chất chống oxy hóa trong thực phẩm đã truyền cảm hứng cho một số chuyên gia y tế tư vấn cho chế độ ăn giàu chất chống oxy hóa. Lý thuyết chống oxy hóa của lão hóa cũng khiến nhiều công ty đẩy mạnh việc bán các chất bổ sung chống oxy hóa.
Nghiên cứu về chất chống oxy hóa được trộn lẫn. Hầu hết các nghiên cứu cho thấy ít hoặc không có lợi ích. Một nghiên cứu năm 2010 xem xét bổ sung chất chống oxy hóa cho công tác phòng chống ung thư tuyến tiền liệt không tìm thấy lợi ích nào. Một nghiên cứu năm 2012 cho thấy rằng chất chống oxy hóa không làm giảm nguy cơ ung thư phổi. Trong thực tế, đối với những người đã có nguy cơ cao bị ung thư, chẳng hạn như người hút thuốc lá, chất chống oxy hóa hơi tăng nguy cơ ung thư.
Một số nghiên cứu thậm chí còn phát hiện ra rằng việc bổ sung chất chống oxy hóa có hại, đặc biệt nếu người ta dùng nhiều hơn mức trợ cấp hàng ngày được đề nghị (RDA). Một phân tích năm 2013 cho thấy rằng liều cao beta-carotene hoặc vitamin E làm tăng đáng kể nguy cơ tử vong.
Một vài nghiên cứu đã tìm thấy lợi ích liên quan đến việc sử dụng chất chống oxy hóa, nhưng kết quả đã được khiêm tốn. Ví dụ, một nghiên cứu năm 2007 cho thấy việc sử dụng beta-carotene trong thời gian dài có thể làm giảm nguy cơ các vấn đề liên quan đến tuổi tác với suy nghĩ.
Những gì chúng ta không biết
Các nghiên cứu cho thấy rằng các chất chống oxy hóa không thể “chữa khỏi” những ảnh hưởng của các gốc tự do – ít nhất là không phải khi các chất chống oxy hóa đến từ các nguồn nhân tạo. Điều này đặt ra câu hỏi về các gốc tự do là gì và tại sao chúng hình thành.
Có thể các gốc tự do là dấu hiệu sớm của các tế bào đã chiến đấu với bệnh tật, hoặc sự hình thành gốc tự do là không thể tránh khỏi với tuổi tác. Không có nhiều dữ liệu hơn, không thể hiểu được vấn đề của các gốc tự do hoàn toàn.
Những người quan tâm đến việc chống lão hóa liên quan đến gốc tự do nên tránh các nguồn gốc tự do phổ biến, chẳng hạn như ô nhiễm và thức ăn chiên. Họ cũng nên ăn một chế độ ăn uống lành mạnh, cân bằng mà không phải lo lắng về việc bổ sung chất chống oxy hóa.
