فرآیند به وجود آمدن رادیکال‌های آزاد به این صورت است که اتم، کوچک‌ترین واحد سازنده ماده در نظر گرفته می‌شود. در مرکز هر اتم، هسته بسیار کوچکی متشکل از پروتون‌ها (بارالکتریکی مثبت ) و نوترون‌ها (بارالکتریکی خنثی) قرار دارد. اطراف هسته اتم، الکترون‌ها (بارالکتریکی منفی) درمدارها (لایه‌ها) الکترونی به دور هسته اتم می‌چرخند. اتم‌ها با به اشتراک گذاشتن و جفت شدن الکترون‌ها لایه‌ی آخر خود، به یکدیگر می‌پیوندند و تشکیل مولکول می‌دهند.
در یک مولکول خنثی، الکترون‌های لایه آخر اتم‌ها همیشه به صورت جفت وجود دارند تا پایداری مولکول حفظ شود، اما چنانچه در عوامل مختلف طبیعی و ضروری (مانند فرایند تنفس سلولی میتوکندری) و یا مخرب (مانند پرتوی UV و یا آلودگی هوا) این مولکول یک الکترون از جفت الکترون‌های لایه آخر خود را از دست بدهد (اکسید شود)، تبدیل به مولکولی، “رادیکال آزاد” نامیده می شود.
بنابراین راديکال آزاد به مولکولی گفته می‌شود که دارای یک یا چند الکترون جفت نشده در آخرین مدار الکترونی اتم یا اتم‌های تشکیل دهنده خود باشد؛ بنابراین راديکال آزاد معمولا ناپایدار و نیز از نظر شیمیایی بسیار فعال هستند.
فهرست موضوعات در این آموزش
رادیکال‌های آزاد و مولکول‌های اکسیژن، نیتروژن، کلر و گوگرد
مولکول‌های اکسیژن، نیتروژن، کلر و گوگرد، به دلیل ساختارخاصی که دارند،بیشتر از سایر مولکول‌ها مستعدِ تبدیل به رادیکال آزاد هستند.
بنابراین رایج‌ترین رادیکال‌های آزاد شامل گونه‌های فعال اکسيژن (ROS) (گروهی از رادیکال‌های که حاوی اکسیژن هستند) و گونه‌های فعال نیتروژن (RNS) (گروهی از رادیکال‌های آزاد که حاوی نیتروژن هستند) هستند؛ رادیکال‌های آزاد ROS و RNS دارای نقش دوگانه هستند و بسته به میزان تولیدشان می‌توانند برای جانداران مفید و یا مضر در نظر گرفته شوند.
نقش دوگانه رادیکال‌های آزاد
از میان انواع رادیکال‌های آزاد، رادیکال‌های آزاد مشتق شده از اکسیژن (ROS)، مهم‌ترین نوع رادیکال‌های آزاد تولید شده در جانداران هستند. از آنجا که راديکال آزاد ROS که اکسیژن فعال نیز نامیده می‌شود، ناپایدار است، برای پایدار شدن به مولکول دیگری حمله کرده و یک الکترون از آن می‌گیرد.
در نتیجه، مولکول دیگر را اکسید نموده و خودش احیا می‌شود.بدین ترتیب، یک گونه دیگر از اکسیژن فعال ایجاد می‌شود. این واکنش ها به صورت زنجیروار ادامه یافته تا بلاخره یکی از رادیکال‌های آزاد توليد شده، با ملکول های حیاتی سلول‌های بدن همچون پروتئین، پلی ساکارید (قند) لیپید (چربی) و از همه مهمتر DNA مواجه شده و آنها را اکسید و در نتیجه تخریب می‌کند. این آسیب های سلولی،《استرس اکسیداتیو》نامیده می‌شود. بنابراين بالا رفتن ميزان ROS در سلول های بدن، موجب《استرس اکسیداتیو》یعنی تخریب ملکول‌های حیاتی بدن همچون لیپیدها، پروتئین‌ها و حتی DNA (ژن ها) می‌شود.
استرس اکسیداتیو (رادیکال‌های آزاد توليد شده) در پوست، موجب آسیب پروتئین‌های مهم پوست مانند کلاژن والاستین، پلی ساکاریدهای مانند هیالورونیک اسید و لیپید‌های اپیدرم و DNA می‌شوند. بدین ترتیب رادیکال‌های آزاد، ترکیباتی هستند که هم طی فرایندهای زیستی طبیعی از جمله طی فرایند تنفس سلولی (در زنجیره انتقال الکترونی) در میتوکندری و یا در اثر افزایش سن در بدن توليد می‌شوند و هم می‌توانند در اثر عوامل مخربی همچون پرتوهای مضر خورشید به ویژه UV، آلودگی هوا، سیگار، قلیان، الکل، مواد مخدر، مصرف برخی داروها، استرس، کم خوابی، رژیم غذایی نامناسب مانند فست فود یا کمبود مواد مغذی، کم آبی، تماس برخی مواد شیمیایی و غیره، در بدن به وجود آیند.
اثرات مختلف آنتی اکسیدان‌ها در محصولات مراقبت از پوست آنتی اکسیدان‌ها به عنوان ضد چروک و پیری از آنجا که راديکال‌های آزاد در ایجاد هر دو عامل اصلی پیری پوست (عوامل درونی و بیرونی یا محیطی)، دخیلند، بنابراین یکی از بهترین راه‌ها برای جلوگیری پیری وچروک پوست، مهار رادیکال های آزاد است.
رادیکال‌های آزاد از یک سو، با مهار توليد فاکتورهای رشد از توليد کلاژن والاستین جلوگیری نموده و از سوی دیگر، با فعال نمودن آنزیم‌هایی تجزیه کننده پروتئین کلاژن والاستین همچون ماتریکس متالپروتئیناز (MMPs) و در نتیجه تخریب این پروتئین ها و نیز تجزیه پلی ساکارید هیالورونیک اسید، موجب چروک و پیری پوست می گردند. لذا، آنتی اکسیدان‌ها وعصاره‌های گیاهی، بامهار رادیکال‌های آزاد می توانند از چروک و پیری پوست جلوگیری کنند.
آنتی اکسیدان‌ها به عنوان ضد التهاب
رادیکال های آزاد می توانند با افزایش تولید فاکتور های التهابی، التهاب را افزایش داده و از این طریق، باعث آسیب و چروک پوست شوند که به این فرایند infammaging یا《 پیری وچروک ناشی التهاب》نیز می گویند. بنابراین، ترکيبات ضدالتهاب و التیام بخش که عمدتا در عصاره‌های گیاهی یافت می‌شوند، در کنترل چروک وپیری پوست، بسیار موثرند.
آنتی اکسیدان‌ها به عنوان مرطوب‌کننده رادیکال‌های آزاد می‌توانند رطوبت رسانی پوست را کاهش داده و موجب دهیدراته شدن پوست شود. بنابراین ترکيبات آنتی اکسیدانی از جمله عصاره‌های گیاهی با مهار رادیکال‌های آزاد از دو طریق موجب آبرسانی فوری و دراز مدت پوست می شوند.
رادیکال‌های آزاد، موجب کاهش هیالورونیک اسید (پلی ساکارید آبرسان) موجود در لایه‌های اپیدرم ودرم پوست می‌شوند. بنابراین ترکيبات آنتی اکسیدانی با مهار رادیکال های آزاد، موجب تحریک سنتز هیالورونیک اسید و در نتیجه آبرسانی به پوست می‌شود.
رادیکال‌های آزاد، به لیپیدها لایه شاخی حمله کرده و توانایی حفظ رطوبت این لایه را کاهش می‌دهند، بنابراین ترکيبات آنتی اکسیدانی با مهار رادیکال‌های آزاد حفاظت از پوست در مقابل خشکی شده و با تغذیه و آبرسانی به پوست، ظاهر پوست را بهبود بخشیده و پوست راشفاف می‌کنند.
آنتی اکسیدان‌ها به عنوان ضد جوش ( آنتی آکنه)
رادیکال‌های آزاد موجب اختلال در عملکرد غدد سباسه و افزایش میزان ترشح سبوم، اختلال در پوسته ریزی نرمال و نیز افزایش التهاب می‌شود که همه این عوامل، زمینه ساز بروز جوش و آکنه هستند.
آنتی اکسیدان‌ها به عنوان ضد لک
از آنجا که راديکال‌های آزاد موجب تحریک توليد ملانین و ایجاد تیرگی و يا لک پوست نیز می‌شوند، لذا آنتی اکسیدان‌ها از جمله ویتامین‌های E و C و عصاره‌های گیاهی با مهار رادیکال‌های آزاد موجب پیشگیری از لک و يا رفع آن می‌شوند.
آنتی اکسیدان‌ها به عنوان ضد آفتاب
تمامی پرتوهای مضر نور خورشید شامل نور فرابنفش ( UV) مرئی و فروسرخ (IR) و حتی نور آبی (HEV) ساطع شده از صفحات کامپیوتری و موبایل، به دلیل توليد رادیکال‌های آزاد، اثرات مخربی در بدن به ویژه در پوست ایجاد می‌کنند. وقتی پوست، در معرض نور خورشید قرار می‌گیرد، پرتوهای نور خورشید، موجب توليد رادیکال‌های آزاد در لایه‌های مختلف پوست به ویژه درم می‌شوند.
سپس پروتئین‌های کلاژن والاستین را شکسته و با حتی شکستن DNA وژن‌ها می‌توانند موجب بیماری سرطان شوند، عصاره‌های گیاهی به دلیل داشتن تر کیبات آنتی اکسیدانی می‌توانند رادیکال‌های آزاد را مهار نموده و بدن ترتیب از پوست در برابر عوارض خطرناک رادیکال‌های آزاد تولید شده توسط پرتوهای مضر خورشید، حفاظت نمایند.
محققین در یافتند که برخی از گیاهان همچون گل آفتابگردان، کاکتوس، آلوئه‌ورا، گیاه تارا و درخت لاله آفریقایی که زمان پیش‌تری در معرض آفتاب هستند.حاوی آنتی اکسیدان‌های بسیار قوی هستند که از پوست در برابر انواع پرتوهای مضر خورشید یا کامپیوتری حفاظت می‌کنند.
انواع آنتی اکسیدان‌ها به عنوان ضد سرطان اما مهم‌ترین و خطرناک‌ترین اثر رادیکال‌های آزاد در بدن، شکستن DNA و ژن‌های بدن است که بسته به محل آسیب، می‌تواند منجر به انواع سرطان شود. به همین دلیل است که مرتبا متخصصین سلامت و تغذیه پیشنهاد می کنند که افراد میزان بیشتری از گیاهان، سبزیجات و میوه‌جات که سر شار از آنتی اکسیدان هستند را در برنامه غذایی روزانه خود بگنجانند.
انواع اکسیدان بدن انسان، به طور طبیعی، ترکیبات آنتی اکسیدانی (رادیکال‌های آزاد) همچون آنزیم‌های آنتی اکسیدانی مانند آنزیم های پراکسیداز، سوپر اکسید دسموتاز را توليد نموده و يا برخی از تر کیبات آنتی اکسیدانی را از طریق مصرف مواد غذایی کسب می‌کند و به کمک آنها رادیکال‌های آزاد اضافی بدن را از بین برده و موجب مهار استرس اکسیداتیو و آسیب سلول‌های بدن می شود. بیش‌ترین ترکیبات آنتی اکسیدانی موجود در بدن جانداران، در گیاهان، جلبک‌ها و جانواران دریایی از جمله ماهی‌ها و پرندگان نواحی گرمسیری دیده می‌شود.
به دلیل اینکه این جانداران، مرتبا در معرض نور خورشید و عوامل محیطی قرار دارند و اغلب امکان جا‌به‌جایی هم ندارند؛ بنابراین باید سیستم حفاظتی قوی داشته باشند تا از اثرات مخرب عوامل محیطی دور بمانند. مشخص شده، هرچه رنگ این گیاهان، پر رنگ‌تر باشد (از جمله رنگ آبی بنفش) معمولا حاوی آنتی اکسیدان بیشتر هستند؛ زیرا برخی از ترکیبات رنگی، ساختار های حلقوی و يا بخش‌های دارند که با به دام انداختن رادیکال‌های آزاد، آنها را مهار می‌کنند.
زردچوبه، بلوبری، بروکلی، انگورسیاه، تمشک، انجیر، انار و زعفران، حاوی مقادیر بالای از ترکیبات آنتی اکسیدانی هستند. این ترکیبات آنتی اکسیدانی علاوه بر مصرف از طریق مواد غذایی در محصولات مراقبت از پوست، به صورت سنتزی ساخته می شوند.
آنزیمی: آنزیم‌های سوپراکسید دیسموتاز، کاتالاز، گلوتاتیون پراکسید از گلوتاتیون ردوکتاز، گلوکز ۶ فسفاد دهید روژناز مثل عسل سر شار از آنزیم کاتالاز است. به همین دلیل است که عسل هرگز فاسد نمیشود.
آنتی اکسیدان‌های طبیعی موجود در گیاهان: صدها ترکیب مختلف شناسایی شده است که دارای خواص آنتی اکسیدانی بوده و طیف وسیعی از رنگ های مختلف سفید، زرد، قرمز، آبی و بنفش را در آنها به وجود می آورد که نقش محافظت گیاهان در برابر نور خورشید را نیز دارند، این ترکیبات شامل دو دسته پلی فنول ها (ویتامین P) و کاروئیدها هستند.
