ASTAXANTHIN TRONG MỸ PHẨM

Astaxanthin Trong Mỹ Phẩm

I. Tổng quan về Astaxanthin
- Astaxanthin là một xanthophyll carotenoid, chất chuyển hóa thứ cấp trong tự nhiên của vi khuẩn, vi tảo và nấm men. Astaxanthin có mặt phổ biến trong tự nhiên, đặc biệt được tìm thấy trong môi trường biển, dưới dạng sắc tố màu đỏ-cam ở cá hồi, tôm, cua, động vật thủy sinh. Astaxanthin ban đầu được tổng hợp ở tảo, động vật phù du, tuy sinh, sau đó tích lũy ở động vật giáp xác, cá và các động vật bậc cao hơn.

- Astaxanthin nhiều tính chất tương đồng với nhóm carotenoid (zeaxanthin, lutein, beta-carotene…), nhưng hoạt tính sinh học mạnh hơn nhiều nhờ sự hiện diện của nhóm keto và hydroxy trong cấu trúc phân tử astaxanthin. Một điểm khác biệt nữa, astaxanthin không có khả năng chuyển đổi thành vitamin A. Cấu trúc astaxanthin độc đáo, các nhóm phân cực giúp trung hòa các gốc tự do, trong khi các liên kết đôi loại bỏ electron năng lượng cao, điều này giúp giải thích khả năng chống oxy hóa vượt trội so với nhóm carotenoid.


- Astaxanthin trong thương mại được sản xuất bằng con đường tổng hợp hóa dầu (trên 95%), nhưng hiện nay, tảo đỏ Haematococcus Pluvialis đang đem đến triển vọng trong sản xuất công nghệ sinh học để tạo ra astaxanthin với hiệu suất cao. Astaxanthin được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như: nuôi trồng thủy sản, thực phẩm, dinh dưỡng, dược và mỹ phẩm. Trong lĩnh vực dược phẩm, astaxanthin thu hút được sự chú ý của giới khoa học do các tác dụng dược lý tiềm năng như: chống ung thư, kháng đái tháo đường, kháng viêm, và chống oxy hóa cũng như tác dụng lên hệ thống thành kinh, tim mạch, mắt và đặc biệt làn da.

- Trong lĩnh vực làm đẹp, astaxanthin được chứng minh đem đến nhiều lợi ích như chống oxy hóa, bảo vệ da khỏi tác hại tia UV, kháng viêm, chống lão hóa.

II. Lợi ích làm đẹp của Astaxanthin
1. Khả năng kháng viêm
- Trong nghiên cứu kéo dài hơn 2 thập kỷ đã nhận ra rằng, hiện tượng stress oxy hóa liên tục dẫn đến viêm mạn tính, tạo ra các tổn thương như thoái hóa thần kinh, hủy hoại cấu trúc da và ung thư. Ở da, khi tiếp xúc với tia UV, các tế bào sừng phản ứng lại bằng cách phóng thích các chất trung gian tiền viêm. Nghiên cứu nhận thấy rằng, astaxanthin có khả năng chống viêm do tia tử ngoại bằng cách ứng ức chế sản xuất các yếu tố tiền viêm, cytokin và sự chết bế bào sừng. Astaxanthin làm giảm đáng kể nồng độ oxid nitrit (iNOS), men cyclooxygenase (COX-2) cũng như giảm sự phóng thích prostaglandin E2 từ tế bào sừng sau khi tiếp xúc với tia UV.

- Hiệu quả ức chế iNOS của astaxanthin đem đến nhiều ý nghĩa quan trọng trong việc sản xuất các sản phẩm kháng viêm đối với các bệnh như viêm da dị ứng, vẩy nến.

- Một số nghiên cứu gần đây nhận thấy, astaxanthin ức chế sự biểu hiện gen của các yếu tố tiền viêm như: interleukin-1β (IL-1β), interleukin-6 (IL-6), và yếu tố hoại tử khối u (TNF-α) trên mô hình viêm da dị ứng ở động vật.

2. Chống oxy hóa
- Các stress oxy hóa giữ vai trò rất quan trọng trong tiến trình lão hóa da cũng như các tổn thương trên da. Lão hóa diễn ra có thể do nội sinh (theo thời gian) hoặc ngoại sinh (tia UV, môi trường ô nhiễm, khói bụi bẩn…). Các nghiên cứu nhận thấy rằng, sự hình thành gốc tự do ROS là yếu tố then chốt dẫn đến sự lão hóa, sự oxy hóa này gây phá hủy cấu trúc DNA trong da, phản ứng viêm, giảm sản xuất chất chống oxy hóa và tạo ra MMPs (matrix metalloproteinases) làm thoái hóa collagen và elastin trong da.

- Astaxanthin được chứng minh đem đến khả năng chống oxy hóa hiệu quả nhờ cấu trúc phân tử đặc biệt, giúp ngăn ngừa oxy hóa và các bệnh do quá trình oxy hóa gây ra trên da. Nghiên cứu so sánh về khả năng chống oxy hóa, nhận thấy astaxanthin đem lại hiệu quả cao hơn hẳn so với beta-caroten và canthaxanthin trong các nguyên bào sợi ở người. Đặc biệt, astaxanthin ức chế sự hình thành gốc tự do ROS và kiểm soát sự biểu hiện của các enzym phản ứng oxy hóa như oxygenase-1 (HO-1), đồng thời kích thích tăng sản xuất các men chống oxy hóa nội sinh trong cơ thể như: superoxide dismutase 2 (SOD2), catalase (CAT), và glutathione peroxidase 1 (GPX1). Do đó, astaxanthin không chỉ chống oxy hóa bằng cách trung hòa gốc tự do, mà thành phần này còn góp phần kích hoạt hệ thống phòng thủ oxy hóa nội sinh trong cơ thể qua con đường Nrf2.

- Nghiên cứu gần đây nhận thấy, astaxanthin có khả năng chống lại sự tiến triển vết thương bỏng sớm bằng cách làm giảm stress oxy hóa ở chuột bị bỏng thử nghiệm.

3. Phục hồi da hư tổn da
- Collagen, elastin và hyaluronic acid là thành phần rất quan trọng, giúp nâng đỡ làn da, tạo độ căng mịn, ẩm mượt và đàn hồi cho làn da. Các nguyên nhân nội sinh và ngoại sinh như tia UV (kích thích tổng hợp MMPs) về lâu dài gây tổn hại cấu trúc này, làm xuất hiện các dấu hiệu lão hóa như vết chân chim, nếp nhăn, khô trên da. Astaxanthin được nghiên cứu trên lâm sàng và chứng minh hiệu quả trong việc ngăn chặn tế bào thương tổn do các gốc tự do và men MMP-1 ở da sau chiếu xạ tia cực tím.

- Nghiên cứu tương tự cũng chứng minh astaxanthin ức chế sự biểu hiện của MMP trong các tế bào khác nhau, bao gồm đại thực bào và tế bào sụn (chondrocyte). Nghiên cứu cũng chỉ ra, chiết xuất từ tảo đỏ H. pluvialis, giúp làm tăng hàm lượng collagen thông qua sự ức chế biểu hiện men MMP-1 và MMP-3 trong nguyên bào sợi ở người. Sự gia tăng tổng hợp collagen ở các mô tổn thương khi sử dụng astaxanthin cũng chứng minh khả năng giúp chừa lành vết thương trên da, bởi sự xuất hiện đang kế các yếu tố làm da như collagen 1α1 (Col1A1), và yếu tố tăng trưởng nguyên bào sợi cơ bản (bFGF).


4. Sữa chữa DNA tổn thương
- Sự tiếp xúc tia UV gây tổn thương nghiêm trọng làn da, đặc biệt là tổn thương cấu trúc DNA trong da, có thể tạo ra đột biến gây ung thư. Quá trình hư tổn DNA kích hoạt chu trình sữa chữa, thông qua con đường cắt bỏ các nucleotide hư hỏng (NER). Mặc dù chưa có nghiên cứu chứng minh hiệu quả sửa chữa DNA hư hỏng của astaxanthin thông qua con đường NER, nhưng nghiên cứu nhận thấy astaxanthin giúp cải thiện hiệu quả sửa chữa tế bào DNA hư tổn do tiếp xúc tia UV, đặc biệt là giảm thiếu tổn thương DNA.

- Cơ chế sửa chữa cấu trúc DNA bị tổn thương của astaxanthin thông qua khả năng chống gốc tự do, làm giảm stress oxy hóa gây ra do cyclophosphamide (CP) bằng cách kích hoạt Nrf2 và các yếu tố NQO1 và HO-1. Ở đó, CP là tác nhân alkyl gây độc tế bào, gây sự mất ổn định gen và tổn thương DNA.