Gốc tự do là những nguyên tử không bền vững và có thể gây tổn thương đến các tế bào, gây ra bệnh tật và lão hóa.
Các gốc tự do có liên quan đến quá trình lão hóa và một loạt bệnh lý. Tuy nhiên, rất ít người tìm hiểu về vai trò của chúng đối với sức khỏe cơ thể hoặc làm thế nào để ngăn ngừa tác động của chúng.
Sau đây, mời bạn cùng Hello Bacsi tham khảo những thông tin xoay quanh gốc tự do.
Gốc tự do là gì?
Để hiểu rõ về gốc tự do, bạn cần có kiến thức cơ bản về hóa học.
Một nguyên tử sẽ được bao quanh bởi các electron xoay quanh hạt nhân theo các lớp được gọi là vỏ. Mỗi lớp vỏ electron cần được lấp đầy bởi số lượng điện tử thiết lập sẵn. Khi electron xếp đầy một lớp vỏ, chúng sẽ bắt đầu xếp vào lớp vỏ tiếp theo.
Nếu một nguyên tử có lớp vỏ ngoài không đầy, chúng có thể liên kết với một nguyên tử khác để lấy đi electron và sắp xếp vào lớp vỏ ngoài cùng. Những nguyên tử như vậy được gọi là gốc tự do.
Các nguyên tử bình thường có lớp vỏ ngoài bền vững nhưng gốc tự do thì ngược lại. Do đó, chúng cố gắng thu thập đủ số lượng electron cho lớp vỏ ngoài bằng cách phản ứng nhanh những chất khác.
Khi các phân tử oxy tách thành các nguyên tử đơn lẻ và mang các electron tự do chưa ghép đôi sẽ trở thành các gốc tự do và tìm kiếm các nguyên tử hay phân tử khác để liên kết. Nếu điều này liên tục tiếp diễn, quá trình stress oxy hóa sẽ bắt đầu.
Stress oxy hóa có thể gây tổn hại đến các tế bào của cơ thể, dẫn đến một loạt bệnh lý và gây ra dấu hiệu lão hóa, chẳng hạn như xuất hiện các nếp nhăn.
Gốc tự do ảnh hưởng đến cơ thể như thế nào?
Theo thuyết gốc tự do về lão hóa (free radical theory of aging) lần đầu được công bố vào năm 1956, các gốc tự do sẽ phá vỡ các tế bào theo thời gian.
Khi cơ thể già đi, khả năng chống lại tác động của gốc tự do giảm xuống. Kết quả, các gốc này ngày một nhiều, stress oxy hóa tăng lên và gây nhiều tổn hại đến tế bào, dẫn đến quá trình thoái hóa cũng như lão hóa tự nhiên.
Các nghiên cứu và những giả thuyết khác nhau đã tìm ra mối liên hệ giữa stress oxy hóa gây ra bởi gốc tự do với:
- Bệnh ở hệ thần kinh trung ương, chẳng hạn như Alzheimer và các chứng mất trí
- Bệnh tim mạch do tắc động mạch gây nên
- Rối loạn viêm và hệ thống miễn dịch (bệnh tự miễn), chẳng hạn như viêm khớp dạng thấp và ung thư
- Đục thủy tinh thể và suy giảm thị lực liên quan đến tuổi tác
- Những thay đổi về ngoại hình liên quan đến tuổi tác, như da mất độ đàn hồi, xuất hiện nếp nhăn, tóc bạc, rụng tóc và thay đổi kết cấu sợi tóc
- Bệnh đái tháo đường
- Bệnh thoái hóa di truyền, như bệnh Huntington hoặc Parkinson
Thuyết gốc tự do vẫn còn tương đối mới nhưng đã có nhiều nghiên cứu đồng tình với học thuyết này. Ví dụ, các nghiên cứu trên chuột cho thấy lượng gốc tự do gia tăng đáng kể khi chúng “già” đi. Những thay đổi này cũng phù hợp với tình trạng sức khỏe suy giảm.
Sau này, các nhà nghiên cứu đã đổi hướng từ thuyết gốc tự do về lão hóa sang tập trung vào ty thể. Ty thể là những bào quan nhỏ trong các tế bào, giúp xử lý chất dinh dưỡng để cung cấp năng lượng cho tế bào.
Nghiên cứu trên chuột cho thấy các gốc tự do được tạo ra trong ty thể đã phá hỏng các chất mà tế bào cần để hoạt động. Điều này gây ra đột biến khiến tạo ra nhiều các thành phần này hơn nữa, do đó đẩy nhanh quá trình gây tổn thương tế bào.
Thuyết này giúp đưa ra lời giải thích cho quá trình lão hóa, vốn tăng tốc theo thời gian. Sự tích lũy từ từ nhưng ngày một nhanh chóng của các nguyên tử thiếu điện tử đã lý giải vì sao một cơ thể khỏe mạnh cũng phải già và yếu đi theo thời gian.
Nguyên nhân gây ra gốc tự do
Mặc dù các gốc tự do được sản sinh tự nhiên qua các phản ứng trao đổi chất trong cơ thể nhưng yếu tố lối sống có thể đẩy nhanh quá trình này, bao gồm:
- Tiếp xúc với hóa chất độc hại, như thuốc trừ sâu và ô nhiễm không khí
- Hút thuốc
- Uống nhiều bia, rượu
- Ăn thực phẩm chiên, nướng
Những yếu tố lối sống này cũng có liên quan đến các bệnh lý nguy hiểm như ung thư và tim mạch. Stress oxy hóa cũng là lý do cho biết vì sao tiếp xúc với những yếu tố trên lại dẫn đến nhiều bệnh tật.
Chất chống oxy hóa và gốc tự do
Chắc chắn bạn đã từng nghe những quảng cáo về các chất chống oxy hóa giúp chống lại quá trình lão hóa tự nhiên của cơ thể. Vậy điều đó có phải sự thật không?
Chất chống oxy hóa là các phân tử giúp ngăn chặn quá trình oxy hóa của các phân tử khác, đồng nghĩa với việc chúng làm giảm hoặc ngăn tác động của gốc tự do.
Cơ chế của tác động trên là chất chống oxy hóa sẽ cho đi một electron mà gốc tự do cần để tạo nên nguyên tử bền vững, từ đó làm giảm khả năng phản ứng với những nguyên tử/phân tử khác. Điều đặc biệt là chất chống oxy hóa vẫn giữ được tính ổn định của chúng sau khi cho bớt một điện tử mà không trở thành gốc tự do mới.
Không có một chất chống oxy hóa nào có thể chống lại tác động của mọi gốc tự do. Tương tự như việc các gốc tự do tác động khác nhau tại các khu vực khác nhau trong cơ thể, mỗi chất chống oxy hóa cũng hoạt động khác nhau dựa vào tính chất hóa học của chúng.
Tuy nhiên, trong một số trường hợp, một số chất chống oxy hóa lại trở thành tiền chất oxy hóa (chất có khả năng gây ra quá trình oxy hóa) khi lấy đi electron từ các phân tử khác, khiến phân tử mất đi tính bền vững và có thể gây stress oxy hóa.
Bổ sung thực phẩm giàu chất chống oxy hóa và thực phẩm chức năng: Liệu có mang lại tác dụng?
Thực tế, có hàng ngàn chất có thể hoạt động như một chất chống oxy hóa. Vitamin C, vitamin E, glutathione, beta-carotene và estrogen thực vật (phytoestrogen) là những đại diện tiêu biểu trong nhóm chất chống oxy hóa có khả năng chống lại các gốc tự do.
Nhiều loại thực phẩm giàu chất chống oxy hóa mà bạn có thể không biết. Các loại quả mọng, trái cây họ cam quýt và nhiều loại trái cây khác rất giàu vitamin C, trong khi cà rốt rất nổi tiếng với hàm lượng beta-carotene cao. Đậu nành lại là nguồn cung cấp phytoestrogen dồi dào.
Chính điều này đã làm cho các nhà sản xuất đẩy mạnh quảng cáo cho những thực phẩm chức năng giúp bổ sung các chất chống oxy hóa cho cơ thể.
Thế nhưng, sự thật thì hầu hết nghiên cứu cho thấy lợi ích của việc bổ sung chất chống oxy hóa rất thấp hoặc thậm chí là không có. Một nghiên cứu năm 2010 theo dõi việc dùng thực phẩm chức năng bổ sung chất chống oxy hóa để ngăn ngừa ung thư tuyến tiền liệt, kết quả cho thấy chúng không mang lại lợi ích gì.
Một nghiên cứu khác năm 2012 cho thấy, các chất chống oxy hóa đã không làm giảm nguy cơ mắc ung thư phổi. Thực tế, những người đã có nguy cơ cao mắc bệnh ung thư (chẳng hạn như người hút thuốc lá) thì bổ sung chất chống oxy hóa lại làm tăng nhẹ thêm nguy cơ này.
Thậm chí, một vài nghiên cứu còn phát hiện việc sử dụng thực phẩm chức năng bổ sung chất chống oxy hóa gây hại cho cơ thể, đặc biệt khi dùng nhiều hơn mức khuyến cáo hàng ngày. Một phân tích vào năm 2013 cho thấy sử dụng liều cao beta-carotene hoặc vitamin E làm tăng đáng kể nguy cơ tử vong.
Cho dù cũng có số ít nghiên cứu tìm thấy lợi ích liên quan đến việc sử dụng chất chống oxy hóa nhưng kết quả vẫn không đáng kể.
Những điều chưa thể lý giải
Các nghiên cứu cho rằng chất chống oxy hóa không thể “chữa trị” các tác động của gốc tự do, ít nhất là trong trường hợp chúng đến từ các nguồn bổ sung nhân tạo (thực phẩm chức năng). Điều này khiến nhiều người đặt câu hỏi về nguồn gốc của các gốc tự do.
Có thể gốc tự do là một dấu hiệu sớm của các tế bào đã chống lại bệnh tật hoặc chúng là thứ xuất hiện theo thời gian, không thể tránh khỏi. Đến nay, vẫn chưa có nhiều dữ liệu để hiểu hết các vấn đề liên quan đến gốc tự do.
Những người quan tâm nhiều đến các cách chống lại lão hóa do gốc tự do thì nên tránh các nguồn phổ biến có thể gây ra thành phần này, như ô nhiễm hay thực phẩm chiên, nướng. Bạn cũng cần xây dựng một chế độ ăn uống cân bằng, lành mạnh và không cần phải quá lo lắng về việc cần bổ sung thêm chất chống oxy hóa.