這一篇的來源是聽了Ashland課程後所做的筆記，寫好放上怪獸與大家分享，我相信這一篇也會對想了解自由基＆氧化壓力的朋友有幫助．在這亦感謝代理商提供資料可以讓大家直接觀看．

氧化壓力的基礎理論，在化粧品領域通常跟皮膚皺紋、衰老、色斑、敏感皮膚等問題，息息相關。而氧化壓力的主題重點就在於氧化壓力怎麼發生，以及怎麼引發各種問題。

氧化壓力是指當自由基與抗氧化物比值間不平衡的狀態，產生自由基過多的情況，抗氧化物過度消耗失去平衡。

並非所有的氧化壓力以及自由基皆為負面，少量的自由基可以調節代謝誘發細胞的增值與分化、激活基因影響表皮生長因子的合成、刺激細胞內外傳遞物質醣蛋白轉移傳遞信號、自由基亦免疫系統密切的組合(如皮膚表面遭外來為生物入侵時扮演著與其對抗的角色)。

而在上述過程中，自由基如果過度產生，則會引發一連串問題產生。

自由基常見的物質(過氧化氫、 一氧化氮、4-羥基壬烯醛)，造成DNA、胺基酸、蛋白質之損傷，進而造成細胞毒性的產生，亦即造成炎症反應。故通常在發炎反應的信號傳遞上，氧化壓力問題扮演著重要的機制角色。而焦慮甚至一些慢性非傳染性疾病也跟氧化壓力的機轉相牽連著，更是皮膚衰老的核心機制。

而自由基常見的分類有:

ROS(氧自由基):氫氧根離子、超氧根離子、過氧化氫、單線態氧等。

RNS(氮來源自由基):一氧化氮、二氧化氮、過氧亞硝基陰離子等。

RSS(硫基來源自由基):硫化氫、有機類硫自由基。

RCS(脂質過氧化中的副產物):主要是一些醛類，如丙二醛、丙烯醛、4-羥基壬烯醛、亞甲基乙二醛等，親電性強的特性容易攻擊蛋白、DNA，主要為外源性引起的氧化壓力形式。

單線態氧為一個氧分子，吸收能量後分子軌道上的電子，由基態躍遷至激發態，即為單線態氧，與一般常規的氧分子比較其化學活性較高，故容易與其他物質產生氧化反應。

過氧化氫不帶電荷的特性，容易穿過細胞膜，可於細胞膜中停留更長的時間，損傷DNA、蛋白質的機會亦增多。

ROS加上與RNS同時發生的壓力，一般稱為硝化壓力。故自由基間高度化學活性，亦會發生交叉反應，損傷體內的大分子物質。

由於氧化壓力的產生，以及體內本身抗氧化物質無法應對這些產生的自由基，為此次主題所圍繞的議題。

氧化壓力的來源分內源性、外源性:

外源性:紫外線、輻射(短波射線X-RAY &GAMA射線)，臭氧層的破壞UVC游離輻射的可能、香菸空氣、微生物汙染等。

內源性:主要來源為線粒體，線粒體為細胞中的能量工廠，最主要的提供呼吸鏈電子傳遞的功能，傳遞電子的過程如產生過量的電子，則誘發自由基。

前面提到氧化的過程常見現象的有蛋白的氧化、脂質的氧化、DNA損傷，產生細胞毒性，即造成促炎因子的表現，進而誘發炎症的發生，炎症發生後血管(促炎因子)招募白血球細胞、肥大細胞、中性粒細胞至受損區域，做損傷的修復。在此過程中會引起”呼吸爆發”的過程，亦即呼吸鏈會產生更多的自由基，更多自由基則再次引發促炎、炎症因子的表現，進而加大炎症的發生區域，故氧化壓力為炎症發生的上游機制，亦是下游機制的放大者，故兩者息息相關，而這些炎症的長久累積則導致器官的病變。

皮膚作為人體最大的器官，會直接接觸到外源性氧化壓力的影響，在皮膚層面上抗氧化亦是與皮膚年輕、美化議題相關，同時也從此看出，皮膚扮演著保護皮膚內部的器官以及組織免受損傷，最重要的屏障功能。

而抗氧化原理呢?

簡單來說，抗氧化劑(體系)的功能為提供一個電子給不穩定自由基配對，使其穩定，此為易理解對於離子型自由基的抗氧化機制。

而人體的抗氧化體系也分為內源性以及外源性體系:

內源性(酶體系): 超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化酶、穀胱甘肽過氧化物酶、過氧化氫酶(CAT)、硫氧還蛋白還原酶。

內源性(非酶體系): 榖胱甘肽、輔酶、尿酸、膽紅素、肌紅蛋白等物質。

外源性:如飲食攝入的水果維他命A、C、E、硒、多酚、黃酮類等物質。

［酶體系的抗氧化分子］

超氧化物歧化酶(SOD):看見中文名子其實它已經完整表達了，作用方式，超氧化物作用的物質為超氧根離子，歧化指的是歧化反應(自身的氧化還原反應)。在人體中存在三種SOD，SOD1存在於細胞包漿中、SOD2存在於線粒體中、SOD3存在於胞外基質中，分別扮演著不同抗氧化的作用。2O₂^–+2H₃O⁺=＞O₂+H₂O₂+2H₂O。後者過氧化氫需(H₂O₂)接著和過氧化氫酶、穀胱甘肽過氧化物酶反應，二者可再把後面的過氧化氫轉化為氧氣以及水。#請參考相對應原料介紹（點擊）

過氧化氫酶(CAT): 轉化的過程為將2H₂O₂ =＞2H₂O+ O₂，達到對氧自由基的清除。此酶效率非常高，雖然反應複雜，其每秒鐘可將數以百萬計的過氧化氫，轉化為水及氧氣。亦可解毒包含甲醛、甲酸、乙醛等分子。過氧化氫酶(CAT)短缺會導致毛髮灰白髮(因黑色素細胞凋亡)的產生。#請參考相對應原料介紹（點擊）

穀胱甘肽過氧化物酶家族:為細胞中最豐富的抗氧化劑，可以保護細胞DNA免受氧化的損傷，並參與胺基酸的轉運、細胞信號的傳導，維持細胞的正常，其代謝異常，可導致細胞的病變及纖維化，並具調節淋巴細胞功能。家族有許多成員，GST為穀胱甘肽硫轉移酶、GPx為穀胱甘肽過氧化物酶、GR為穀胱甘肽還原酶。GPx作用機制亦為將過氧化氫轉化為水及氧氣，GST作用在外來性的毒物及氧化壓力造成的自由基。GR機轉則是GSSG(氧化型肽) 轉化為穀胱甘肽GSH(還原型肽)&循環利用。

市場上有些半胱氨酸(L-Cysteine)的健康食品，其因是通過半胱氨酸的攝取可以提升榖胱甘肽的抗氧化、作用能力。

穀胱甘肽是由谷氨酸、半胱氨酸、甘氨酸組成的三肽。在化妝品原料護膚領域的應用常見的有美白、抗醣化(黃化、皮膚彈性)、抗皺、蛋白損傷、抗炎症(痘痘肌)

［非酶體系的抗氧化分子］

輔酶(CoQ10):最早發現在線粒體上的一類分子，亦有還原態、氧化態的形式。還原態以泛醇及半泛醌形式存在，氧化態以泛醌的形式存在。而真正發揮作用的為還原態的形式。線粒體的老化扮演著皮膚老化過程中重要的機轉，線粒體的老化原因為其既是氧自由基生成的場所，也是氧自由基攻擊的標靶位置，線粒體的損傷會造成細胞凋亡、組織老化、以及疾病的發生，線粒體年輕至老化，輔酶Q10含量由多至少，耗氧能力亦下降，細胞色素C氧化酶活力下降。在化妝品應用上則對抗氧化、抗皺、防止紫外線對粒腺體的損傷有應用。#請參考相對應原料介紹（點擊）

退黑激素:退黑激素與生理時鐘相關因子有關係，在人關燈、睡眠後其表達能力開始上升，從而達到抗氧化能力。#請參考相對應原料介紹（點擊）

氧化壓力的作用相關機制之一:根據氧化壓力的來源不同，作用亦有所不同。

當Nrf2與Keap1結合時是不具活性的，並且在這種狀態下會隨即被降解的。但是，一但在自由基或其他親核電子基的作用下Nrf2與 Keap1會解離，解離後，核轉錄因子會進入核內，與ARE(抗氧化反應元件)結合，結合後影響穀胱甘肽硫轉移酶，一系列的抗氧化酶體系激活，免去損傷。化妝品領域中用的黃酮類，可以激活Nrf2表達，如斛皮黃酮類等。

脂質過氧化:

皮膚中含有大量的脂質，其含有不飽和脂肪酸，為氧化攻擊之首要目標，氧化的損傷會導致角質層通透性的增加，氧化壓力往下走至顆粒層之細胞膜由脂質雙分子層構成(鞘脂、及蛋白訊號通路受損)，亦會是氧化壓力攻擊的靶點，脂筏(富含膽固醇和鞘磷脂的微結構域)亦會受損。這些脂質受損最終即形成糖化的產物稱為AGEs，一旦形成則難可逆。就像生活中的白豬肉，經料理-紅燒後變Q成彈性(變硬)的褐色(老人斑、脂褐素)肉，所以這脂質過氧化過程與化妝品領域的彈性缺失、衰老、下垂、黃化、暗沉、老年斑相關。外界的污染物(室內、室外、香菸、油煙)作用於皮膚後，首先發生的即是脂質過氧化路徑。所以這也是近年來空氣汙染對皮膚影響議題的原料被討論的原因。

此外炎症反應與氧化反應是相關的，例如環境汙染物含有芳香烴特多，作用於皮膚後，促進促炎因子的表達，香菸煙霧作用的途徑亦類似。

接著紫外線與氧化壓力的關係:

紫外線在損傷皮膚的時候，脂質過氧化的途徑是存在的(上述寫過)，而紫外線與外源性接觸性物質對皮膚的影響的不同點在於UVB可以進入表皮層達真皮上層，UVA可進入真皮的下層，進入後則會誘發DNA的損傷，產生嘧啶二聚体，這也是皮膚發生癌變的重要的原因之一，紫外線的影響亦會對膠原蛋白、彈性蛋白造成損傷，故紫外線與外源性的汙染物比較，紫外線的防護格外重要，因為它直接可以接觸到活細胞層，之後引起後續一堆反應。#請參考相對應原料介紹（點擊）

而化妝品中格外一提的是可見光中對ROS自由基生成的暴露機會佔了50%，而近年來藍光防護(含在可見光短波長)的議題則漸興之原因。#請參考相對應原料介紹（點擊（點擊）

氧化壓力與炎症之間的關係:

長時間的氧化壓力暴露，細胞將出現氧化應激狀態以及衰老的損傷，而線粒體則是活性氧的生成點，也是損傷的標靶部位，因線粒體DNA(mtDNA)缺乏組蛋白的保護和有效的修復機制，故這個部位是受損傷的首要部位，前面也提到粒腺體的損傷和脂核素的產生有關會引發細胞的凋亡。亦會隨著年齡的增加，免疫功能的下降造成促炎因子數量上升，抗炎因子數量減少。#請參考相對應原料介紹（（點擊））

故氧化壓力問題實屬重要的議題。

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