항산화 보호

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산소 역설

산소가 생명에 필수적이라는 것은 누구나 알고 있기에, 산소 부족을 두려워합니다. 사실 산소 없이는 살 수 없으며, 공기 중 산소 함량이 조금이라도 감소하면 우리의 건강에 직접적인 영향을 미칠 뿐만 아니라 생명체에게도 위험합니다(이것이 바로 "산소 역설"입니다). 산소는 산소를 그토록 필수적으로 만드는 바로 그 특성 때문에 위험해집니다.

모든 호기성(산소 호흡) 생물은 유기 분자를 산소로 산화시켜 에너지를 얻으며, 산소의 높은 산화력으로부터 스스로를 보호해야 합니다. 엄밀히 말하면 산화는 연소와 같습니다. 단지 체내에서 물질이 단계적으로 "연소"하면서 소량의 에너지를 방출한다는 것입니다. 유기 분자가 난로의 장작처럼 빠르게 타면 세포는 열 충격으로 죽게 됩니다. 분자가 산화되면 변하게 됩니다. 더 이상 이전과 같은 분자가 아닙니다. 예를 들어, 나무 셀룰로오스는 장작이 연소되는 동안 이산화탄소와 물로 산화되어 연기가 됩니다. 산화 반응은 무언가를 빼앗는 것으로 상상할 수 있습니다. 예를 들어, 누군가 길거리에서 당신의 지갑을 훔쳤다면 당신은 "산화"된 것입니다. 이 경우, 지갑을 훔친 사람은 "회복"된 것입니다. 분자의 경우, 산화 물질은 다른 물질로부터 전자를 가져와 회복됩니다. 산소는 매우 강력한 산화제입니다. 더욱 강력한 산화제는 산소 자유 라디칼입니다.

자유 라디칼

자유 라디칼은 반응성이 높은 분자의 일부입니다. 산소 라디칼은 전자가 부족하여 다른 분자로부터 전자를 빼앗으려 합니다. 성공하면 라디칼은 분자가 되어 게임에서 나가지만, 전자를 잃은 분자는 라디칼이 되어 강도의 길로 들어섭니다.

이전에는 비활성이었고 어떤 것과도 반응하지 않았던 분자들이 이제는 매우 기이한 화학 반응을 겪습니다. 예를 들어, 활성산소가 된 두 콜라겐 분자는 산소 라디칼과 접촉하면 활성도가 너무 높아져 서로 결합하여 이합체를 형성합니다. 반면 정상적인 콜라겐 섬유는 서로 결합할 수 없습니다. 가교결합된 콜라겐은 정상 콜라겐보다 탄성이 떨어지고, 기질 금속단백분해효소(기존 콜라겐을 분해하여 새롭게 합성된 콜라겐이 그 자리를 차지할 수 있도록 하는 효소)가 접근할 수 없습니다. 따라서 콜라겐 이합체가 피부에 축적되면 주름이 생기고 피부 탄력이 감소합니다.

DNA 분자에서는 단일 DNA 가닥의 두 부분조차도 라디칼이 될 수 있습니다. 이 경우, 두 부분이 서로 결합하여 한 DNA 분자 내부 또는 두 DNA 분자 사이에 교차 결합을 형성할 수 있습니다. 교차 결합 및 기타 DNA 분자 손상은 세포 사멸이나 암성 변성을 유발합니다. 효소 분자와 자유 산소 라디칼의 만남 또한 그에 못지않게 극적인 결과를 초래합니다. 손상된 효소는 더 이상 화학적 변형을 제어할 수 없게 되고, 세포는 완전한 혼돈에 빠집니다.

과산화란 무엇인가?

세포 내 자유 라디칼의 출현으로 인한 가장 심각한 결과는 과산화입니다. 과산화라고 불리는 이유는 그 산물이 과산화물이기 때문입니다. 살아있는 세포의 세포막을 구성하는 불포화 지방산은 과산화 메커니즘에 의해 산화되는 경우가 가장 흔합니다. 마찬가지로, 불포화 지방산을 함유한 기름에서도 과산화가 발생할 수 있으며, 기름은 산패됩니다(지질 과산화물은 쓴맛이 납니다). 과산화의 위험은 연쇄 메커니즘에 의해 발생한다는 것입니다. 즉, 이러한 산화의 산물은 자유 라디칼뿐만 아니라 지질 과산화물도 포함하고 있으며, 이는 매우 쉽게 새로운 라디칼로 변합니다. 따라서 자유 라디칼의 수와 그에 따른 산화 속도가 눈사태처럼 증가합니다. 자유 라디칼은 단백질, DNA, 지질과 같이 이동 중에 만나는 모든 생물 분자와 반응합니다. 산화 눈사태를 막지 못하면 유기체 전체가 죽을 수 있습니다. 자연이 강력한 보호 장치인 항산화 시스템을 제공하지 않았다면 산소가 있는 환경에 있는 모든 생물체에게 정확히 이런 일이 일어났을 것입니다.

항산화제

항산화제는 자유 라디칼의 산화 반응을 차단할 수 있는 분자입니다. 항산화제가 자유 라디칼과 만나면 자발적으로 전자를 내주어 완전한 분자로 만듭니다. 이 과정에서 항산화제 자체가 자유 라디칼로 변합니다. 그러나 항산화제의 화학 구조상 이러한 자유 라디칼은 다른 분자로부터 전자를 빼앗을 만큼 약하기 때문에 위험하지 않습니다.

항산화제가 산화제에 전자를 제공하여 파괴적인 과정을 방해하면 산화되어 비활성화됩니다. 활성 상태로 되돌리려면 다시 회복되어야 합니다. 따라서 항산화제는 숙련된 전문가처럼 보통 짝이나 그룹으로 활동하여 산화된 동료를 지원하고 빠르게 회복시킵니다. 예를 들어, 비타민 C는 비타민 E를, 글루타치온은 비타민 C를 회복시킵니다. 최고의 항산화 팀은 식물에서 발견됩니다. 식물은 해로운 영향으로부터 도망치거나 숨을 수 없기 때문에 상쇄할 수 있어야 하기 때문에 이는 쉽게 설명할 수 있습니다. 가장 강력한 항산화 시스템은 산자나무, 소나무, 전나무 등 혹독한 환경에서도 자랄 수 있는 식물에서 발견됩니다.

항산화 효소는 신체에서 중요한 역할을 합니다. 이러한 효소에는 슈퍼옥사이드 디스뮤타아제(SOD), 카탈라아제, 그리고 글루타치온 퍼옥시다아제가 있습니다. SOD와 카탈라아제는 항산화 쌍을 형성하여 활성산소와 싸워 연쇄 산화 과정을 방지합니다. 글루타치온 퍼옥시다아제는 지질 과산화물을 중화시켜 연쇄 지질 과산화를 차단합니다. 셀레늄은 글루타치온 퍼옥시다아제 기능에 필수적입니다. 따라서 셀레늄이 함유된 건강 보조 식품은 신체의 항산화 방어력을 강화합니다. 체내에는 항산화 특성을 가진 화합물이 많이 있습니다.

강력한 항산화 보호에도 불구하고, 자유 라디칼은 여전히 생물학적 조직, 특히 피부에 상당히 파괴적인 영향을 미칩니다.

이러한 현상의 원인은 체내 활성산소 생성을 급격히 증가시키는 요인으로, 이는 항산화 시스템의 과부하와 산화 스트레스를 유발합니다. 이러한 요인 중 가장 심각한 것은 자외선이지만, 염증 과정, 특정 독소 노출 또는 세포 파괴로 인해 과도한 활성산소가 피부에 나타날 수도 있습니다.

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화장품의 항산화제

요즘 피부를 활성산소로부터 보호해야 한다는 사실을 의심하는 사람은 거의 없습니다. 바로 이러한 이유로 항산화제가 화장품에서 가장 인기 있는 성분 중 하나가 되었습니다. 하지만 모든 항산화 크림이 피부를 보호할 수 있는 것은 아닙니다. 좋은 항산화 칵테일을 만드는 것은 매우 까다롭습니다. 서로 다른 항산화제가 서로 회복시켜 주는 혼합물을 만드는 것이 중요합니다.

예를 들어, 비타민 C가 비타민 E를 회복시킨다는 것은 알려져 있지만, 이 두 항산화제가 함께 작용하는 화장품 조성물을 만드는 것은 쉽지 않습니다. 비타민 E는 지용성이고 비타민 C는 수용성이므로, 살아있는 세포 내에서 이들은 세포막과 세포질의 경계에서 만나 복잡한 곡예 기술을 구사합니다. 또한, 아스코르브산은 쉽게 파괴되기 때문에 화장품 조성물에 첨가하기가 매우 어렵습니다. 현재는 더 안정적인 아스코르브산 유도체가 사용되고 있습니다. 예를 들어, 아스코르빌 팔미테이트는 지용성이고 안정적이며, 약물 제조 과정에서 제형에 포함시키기 편리합니다. 피부에서는 효소의 작용으로 팔미테이트(지방산)가 아스코르빌 팔미테이트에서 분리되어 생물학적 활성을 가진 아스코르브산이 방출됩니다. 아스코르빌 인산마그네슘과 아스코르빌 인산나트륨이라는 두 가지 유도체도 사용됩니다. 두 화합물 모두 물에 용해되며 화학적 안정성이 우수합니다. 비타민 C와 비타민 E를 모두 함유한 효과적인 크림을 만드는 한 가지 방법은 리포좀을 사용하는 것입니다. 이 경우, 비타민 C는 리포좀 내부의 수용액에 담겨 있고, 비타민 E는 리포좀의 지방막에 박혀 있습니다.

화장품 크림에서 매우 빠르게 파괴되는 아스코르브산은 채소와 과일에 보존됩니다. 다른 항산화제에도 마찬가지입니다. 즉, 식물 항산화 칵테일은 모든 인공 항산화제 혼합물보다 더 잘 구성되어 있다는 것을 의미합니다.

실제로 식물의 항산화 물질 세트는 동물이나 인간 조직보다 훨씬 풍부합니다. 비타민 C와 E 외에도 식물에는 카로티노이드와 플라보노이드(폴리페놀)가 함유되어 있습니다. "폴리페놀"이라는 단어는 벤젠 고리에 두 개 이상의 인접한 수산기를 가진 물질의 일반적인 총칭으로 사용됩니다. 이러한 구조 덕분에 폴리페놀은 자유 라디칼을 포획하는 역할을 할 수 있습니다. 폴리페놀 자체는 안정하여 중합 반응을 일으킵니다. 플라보노이드는 매우 강력한 항산화 특성을 가지고 있으며, 비타민 C와 E를 활성 상태로 유지하고 파괴로부터 보호합니다. 모든 식물은 자유 라디칼과 싸워야 하므로, 항산화 특성을 갖지 않는 식물은 없습니다(이것이 채소와 과일을 섭취하는 것이 매우 유용한 이유입니다). 하지만 가장 효과적인 항산화 세트를 함유한 식물도 있습니다.

몇 년 전, 녹차를 규칙적으로 섭취하면 악성 종양 발생 위험이 크게 감소한다는 사실이 밝혀졌습니다. 이 발견을 한 과학자들은 매우 놀라워서 그 이후로 하루에 몇 잔의 녹차를 마시기 시작했습니다. 녹차 추출물이 화장품에서 가장 인기 있는 식물성 항산화제 중 하나가 된 것은 놀라운 일이 아닙니다. 정제된 녹차 폴리페놀은 가장 뛰어난 항산화 효과를 가지고 있습니다. 자외선의 유해한 영향으로부터 피부를 보호하고, 방사선 보호 효과를 나타내며, 유해 화학 물질로 인한 피부 자극을 완화합니다. 녹차 폴리페놀은 히알루로니다아제 효소를 억제하는 것으로 밝혀졌는데, 이 효소의 활성 증가로 인해 노화된 피부에서 히알루론산의 양이 감소합니다. 따라서 노화 피부용 제품에 녹차를 포함하는 것이 좋습니다.

최근 과학자들은 여러 국가의 심혈관 및 종양 질환 통계를 분석하여 많은 흥미로운 발견을 이루었습니다. 예를 들어, 올리브 오일을 많이 섭취하는 지중해 지역 사람들은 종양 질환에 덜 취약하며, 동양 요리는 심혈관 질환과 호르몬 의존성 종양에 대한 탁월한 보호 효과를 보인다는 사실이 밝혀졌습니다. 활성산소는 종양과 심혈관 질환의 발병에 중요한 역할을 하기 때문에, 이러한 관찰을 통해 과학자들은 많은 새로운 항산화제를 발견할 수 있었습니다.

예를 들어, 매일 엄청난 양의 와인을 소비하는 아름다운 프랑스는 심혈관 및 종양 질환에 매우 유리한 통계를 보이는 것으로 알려져 있습니다. 한때 과학자들은 소량의 알코올이 건강에 이롭다는 이유로 "프랑스의 역설"을 설명했습니다. 그러다가 고귀한 레드 와인의 루비색이 가장 강력한 천연 항산화제인 플라보노이드 함량이 높다는 사실이 밝혀졌습니다.

다른 식물에서 발견되는 플라보노이드 외에도, 적포도에는 강력한 항산화제인 레스베라트롤이라는 독특한 성분이 함유되어 있어 특정 종양과 죽상동맥경화증의 발생을 예방하고 피부 노화를 늦춰줍니다. 와인의 치유력에 대한 믿음이 깊은 일부 과학자들은 하루에 최대 200~400ml의 적포도주를 마실 것을 권장합니다. 하지만 이 권장 사항을 따르기 전에, 여기서 말하는 적포도주는 순수 포도즙을 발효시켜 얻은 매우 고품질의 와인을 의미하며, 대용품이 아니라는 점을 명심해야 합니다.

가장 중요한 항산화제인 비타민 E는 순수한 형태가 아닌 식물성 오일의 일부로 화장품에 첨가될 수 있습니다. 비타민 E는 대두, 옥수수, 아보카도, 보리지, 포도, 헤이즐넛, 밀 배아, 쌀겨 등의 오일에 많이 함유되어 있습니다.

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항산화제는 얼마나 필요합니까?

그렇다면 항산화제가 그렇게 유용하다면 화장품에 더 높은 농도로 첨가해야 하지 않을까 하는 의문이 생깁니다. "많을수록 좋다"라는 공식은 항산화제에는 효과가 없으며, 오히려 상당히 낮은 농도에서 가장 효과적입니다.

항산화제가 너무 많으면 정반대, 즉 산화촉진제로 작용합니다. 이는 또 다른 문제를 야기합니다. 피부는 항상 추가적인 항산화제를 필요로 할까요, 아니면 항산화제를 추가하면 피부의 자연적인 균형을 깨뜨릴 수 있을까요? 과학자들은 이 문제에 대해 많은 논쟁을 벌이고 있으며, 아직 명확한 결론은 없습니다. 하지만 각질층을 넘지 않는 데이 크림에는 항산화제가 필수적이라고 단언할 수 있습니다. 이 경우, 항산화제는 외부 공격을 반사하는 보호막 역할을 합니다. 자연적으로 정밀하게 조절된 농도의 항산화제가 함유된 천연 오일을 피부에 바르고, 신선한 채소와 과일을 섭취하거나, 가끔 좋은 레드 와인을 마시는 것도 좋습니다.

피부의 천연 항산화 시스템에 가해지는 부하가 갑자기 증가한 경우에는 항산화 작용이 있는 영양 크림을 사용하는 것이 좋습니다. 어떠한 경우에도 바이오플라보노이드가 풍부한 식물 추출물, 비타민 C, 비타민 E와 카로티노이드가 함유된 천연 오일과 같은 천연 항산화 성분이 함유된 크림을 사용하는 것이 좋습니다.

항산화제는 정말 효과적인가?

과학자들 사이에서는 항산화제의 효능이 과장된 것인지, 그리고 항산화제가 함유된 화장품이 실제로 피부에 좋은지에 대한 논쟁이 끊이지 않습니다. 항산화제의 즉각적인 보호 효과, 즉 자외선으로 인한 피부 손상을 줄이는 능력(예: 햇볕에 타는 것을 예방), 염증 반응을 예방 또는 감소시키는 능력만 입증되었습니다. 따라서 항산화제는 자외선 차단제, 데이 크림뿐만 아니라 면도, 화학적 필링 등 다양한 피부 손상 후 사용하는 제품에도 분명히 유용합니다. 과학자들은 항산화제를 정기적으로 사용하면 실제로 노화를 늦출 수 있다는 데에 확신을 갖지 않습니다. 그러나 이러한 가능성은 부인할 수 없습니다. 항산화제의 효과는 항산화 칵테일의 구성에 따라 달라진다는 점을 이해하는 것이 중요합니다. 레시피에 항산화제 이름이 있다고 해서 제품이 효과적이라는 것을 의미하지는 않습니다.

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