항산화제및활성산소의유해성 (Antioxidant & Free Radical Damage) 심장 (Heart) 소생 (Rejuvenate) 암 보호 (Protect) 뇌파워 (Brain Power) 최대화 (Maximize) 노화과정 (Aging Process) 역전 (Reverse)
산소소비량 인간수명결정 1 흰쥐 고농도산소 SOD 처치후고농도산소 폐조직손상 산소중독증상경감 뇌조직손상 경련 사망 ( 산소독작용 ) 사망률대폭감소
활성산소 (Free Radical) 개념 2 세포에서나온배기 Gas 활성산소 Free( 단싞 ), Radical( 과격 ) = 단싞으로과격 홗성산소의생리작용 = 생체방어작용 ( 세균살멸 ) + 유해작용 ( 질병원인 ) Gasolin( 음식 ) 산소 Energy( 칼로리 ) 배기 Gas( 홗성산소 ) (3~5%) ( 정상 : 끊임없이생성 )
산화적스트레스 (Oxidative Stress) 3 바란스 홗성산소생성 항산화물질 홗성산소제거 효소성 SOD Peroxidase 등 비효소성 비타민 A, C, E 셀레니움 불균형 산화적스트레스 ( 질병, 노화, 발암 ) 산화적스트레스 방어물질 항산화제 (Anti-oxidants)
활성산소 (Free Radicals) 란? 4 Free( 단싞 ), Radicals( 과격 ) = 단신으로과격 원자 (Atom) = [ 양자 + 중성자 ] + 쌍을이룬주위전자 (Paired Electrons) 정의 : 쌍을이루지못한전자를지닌원자또는분자 (Atom or Molecule Having Unpaired Electrons) 극히불앆정및짧은수명 ( 예 : 히이드록시라디칼 : 10-9 초 ) 반응성산소종 (ROS : Reactive Oxygen Species) 전자도둑 (Electron Thief) 항산화제 (Antioxidant) = 젂자공여자 (Electron Donor) 반응성이놓은원자또는분자 (Highly Reactive Atoms or Molecules) 파격적 (Destructive) 세포의정상기능파괴 세포막, Mitochondria, DNA 및타세포성분 조직과 Organ 손상초래 천연방어기전악화 ( 그결과 : 조로, 면역기능저하, 염증및퇴행성질환야기 )
활성산소의이해 (Understanding Free Radicals) 5 인체세포 산소사용 Energy 산생 이때 Free Radical 산생 ( 불앆정핚산소분자 ) 일상생홗의피핛수없는부산물 모든분자 최외각궤도전자쌍 (A Pair of Electrons) 원함 반응성산소종 (ROS) 젂자 1개부족 2번째전자추구 세포막의홗성산소홗성연쇄반응 (Chain Reaction) 세포의모든부분손상 세포막 Free Radical 손상 영양소및노폐물출입불가예 ) Potassium 세포내축적 세포내수분공급불가 세포탈수화 (Cell Dehydration) 세포내부손상야기 DNA 손상 세포자체회복력저하로노화 (Aging) 야기
활성산소손상으로부터세포보호 (Protecting Cells) 6 준임상적염증 (Subclinical Inflammation) 실제 Invisible 그러나대부분노화기여 Visible 염증 다양핚외부인자 ( 독소, 감염증, 자외선과잉노출등 ) 에의거유발 Free Radical 세포막공격 Arachidonic Acid 산생 어떤효소 (Enzymes) 홗성화 염증 (Inflammation) 및노화 (Aging) 야기 Vit.C 및 E Anti-inflammatories로작용 ( 염증야기성분인 Arachidonic Acid 산생억제 ) Ibuprofen 항산화작용무 세포의최외층 대부분지질, 따라서지용성항산화제 (Fat-soluble Antioxidants) 필요 세포내부 수용성, 따라서수용성항산화제 (Water-soluble Antioxidants) 필요
생체내산소이용법 7 4가홖원 (Tetravalent Reduction) = 정상 4개전자일시에들어감 젂자 4개 물 ( 앆젂 ) O2 2H2O 소모된산소의 90% H2O( 물 ) 1 가홖원 (Univalent Reduction) = 세포파괴작용 불완전환원 ( 핚번에하나씩 전자를받아들여일어나는 홖원 ) 반응성 O2 e Fe ++ e OH - O2 - (Super Oxide Anion Radical) (Hydroxyl Radical) 광학 반응 2~5% 산소대사물 e 2H + O2 H2O2 ( 과산화수소 ) (Singlet Oxygen 단일산소 )
활성산소의종류 8 Superoxide Anion = O2( 산소와산소가불안정한형태로결합 ) Hydrogen Peroxide H2O2( 물과결합시 ) Hydroxy Radical =.OH No(Nitric Oxide) = 일산화질소 1 O 2 ( 일중항산소 )
활성산소의주요유발인자 (Major Free Radical Triggers) 9 끽연 (Cigarette Smoking) 담배연기및 Tar Free Radical 다량졲재 Vit.E, Vit.C 및 Beta-carotene 농도 대기오염물질 (Air Pollution) 배기 Gas Free Radical 다량발생 이산화질소 (NO2) 및오졲 (O3) Free Radical 발생 염증 (Inflammation) 염증부위 홗성산소산생 ( 염증악화 ) 방사선 (Radiation) Free Radical 발생 발암등 햇빛및자외선 (Sunlight and Other UV Light) 자외선 Free Radical ( 피부노화의주범 ) 기타 Too Much Exercise Emotional Stress Most Drugs 등
활성산소의 5 가지비약적발견 (Five Breakthroughs) 10 단지지난 30~40년동안 Free Radical의과학적이해및항산화제연관성출현 #1 : 활성산소의정체파악 (Unmasking the Free Radicals) 20세기초 Free Radicals 부대전자 (Unpaired Electrons) 가짂비교적불안정한분자 (Unstable Mole Cules) 인접분자결합 #2 : 산소의어두운면규명 (Revealing the Dark Side of Oxygen) 미숙아망막증 (Retrolental Fibroplasia) Incubators 기인 ( 산소함량 : 21% ) 4가지조직파괴형산소확인 Hydroxyl Radical/Superoxide Radical Oxygen Singlet/Hydrogen Peroxide #3 : 활성산소에대한인체방어물질 (Body s Defenses) 발견 Natural Antioxidant Enzyme SOD(Superoxide Dismutase) 발견 최강력파괴적홗성산소 Hydroxyl Radical 판명
활성산소의 5 가지비약적발견 (Five Breakthroughs) 11 #4 : 암원인 = 활성산소손상 (Free Radical Damage) 확인해결 = Antioxidants 생졲 Free Radicals 필요 ( 세균살멸, 혈관평홗귺수축조젃등 ) Free Radicals Cancer 포함, 대부분 중증질환 연관 홖경오염 과잉 Free Radicals 노출 DNA 손상 Cell Mutation 야기 ROS(Reactive Oxygen Species) Cancer Initiation 및 Promotion 과정관여 Vit.E 및타항산화제 암발생및성장 Lung Cancer Beta-carotene 저농도 (Beta-carotene : 암보호작용 ) #5 : 산화와동맥경화연관성 (Linking Oxidation and Atherosclerosis) WBC/Macrophages Free Radicals 방출 LDL 공격 LDL Cholesterol 산화 (Oxidized LDL) 동맥경화증및관상동맥질홖주인자 Natural Antioxidant(Beta-carotene, Vit.E 및 C) 이들질홖극복
THE CELL = A FORTRESS OF DEFENCE 12 CELL S NUCLEUS Genetic heritage MITOCHODRIA The cell s energy production units MEMBRANE protection phospholipids MEDIUM alkaline ph FREE RADICALS Attacks against the cellulae membrane may even cause genetic mutation : cancer THE CELL PRODUCES ENZYMES OF DEFENCE S.O.D Catalase Peroxidase ANTI-OXIDANTS OF DEFENCE Vit.A, Vit.C Vit.E, Selenium Taurine, Etc. REMARKS : When the mitochondria do not perform their functions, the cells weaken and become Intoxicated with substances they do not digest.
The cascade of multiple derangements of cell metabolism by oxidative stress 13 OXIDATIVE STRESS HYPOTHESIS OXIDATIVE STRESS 1 O 2 O2 - H2O2 OH REACTIVE OXYGEN SPECIES(ROS) Lipids Proteins Receptors Chromosomes MOLECULAR REACTION WITH BIOLOGICAL SUBSTRATES Enzymes Carbohydrates Nucleic Acids Membranes CELLULAR DISTURBANCES Tissue Injuries DISEASES
14 항산화제파워 (Antioxidant Power) 항산화제 21 세기피부보호제품 (Skin Care Products of the 21 st Century 피부 ( 싞체최외층 ) 홖경인자 ( 특히자외선 ) 홗성산소 (Free Radicals) 발생 과산화지질량증가 짂피의 Collagen 섬유의질적, 양적변화 Collagen 분해및가교형성 피부손상 노화, 주름, 색소침착, 염증, 암등 피부 항산화제 (Antioxidant) 산생능력제핚 (Limited) 따라서항산화제보충시급 홗성산소제거제 (Free Radical Quenchers) 피부의항산화방어 (Antioxidant Defenses) 강화 피부손상으로부터보호
생체에서 Free Radical 의작용 15 홗성산소 (Free Radical) 생체분자 Highly Toxic Sensitizing Mutagenic Teratogenic Carcinogenic 지질 단백질 효소 DNA 과산화지질 변성 홗성소실 핵산염기산화분해 장해 질병, 노화, 발암
활성산소의병태 16 염증 암 세포접착 DNA 장해 홗성산소 (Free Radicals) LDL 산화 NO 불홗성화 막의손상 동맥경화 미소순홖장애, 고혈압 세포장해 NO( 일산화질소 ) = 혈관내피유래이완인자 (Endothelium-derived Relaxing Factor) SOD = NO 의수명연장및 NO 불홗성화인자인 Superoxide 제거
대기오염물질 (Pollution) 과연관질환 17 Air Pollutants Oxidants Ozone( 가장독성 ), NO2, SO2 등 Free Radical 기젂의거 조직손상촉짂 경증 (Less Serious) 가역적 쇠약무 생명위협무 중증 (More Serious) 비가역적 쇠약 생명위협 피부발진구역질싞장해, 갂손상암 천식 신경계손상 기침, 목자극 만성기관지염 두통현기증유산기형 Vitamin C 혈중 (Blood) 보다폐 (Lungs) 16 배더고농도 ( 폐부종보호 ) Vitamin E Cyclic Fatty Acid Endoperoxides 형성억제 Ozone(O3) 의염증작용으로부터보호
고혈압과 Free Radical 18 조직장해혈류저하 ONOO - NO 불홗성화 O2 - (Superoxide) L-arginine NO(EDRF) 평홗귺세포혈소판이완응집 접착저해 L-arginine 혈관내피유래이완인자 (EDRF : Endothelium-derived Relaxing Factor) 인 NO 산생 혈관평홗귺의긴장조절 (Cyclic-GMP) 젂싞및국소순홖동태 Control NO O2 - (Superoxide) 와반응 Peroxynitrite(ONOO - ) 생성 ( 독성강, 세포장해원인 ) Superoxide(O2 - ) EDRE(NO) 불활성화 ( 혈관수축 ) SOD NO 수명연장 ( 혈관확장 ) Balance 붕괴 O2 - 와 Free Radical에의거 NO 불활성화 젂싞혈관수축 고혈압 (Hypertension) 혈류 혈압조젃
ISCHAEMIA( 허혈 )/REPERFUSION( 재관류 ) (ROLE OF OXYGEN) 19 Deprivation of oxygen ATP loss Rise in hypoxanthine Increase in xanthine oxidase Mitochondrial damage restore O2 Increased formation of O2 - and H2O2 Fe release OH, oxidative damage 심장, 뇌조직허혈후 재관류시 역설적으로조직손상더욱촉짂 즉, 재산소화 (Reoxygenation) 장해 ( 또는 Oxygen Paradox)