Les polluants environnementaux peuvent induire un stress oxydatif et produire des radicaux libres, qui peuvent endommager les protéines, l'ADN et les membranes cellulaires. Ce phénomène se traduit par des rides et ridules, des rougeurs, une déshydratation et une perte de volume. Cependant, l'utilisation d'antioxydants et d'agents chélateurs de métaux dans la formulation des soins peut constituer une autre stratégie pour contrer ou prévenir ces effets néfastes induits.
Dans une étude, des chercheurs ont évalué les effets protecteurs d'un mélange d'antioxydants (15% d'acide L-ascorbique + 1% d'α-tocophérol + 0,5% d'acide férulique) contre les dommages causés par le stress oxydatif induit par l'ozone dans les kératinocytes humains. Les résultats ont montré que ce soin protège les cellules de la cytotoxicité induite par l'ozone, et diminue la formation de lipides peroxydés et d'espèces réactives de l'oxygène (ERO). En plus, une activation de Nrf2 et une régulation de la voie de signalisation NF-κB ont été observées.
L'acide férulique est le dérivé de l'acide cinnamique le plus courant, qui a une activité antioxydante et un rôle protecteur pour les principales structures de la peau (kératinocytes, fibroblastes, collagène, élastine). Il s'agit d'un piégeur de radicaux libres par transfert d'électron et d'hydrogène, mais aussi un inhibiteur des enzymes qui catalysent la génération de radicaux libres et un amplificateur de l'activité des enzymes antioxydantes.
L'acide phytique est un inositol hexaphosphate végétal naturel qui constitue 1 à 5% de la plupart des céréales, des fruits à coque, des légumineuses, des graines oléagineuses, du pollen et des spores. C'est un puissant inhibiteur de la formation de radicaux hydroxyles induits par le fer, car il peut former un chélate de fer unique qui devient catalytiquement inactif. L'acide phytique peut aussi inhiber efficacement la peroxydation des lipides.
Les caroténoïdes, comme le β-carotène, la lutéine, la zéaxanthine ou encore l'astaxanthine, font également partie du système de défense cellulaire contre les radicaux libres. En effet, ils sont capables de fixer les radicaux peroxyles (ROO°) afin de les stabiliser grâce à leur système de doubles liaisons conjuguées, inhibant ainsi la propagation des oxydations en chaîne.
Les composés phénoliques (polyphénols), dérivés de différentes plantes, atténuent le stress oxydatif cellulaire induit par les polluants. Leur pouvoir antioxydant est attribué à leur capacité à piéger les radicaux libres en les transformant en composés plus stables par don d'électron ou d'atome hydrogène conférée par leur structure aromatique, à chélater les ions métalliques, à réduire leur production par inhibition de l'activité des enzymes d'oxydation (xanthine oxydase, peroxyde oxydase, lipoxygénase, etc.) et à renforcer la capacité antioxydante cellulaire. Parmi les composés phénoliques les plus utilisés figurent la quercétine présente par exemple dans les oignons rouges et les câpres, le resvératrol trouvé principalement dans le raisin et la renouée du Japon, et les curcuminoïdes contenus dans le gingembre et le curcuma.
L'extrait de ginseng (INCI : Panax Ginseng Root Extract) contient des niveaux élevés de ginsénosides (environ 30%), ce qui lui confère une forte capacité antioxydante. Ils neutraliseraient jusqu'à 80% des radicaux libres, protégeant les membranes cellulaires et aidant la peau à se défendre contre la pollution et d'autres agressions environnementales
La niacinamide est une vitamine hydrosoluble avec des effets antioxydants et qui aide à réparer l'ADN endommagé. Une étude a révélé que la niacinamide a des propriétés inhibitrices sur la génération d'ERO induite par les PM2,5, ainsi que l'empêchement de l'oxydation des molécules, telles que les lipides, les protéines et l'ADN, induite par les PM2,5.
Les phytostérols (stérols végétaux) sont retrouvés dans diverses huiles dérivées des graines, des racines, des tiges, des feuilles et des fruits des plantes. Ils se sont révélés utiles pour réduire la production d'ERO, les réponses inflammatoires et les dommages cellulaires causés par les particules. Par exemple, le fucostérol, un stérol qui peut être isolé à partir d'algues, augmente l'expression des enzymes antioxydantes et parvient à réguler les voies de signalisation NF-kB et MAPK, réduisant ainsi les niveaux de cytokines pro-inflammatoires.
La vitamine C (INCI : Ascorbic Acid) est une vitamine hydrosoluble qui vise à limiter les dégâts cellulaires en agissant comme un agent réducteur. Instable, des formes synthétiques de la vitamine C peuvent être utilisées, comme le palmitate d'ascorbyle (INCI : Ascorbyl Palmitate), le phosphate d'ascorbyle de sodium (INCI : Sodium Ascorbyl Phosphate), le glucoside d'ascorbyle (INCI : Ascorbyl Glucoside) et l'ascorbate de tétrahexyldécyle (INCI : Tetrahexyldecyl Ascorbate).
La vitamine E (INCI : Tocopherol) est un terme recouvrant un ensemble de huit molécules organiques : quatre tocophérols et quatre tocotriénols. Seul l'α-tocophérol répond aux besoins humains en vitamine E. Il est capable de capter et de stabiliser les radicaux peroxyles produits durant la peroxydation lipidique, ce qui conduit à la formation d'une espèce neutre, réduisant ainsi leur nocivité.