ไขข้อสงสัยผลกระทบของระบบต้านอนุมูลอิสระ

ปัจจุบันนี้จะมองไปทางไหนก็เห็นมีแต่คำโฆษณาผลิตภัณฑ์ที่มีคุณสมบัติในการต่อต้านอนุมูลอิสระ
แล้วคุณรู้กันหรือเปล่าว่าเจ้าอนุมูลอิสระมันคืออะไร? ทำไมเราถึงจำเป็นต้องเลือกทานผลิตภัณฑ์เสริมอาหาร
ที่มีสารต่อต้านอนุมูลอิสระมาตรฐานการผลิตระดับพรีเมี่ยม

คลิกอ่านบทความ “ป้องกันโรคร้ายด้วย “สารต้านอนุมูลอิสระ” กันเถอะ”

สำหรับสารอนุมูลอิสระสามารถแบ่งออกได้เป็น 2 กลุ่มคือ กลุ่มที่เป็น reactive oxygen species (ROS)
และกลุ่มที่เป็น reactive nitrogen species (RNS) ซึ่งแต่ละกลุ่มมีความแตกต่างกัน และในคนปกติ
อนุมูลอิสระเหล่านี้สามารถ เกิดขึ้นได้เองตามปกติจากกระบวนการเมทาบอลิซึมของเซลล์
(cellular metabolism) แต่เมื่อเกิดอนุมูลอิสระเหล่านี้ แล้ว ร่างกายจะมีกลไกในการกำ
จัดอนุมูลอิสระดังกล่าวซึ่งเรียกว่า ระบบการต้านอนุมูลอิสระ (antioxidant system)

Impacts-of-Antioxidative-System
Impacts-of-Antioxidative-System

เพื่อเป็นการลดภาวะเครียดออกซิเดชั่น ระบบการต้านอนุมูลอิสระประกอบไปด้วยระบบที่เป็นเอนไซม์
เช่น เอนไซม์ superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT) และ glutathione peroxidase (GPx) เป็นต้น
และระบบที่ไม่เป็น เอนไซม์ เช่น glutathione, วิตามิน A, E และ C และโคเอนไซม์ต่างๆ เป็นต้น
โดยเฉพาะระบบที่เป็นเอนไซม์จะมี บทบาทสำคัญในการต้านอนุมูลอิสระ

กล่าวคือเมื่อเกิดอนุมูลอิสระซุปเปอร์ออกไซด์แอนไอออน (superoxide anion, O-2)
ขึ้นภายในเซลล์ เอนไซม์ SOD จะทำหน้าที่ในการเปลี่ยนอนุมูลอิสระดังกล่าวเป็นไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์
(hydrogenperoxide, H2O2) และจะถูกเปลี่ยนไปเป็นออกซิเจน (O2)และนํ้า (H2O) ด้วยเอนไซม์ CAT
และ GPx ดังนั้นในที่นี้จะกล่าวเฉพาะรายละเอียดของระบบการต้านอนุมูลอิสระ

หรือการต้านภาวะเครียดออกซิเดชั่นที่เป็นระบบเอนไซม์เพราะเป็นระบบที่มีบทบาทสำคัญ
โดยยีนที่ควบคุมการสร้างเอนไซม์และคุณสมบัติของเอนไซม์ต้านภาวะเครียดออกซิเดชั่น
แต่ละชนิดสามารถอธิบายพอสังเขปได้ ดังนี้

1. ซุปเปอร์ออกไซด์ดิสมิวเตส (Superoxide dismutase, SOD) (Zelko et al., 2002) เอนไซม์ SOD
ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม สามารถแบ่งออกได้เป็น 3 ไอโซฟอร์ม (isoform) ที่แตกต่างกัน ดังนี้

  • คอปเปอร์-ซิงค์ ซุปเปอร์ออกไซด์ดิสมิวเตส (Copper-zinc superoxide dismutase,CuZn-SOD, SOD1)
    มีนํ้าหนักโมเลกุลประมาณ 32 kDa ซึ่งเป็นเอนไซม์ที่ประกอบด้วย 2 หน่วยย่อยมีโครงสร้างแบบ
    โฮโมไดเมอร์ (homodimer) โดยแต่ละหน่วยย่อยมีกลุ่มของโลหะ ได้แก่ คอปเปอร์และสังกะสีบริเวณเร่งปฏิกิริยาและมีฮีสติดีน 61 (Histidine 61) เป็นลิแกนด์ที่เชื่อมโมเลกุลทั้งสองพบเอนไซม์ชนิดนี้
    อยู่ในส่วนไซโทพลาสซึมช่องว่างภายในนิวเคลียส และไลโซโซมของเซลล์ เอนไซม์ชนิดนี้ถูกควบคุม
    การสร้างโดยยีน CuZn-SOD ซึ่งในมนุษย์ยีนดังกล่าวนี้จะอยู่ในโครโมโซมแท่งที่ 21 บริเวณแถบ 21q22
  • แมงกานีสซุปเปอร์ออกไซด์ดิสมิวเตส (Manganese superoxide dismutase, Mn-SOD,SOD2)
    มีนํ้าหนักโมเลกุลประมาณ 96 kDa มีโครงสร้างแบบเตตระเมอร์ (tetramer)
    เป็นเอนไซม์ที่มีแมงกานีส (Mn) เป็นโคแฟกเตอร์ และอยู่ภายในไมโทคอนเดรียเอนไซม์นี้
    ทำหน้าที่กำจัดอนุมูลอิสระภายในไมโทคอนเดรียซึ่งเป็นแหล่งที่สร้างอนุมูลอิสระกลุ่มออกซิเจน
    จำนวนมากจากกระบวนการหายใจระดับเซลล์ เอนไซม์ Mn-SOD ถูกควบคุมการสร้างโดยยีน Mn-SOD
    ซึ่งการศึกษาในเซลล์ลูกผสมของมนุษย์ กับหนูเมาส์ (mouse/human hybrids)
    พบว่ายีนดังกล่าวนี้จะอยู่ในโครโมโซมแท่งที่ 6 บริเวณแถบ 6q25
  • เอ็กตราเซลลูลาร์ซุปเปอร์ออกไซด์ดิสมูเตส (Extracellular superoxide dismutase,
    EC-SOD, SOD3) มีนํ้าหนักโมเลกุลประมาณ 135 kDa เป็นเอนไซม์ที่มีโครงสร้างแบบเตตระเมอร์
    ประกอบด้วยคอปเปอร์
    สังกะสีและไกลโคโปรตีน (glycoprotein) พบเอนไซม์ชนิดนี้อยู่ภายนอกเซลล์บริเวณช่องว่างระหว่างเนื้อเยื่อและเมทริกซ์ที่อยู่ภายนอกเซลล์ โดยพบมากในพลาสมานํ้าเหลืองนํ้าไขข้อและของเหลวภายในสมองและไขสันหลังดังนั้นจึงพบว่าเอนไซม์ชนิดนี้เป็นเอนไซม์
    หลักที่ช่วยในการกำจัดอนุมูลอิสระที่เกิดขึ้นในช่องว่างของผนังหลอดเลือดและถูกควบคุมการสร้าง
    โดยยีน EC-SOD ซึ่งในมนุษย์ยีนดังกล่าวนี้จะอยู่ในโครโมโซมแท่งที่ 4 
    บริเวณแถบ 4p-q21

2. คะตาเลส (Catalase, CAT) คะตาเลสเป็นเอนไซม์ที่พบในสิ่งมีชีวิตทุก ชนิดที่หายใจแบบใช้ออกซิเจน
ถูกค้นพบครั้งแรกโดย Louis Jacques Thénard ในปี 1818 โครงสร้างของเอนไซม์ CAT
เป็นแบบโฮโมเตตระเมอร์ (homotetramer) คือประกอบ สายโพลีเปบไทด์ (polypeptide) 4 สาย
ซึ่งเป็น 4 หน่วย ย่อย แต่ละหน่วยย่อยจะมีนํ้าหนักโมเลกุลประมาณ 60 kDa (Scibior and Czeczot, 2006)
บริเวณเร่งปฏิกิริยาจะมีเฟอริโปรโตพอร์ฟีริน 4 (ferriprotoporphyrin 4) และกลุ่มพรอสธีติค (prosthetic group)
คือเฮมิน (haemin) ซึ่งเป็นไอออนของโลหะที่ยึดติดอยู่กับเอนไซมด้วยพันธะโควาเลนต์ (covalentbond)
(Vainshtein et al., 1981) การสร้างเอนไซม์ CAT จะถูกควบคุมการสร้างโดยยีน CAT
ซึ่งในมนุษย์ยีนดังกล่าวนี้จะอยู่ในโครโมโซมแท่งที่ 11 บริเวณแถบ 11p13

3. กลูตาไทโอนเปอร์ออกซิเดส (Glutathioneperoxidase, GPx)
กลูตาไทโอนเปอร์ออกซิเดสเป็นเอนไซม์ที่มีโครงสร้างเป็นแบบเตตระเมอร์ ประกอบด้วย 4 หน่วยย่อย
ประกอบไปด้วยซีลีโนซิสตีอีน (selenocysteine) อยู่บริเวณเร่งปฏิกิริยา แต่ละหน่วยย่อยมีนํ้าหนักโมเลกุลประมาณ
22-23 kDa เอนไซม์ชนิดนี้ต้องการไอออนของโลหะซีลีเนียม (Se) เป็นโคแฟกเตอร์
โดยในการเปลี่ยนไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ (hydrogen peroxide, H2O2)
จำเป็นต้องอาศัยกลูตาไทโอนในรูปริดิวส์ (GSH) ในการทำงานและจะเปลี่ยนให้เป็นกลูตาไทโอนในรูปออกซิไดซ์ (GSSG) การทำ งานของเอนไซม์ชนิดนี้จะตรงกันข้ามกับเอนไซม์กลูตาไทโอนรีดักซิเตส
(glutathione reductase) ซึ่งจะเปลี่ยนกลูตาไทโอนในรูปออกซิไดซ์ให้กลับเป็นกลูตาไทโอนในรูปริดิวส์อีกครั้งสำหรับเอนไซม์ GPx จะถูกควบคุมการสร้างโดยยีน GPx ซึ่งในมนุษย์ยีนดังกล่าวนี้
จะอยู่ในโครโมโซมแท่งที่ 3 บริเวณแถบ 3p21.3

นอกจากปัจจัยของอายุที่มีผลต่อการเปลี่ยนแปลงของยีนที่ควบคุมการสร้างเอนไซม์และสมรรถนะ
ของเอนไซม์ในระบบการต้านภาวะเครียดออกซิเดชั่นแล้วในสภาวะร่างกายเดียวกันแต่ต่างอวัยวะยังพบว่า
สมรรถนะของเอนไซม์เหล่านี้จะตอบสนองต่อภาวะเครียดออกซิเดชั่นได้แตกต่างกัน

บทความสรุปย่อมาจาก ว. เภสัชศาสตร์อีสาน 2556;9(1) : 1-14

Leave comment

Your email address will not be published. Required fields are marked with *.