ข้อมูลบริการวิเคราะห์ทดสอบฤทธิ์ยับยั้งเอนไซม์แอลฟา-อะไมเลส (α-amylases)
บริษัท วิสไบโอ (VISBIO) จำกัด มีบริการรับวิเคราะห์ทดสอบฤทธิ์ยับยั้งเอนไซม์แอลฟา-อะไมเลส (α-amylases) ด้วยวิธี Enzymatic Assay กับสมุนไพรหรือผลิตภัณฑ์ที่สามารถออกฤทธิ์เกี่ยวกับโรคเบาหวาน โดยเอนไซม์ แอลฟา-อะไมเลส (α-amylases) เป็นเอมไซม์ที่ผลิตจากตับอ่อน และพบมากในต่อมน้ำลาย เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา ในการเปลี่ยนแป้งเป็นน้ำตาล โดยสลายพันธะในโมเลกุลของแป้ง ให้มีขนาดของโมเลกุลเล็กลง เป็นเดกซ์ทริน, น้ำตาลโมเลกุลคู่ เช่น มอลโทส และน้ำตาลโมเลกุลเดี่ยว เช่น กลูโคส โดยหากกระบวนการทำงานของเอนไซม์ α-amylase ถูกยับยั้งโดย α-Amylase Inhibitor จะช่วยลดความเสี่ยงของระดับน้ำตาลในเลือดสูง และลดปัจจัยเสี่ยงต่อโรคอ้วน และปัญหาต่างๆ เช่น ภาวะน้ำหนักเกิน หรือภาวะแทรกซ้อนในโรคเบาหวานได้ จากการศึกษางานวิจัย พบว่า พืชสมุนไพรมีบทบาทสำคัญในการรักษาโรคเบาหวาน ในปัจจุบันนี้ได้มีการค้นพบพืชมากกว่า 800 ชนิดที่สามารถรักษาโรคเบาหวานได้ ที่เทียบเท่าหรือดีกว่ายาแผนปัจจุบัน
โรคเบาหวาน (Diabetes mellitus)
โรคเบาหวาน (Diabetes Mellitus) เป็นความผิดปกติของร่างกายที่มีการผลิตฮอร์โมนอินซูลินไม่เพียงพอ ส่งผลทำให้ระดับน้ำตาลในกระแสเลือดสูงเกินปกติ โดยอินซูลิน (Insulin) เป็นฮอร์โมนที่ควบคุมระดับน้ำตาลในเลือดให้เป็นปกติ ผลิตโดยเบต้าเซลล์ (β-Cell) ของ Islets of Langerhans ในตับอ่อน
องค์การอนามัยโลกได้แบ่งโรคเบาหวานตามสาเหตุเป็น 4 ประเภท ดังนี้
- โรคเบาหวานชนิดที่ 1 พบในเด็กหรือผู้ที่มีอายุน้อยส่วนใหญ่น้อยกว่า 30 ปี มักผอม ตับอ่อนไม่สามารถสร้างอินซูลินได้ ในประเทศไทยพบผู้เป็นเบาหวานชนิดที่ 1 ร้อยละ 3.4
- โรคเบาหวานชนิดที่ 2 พบมากถึงประมาณร้อยละ 95-97 ของผู้เป็นเบาหวานในประเทศไทย ผู้เป็นส่วนใหญ่มักอ้วน อายุมากกว่า 40 ปี ตับอ่อนยังพอผลิตอินซูลินได้บ้าง แต่มีภาวะดื้อต่ออินซูลิน ปัจจุบันนี้พบในเด็กมากขึ้น โดยเฉพาะเด็กอ้วนเนื่องจากวิถีชีวิตที่เปลี่ยนแปลงไป มีการรับประทานอาหารที่มีไขมันมาก ขาดการออกกำลังกาย มักจะนั่งหน้าจอโทรทัศน์หรือจอคอมพิวเตอร์แทนการวิ่งเล่น หรือการเล่นกีฬา
- โรคเบาหวานชนิดอื่นที่มีสาเหตุเฉพาะ ได้แก่ โรคเบาหวานที่เกิดจากความผิดปกติทางพันธุกรรม โรคของตับอ่อน ความผิดปกติของฮอร์โมน การได้รับยาบางชนิด เช่น ยากลุ่มสเตียรอยด์ หรือสารเคมี เป็นต้น
- โรคเบาหวานที่เกิดขึ้นขณะตั้งครรภ์ ผู้เป็นจะต้องไม่มีประวัติเป็นโรคเบาหวานมาก่อนตั้งครรภ์ ในช่วงระหว่างการตั้งครรภ์จะมีฮอร์โมนจากรกซึ่งมีฤทธิ์ต้านอินซูลินเป็นผลให้ร่างกายตอบสนองต่ออินซูลินลดลง ถ้าไม่สามารถเพิ่มการสร้างอินซูลินให้เพียงพอจะทำให้เกิดเป็นโรคเบาหวานในขณะตั้งครรภ์ได้ หลังคลอดมักจะพบว่าโรคเบาหวานหายไป
กระบวนการกลไกการทำงานของ α-Amylase enzyme
เอนไซม์อัลฟ่าอะไมเลส (α-amylase) พบได้ในน้ำลายและตับอ่อน สามารถพบได้ในคน และสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม เป็นเอนไซม์ในกลุ่ม Hydrolases โดยหน้าที่ของเอนไซม์ตัวนี้คือการเร่งปฏิกิริยาการย่อย เช่น การสลายพันธะไกลโคซิดิกชนิดแอลฟา 1,4 (1,4-glycosidase bond) ในโมเลกุลของแป้ง (starch), อะไมโลเพคติน, อะไมโลส, ไกลโคเจนและมอลโตเด็กซ์ตริน เป็นต้น โดยกระบวนการย่อย คาร์โบไฮเดรตจะเริ่มต้นที่ปาก โดยสลายพันธะ 1,4-glycosidase bond ในโมเลกุลของแป้ง (starch) ให้มีขนาดของโมเลกุลเล็กลงทำให้ได้เป็นเดกซ์ทริน (dextrin), น้ำตาลโมเลกุลคู่ (disaccharide) เช่น มอลโทส (maltose) น้ำตาลโมเลกุลเดี่ยว (monosaccharide) เช่น กลูโคส (glucose) โดยกระบวนการดังกล่าวมีความสำคัญต่อการเพิ่มระดับน้ำตาลในเลือด ดังแสดงในรูป
ดังนั้นการยับยั้งเอนไซม์เอนไซม์อัลฟ่าอะไมเลส (α-amylase) ได้จึงจัดเป็นอีกกุญแจสำคัญของการป้องกันโรคเบาหวานได้ โดยหากรับประทานผลิตภัณฑ์ที่มีฤทธิ์ยับยั้งการทำงานของเอนไซม์แอลฟา – อะไมเลส ก็จะช่วยไม่ให้เกิดการสะสมน้ำตาลกลูโคสในกระแสเลือด และไม่มีการดูดซึมเข้าสู่ร่างกาย ซึ่งเหมาะกับผู้ที่ต้องการลด และควบคุมระดับน้ำตาลในเลือด
รูปที่ 1 กระบวนการเร่งปฏิกิริยาการเปลี่ยนแป้งเป็นน้ำตาล โดยเอนไซม์แอลฟา-อะไมเลส
สมุนไพรที่ช่วยส่งเสริมการยับยั้งการทำงานเอนไซม์ แอลฟา-อะไมเลส (α-amylase)
พืชสมุนไพรมีบทบาทสำคัญในการรักษาโรคเบาหวาน ในปัจจุบันนี้ได้มีการค้นพบพืชมากกว่า 800 ชนิดที่สามารถรักษาโรคเบาหวานได้ ที่เทียบเท่าหรือดีกว่ายาแผนปัจจุบัน ตัวอย่างสารสำคัญที่พบในพืช เช่น 1-deoxynojirimycin ซึ่งแยกได้จากพืชในวงศ์ Moraceae และสารกลุ่ม thiosugar ได้แก่ salacinol และ kotalanol ซึ่งแยกจากพืช Salacia reticulate Wight. ที่พบในประเทศศรีลังกา ทั้งนี้สารที่มีความสามารถในการยับยั้งการทำงานเอนไซม์ แอลฟา-อะไมเลส พบได้ในธัญพืชและพืชตระกูลถั่ว เช่น ถั่วขาว, ถั่วแดงและถั่วดำ เป็นต้น
วิธีการทดสอบฤทธิ์ยับยั้งเอนไซม์ แอลฟา-อะไมเลส (α-amylase)
การทดสอบสามารถทำการตรวจวิเคราะห์ได้กับตัวอย่าง สมุนไพร, สารสกัด, ผลิตภัณฑ์สมุนไพร หรือ ผลิตภัณฑ์เสริมอาหาร โดยการทดสอบฤทธิ์ยับยั้งเอนไซม์ แอลฟา-อะไมเลส มีรายละเอียด ดังนี้ นำตัวอย่างที่ต้องการทดสอบผสมที่ความเข้มข้นที่ต้องการกับสารละลาย sodium phosphate buffer (pH 6.8) และเอนไซม์ α-amylase ลงใน 96-well plate หลังจากนั้นนำไปบ่มที่อุณหภูมิห้องเป็นเวลา 10 นาที แล้วเติมสารละลาย 2-chloro-4-nitrophenyl-D-maltatrioside (CNPG3) เขย่าให้เข้ากัน บ่มที่อุณหภูมิห้อง นาน 30 นาที ทําการวัดค่าการดูดกลืนแสงที่ความยาวคลื่น 405 นาโนเมตร ด้วยเครื่อง Microplate Reader จากนั้นคํานวนหาค่าร้อยละของการยับยั้งเอนไซม์ α-amylase (%α-amylase inhibition)
โดยการรายงานผลทดสอบ สามารถรายงานผลได้ 2 แบบ ดังนี้
- การทดสอบประสิทธิภาพในการออกฤทธิ์ยับยั้งเอนไซม์ แอลฟา-อะไมเลส นั้นคือ ทดสอบว่าผลิตภัณฑ์ตัวอย่างมีคุณสมบัติยับยั้งเอนไซม์ แอลฟา-อะไมเลส
- การรายงานผลการทดสอบ โดยการคำนวณหาค่าความเข้มข้นของตัวอย่างที่ทำให้เกิดการออกฤทธิ์ยับยั้งเอนไซม์ แอลฟา-อะไมเลส 50% (IC50, the half maximal inhibitory concentration) ซึ่งการรายงานผลแบบนี้เหมาะสมกับตัวอย่างวัตถุดิบ สมุนไพร สารสกัด ที่ต้องการทราบ %การนำตัวอย่างไปพัฒนาในผลิตภัณฑ์สุขภาพและความงามต่างๆ
ตัวอย่างการรายงานผลการทดสอบฤทธิ์ยับยั้งเอนไซม์ แอลฟา-อะไมเลส (α-amylase)
การทดสอบฤทธิ์ยับยั้งเอนไซม์แอลฟา – อะไมเลสในหลอดทดลองของสารมาตรฐาน acarbose ซึ่งเป็นยาชะลอการย่อยและการดูดซึมน้ำตาลที่ย่อยได้จากคาร์โบไฮเดรตเข้าสู่ร่างกาย ทำให้ระดับน้ำตาลในเลือดหลังการรับประทานอาหารไม่สูงจนเกินไป โดยการทดสอบทำการคำนวณร้อยละการยับยั้งเอนไซม์แอลฟา – อะไมเลสในแต่ละความเข้มข้นของสารทดสอบเทียบกับสารมาตรฐาน acarbose
รูปแสดง ร้อยละการยับยั้งเอนไซม์แอลฟา – อะไมเลสในแต่ละความเข้มข้นของสารทดสอบเทียบกับสารมาตรฐาน acarbose
Literature:
- Colon Institute. (2012). รูปโครงสร้างเอนไซม์อะไมเลส [ระบบออนไลน์] . แหล่งที่มา http://colon-institute.org/supplements/amylase/
- Yang, C. Y., Yen, Y. Y., Hung, K. C., Hsu, S. W., Lan, S. J., & Lin, H. C. (2019). Inhibitory effects of pu-erh tea on alpha glucosidase and alpha amylase: a systemic review. Nutrition & diabetes, 9(1), 23. https://doi.org/10.1038/s41387-019-0092-y
- Nickavar, B., & Amin, G. (2011). Enzyme Assay Guided Isolation of an α-Amylase Inhibitor Flavonoid from Vaccinium Arctostaphylos Leaves. Iranian journal of pharmaceutical research: IJPR, 10(4), 849–853.
- J. Pure Appl. Microbiol., 2020, 14 (1): 573-580 | Article Number: 5860 https://doi.org/10.22207/JPAM.14.1.59
- ธนากรณ์ ดำสุด, 2561, การศึกษาพืชสมุนไพรในงานสาธารณสุขมูลฐานที่มีฤทธิ์รักษาโรคในสังคมผู้สูงอายุ, คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลศรีวิชัย.