ข้อมูลบริการทดสอบฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระ โดยศึกษาความสามารถในการลด %ROS (Reactive oxygen species)

บริษัท วิสไบโอ (VISBIO) จำกัด มีบริการตรวจวิเคราะห์ทดสอบฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระ (Anti-Oxidant) โดยศึกษาความสามารถในการลด %Reactive oxygen species (ROS) ระดับห้องปฏิบัติการ ด้วยผู้เชี่ยวชาญทางวิทยาศาสตร์ โดยการทดสอบทำการเพาะเลี้ยงเซลล์มะเร็ง ภายใต้สภาวะสองมิติ (2D Cell Culture) ได้กับผลิตภัณฑ์ในอุตสาหกรรมสุขภาพและความงาม โดยสารอนุมูลอิสระ (free radicals) หรือ Reactive oxygen species (ROS) เป็นโมเลกุลหรืออิออนที่มีอิเลคตรอนเดี่ยว อยู่รอบนอก จัดเป็นโมเลกุลที่ไม่เสถียรและว่องไวต่อการเกิดปฏิกิริยาเคมี จึงทำปฏิกิริยากับโมเลกุลต่าง ๆ ภายในร่างกายเพื่อให้ตัวมันเสถียร เมื่อมีอนุมูลอิสระเกิดขึ้นจึงเกิดการทําลายโมเลกุลอื่น ๆ ต่อเนื่อง ส่งผลให้เกิดการอักเสบของเนื้อเยื่อร่างกาย เกิดริ้วรอย รวมทั้งเป็นสาเหตุของการเกิดโรคต่างๆ ปัจจุบันมีการศึกษาวิจัยสารสกัดจากธรรมชาติ เช่น สมุนไพรและยาชนิดต่างๆ ที่มีฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระและต้านมะเร็งกันมากมาย ดังนั้นจึงมีการพัฒนาวิธีการตรวจวิเคราะห์ฤทธิ์การต้านอนุมูลอิสระมากขึ้น เช่น การตรวจวิเคราะห์ฤทธิ์การต้านอนุมูลอิสระกลุ่มที่มีออกซิเจนเป็นองค์ประกอบ (%ROS) ของสารสกัดต่างๆ ภายในเซลล์มะเร็ง

ทำความรู้จักกับอนุมูลอิสระ คืออะไร

อนุมูลอิสระ คือ โมเลกุลหรือสารที่ขาดประจุอิเล็กตรอนไป 1 ตัว ทำให้ไม่คงตัวและทำปฏิกิริยาได้อย่างรวดเร็วกับสารชีวโมเลกุลภายในเซลล์ เช่น ไขมัน โปรตีนและดีเอ็นเอ โดยอนุมูลอิสระสามารถดึงอิเล็กตรอนจากโมเลกุลของสารอื่นมาเข้าคู่กับอิเล็กตรอนไร้คู่ จึงทำให้โมเลกุลอื่นที่สูญเสียอิเล็กตรอนไป กลายเป็นอนุมูลอิสระโมเลกุลใหม่ อนุมูลอิสระที่เกิดขึ้นใหม่นี้สามารถดึงอิเล็กตรอนจากสารอื่นๆ ต่อกันเป็นปฎิกริยาลูกโซ่

ประเภทกลุ่มสารอนุมูลอิสระ แบ่งเป็น 3 กลุ่ม คือ

  1. กลุ่มที่มีออกซิเจนเป็นองค์ประกอบสำคัญ (Reactive oxygen species, ROS) เช่น Superoxide anion (O2), Hydroxyl (HO•), Hydroperoxyl (HO2• ), Peroxyl (RO2•), Alkoxyl (RO•), Carbonate (CO3 -•), Carbon dioxide (CO2 -•)
  2. กลุ่มที่มีในโตรเจนเป็นองค์ประกอบสำคัญ (Reactive nitrogen species, RNS) ) เช่น Nitric oxide radical (NO) และ Nitrogen dioxide radical (NO2)
  3. กลุ่มที่มีคลอรีนเป็นองค์ประกอบสำคัญ (Reactive chlorine species, RCS) เช่น Atomic chlorine (Cl•)

อนุมูลอิสระมีทั้งที่เกิดจากภายในร่างกาย (Endogenous reactive species) ซึ่งเกิดจากกระบวนการเมแทบอลิซึมโดยเฉพาะในไมโตคอนเดรีย(Mitochondrion) และอนุมูลอิสระที่เกิดจากภายนอกร่างกาย (Exogenous reactive species) เช่น ควันบุหรี่ ยาฆ่าแมลง รังสียูวีในแสงแดด ความร้อน และมลภาวะทางอากาศ และการอักเสบ ส่งผลให้เกิดความเสียหายแก่องค์ประกอบต่างๆ ของเซลล์ในร่างกาย เช่น ทำลายโครงสร้างของดีเอ็นเอ และเปลี่ยนสภาพโปรตีนรวมทั้งไขมันของเยื่อหุ้มเซลล์ นําไปสู่การเกิดโรคต่างๆ ที่เกิดจากอนุมูลอิสระ เช่น การชรา โรคมะเร็ง โรคหัวใจขาดเลือด โรคความจําเสื่อม โรคภูมิแพ้ ความดันโลหิตสูง ความผิดปกติของสายตา และระบบประสาท

ความสำคัญของสาร ROS (Reactive Oxygen Species) เชื่อมโยงกับสุขภาพร่างกาย

อนุมูลอิสระเป็นโมเลกุลที่ว่องไวในการทําปฏิกิริยากับสารชีวโมเลกุล ซึ่งเป็นองค์ประกอบหลักของเซลล์มีทั้งที่อยู่ในรูปของ Reactive Oxygen Species (ROS) และ Reactive Nitrogen Species (RNS) อนุมูลอิสระและไม่ใช่อนุมูลอิสระ ซึ่งจะไปกระตุ้นการเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน ทําให้เกิดอนุมูลอิสระตลอดเวลาและเกิดเป็นลูกโซ่ในสิ่งมีชีวิตที่หายใจโดยใช้ออกซิเจน

ROS นั้นเกิดจากการเผาผลาญอาหาร และสารต่างๆ จากกระบวนการสร้างพลังงาน การหายใจระดับเซลล์ รวมไปถึงเกิดขึ้นในกลไกการป้องกันตัวเองของร่างกายจากเชื้อจุลชีพต่างๆ หากร่างกายมีกระบวนการดังกล่าวมากเกินไป หรือร่างกายขาดสารต้านอนุมูลอิสระ จะทำให้มีการสะสมของ ROS มากขึ้นและทำให้เกิดภาวะ oxidative stress ขึ้นได้ โดยหากเกิดขึ้นในระยะเวลาสั้นๆ อาจจะไม่ส่งผลกระทบต่อสุขภาพมากนัก แต่หากเกิดเป็นเวลานานจะทำให้มีความเสี่ยงที่จะมีผลไปทำลายเนื้อเยื่อต่างๆ เยื่อหุ้มเซลล์ รวมถึง DNA นำไปสู่โรคในหลายระบบและนำไปสู่ความเสื่อมของอวัยวะต่างๆได้ เช่น โรคในระบบหัวใจและหลอดเลือด โรคทางสมองและระบบประสาท เช่น Parkinson และ Alzheimer ผลต่อระบบต่อมไร้ท่อต่างๆ มะเร็ง รวมไปถึงมีผลต่อความยืดหยุ่นของผิวหนัง เป็นต้น

ประโยชน์ของสารต้านอนุมูลอิสระ ต่อ %ROS

สารต้านอนุมูลอิสระ (Antioxidant) เป็นสารที่ช่วยป้องกันหรือชะลอการเกิดปฏิกิริยาออกชิเดชันในร่างกาย ช่วยกำจัดและลดปริมาณอนุมูลอิสระไม่ให้ไปทำลายสารประกอบของเซลล์ โดยสิ่งมีชีวิตมีการสร้างสารต้านอนุมูลอิสระ จับกับอนุมูลอิสระที่เกิดขึ้นในร่างกาย เพื่อช่วยลดปริมาณของอนุมูลอิสระ และป้องกันการทำลายเนื้อเยื่อ ทั้งนี้การป้องกันสารอนุมูลอิสระอาจต้องรับประทานอาหารที่มีสารต้านออกซิเดชันหรือสารต้านอนุมูลอิสระ ได้แก่ เบต้าแคโรทีน ไลโคปีน วิตามินซี วิตามินอี และวิตามินเอ ที่พบมากในผักและผลไม้ เพื่อช่วยเพิ่มปริมาณของสารต้านอนุมูลอิสระที่ร่างกายอาจสร้างได้ไม่เพียงพอในการทำลายอนุมูลอิสระ

นอกจากนี้การลดระดับ %ROS ในเซลล์สามารถทำได้ หลายวิธี เช่น การบริโภคอาหารที่เสริมสร้างสารต้านอนุมูลอิสระ เช่น วิตามิน C และ วิตามิน E, การออกกำลังกาย และการลดความเครียด นอกจากนี้ยังมีการศึกษาและพัฒนาสารสกัดจากพืชและสมุนไพรที่มีความสามารถในการลดระดับ %ROS ในเซลล์ เช่น สารสกัดจากเบอร์รี่, ไข่เป็ด หรือ กระเทียม เป็นต้น

การตรวจวิเคราะห์ฤทธิ์การต้านอนุมูลอิสระกลุ่มที่มีออกซิเจนเป็นองค์ประกอบ (%ROS) ภายในเซลล์มะเร็งด้วยการทำงานของเอนไซม์

ปัจจุบันมีการศึกษาวิจัยสารสกัดจากธรรมชาติ เช่น สมุนไพรและยาชนิดต่างๆ ที่มีฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระและต้านมะเร็งกันมากมาย ดังนั้นจึงมีการพัฒนาวิธีการตรวจวิเคราะห์ฤทธิ์การต้านอนุมูลอิสระมากขึ้น เช่น การตรวจวิเคราะห์ฤทธิ์การต้านอนุมูลอิสระกลุ่มที่มีออกซิเจนเป็นองค์ประกอบ (%ROS)​ ของสารสกัดต่างๆ ภายในเซลล์มะเร็ง สามารถวัดได้ด้วยวิธี DCFH-DA assay โดยอาศัยหลักการการให้สารเรืองแสงภายในเซลล์ ซึ่งสาร DCFH-DA (2,7-dichlorofluorescin-diacetate) เป็นสารประกอบ Nonfluorescent ที่สามารถซึมผ่านเข้าสู่เซลล์ เมื่อสาร DCFH-DA เข้าสู่เซลล์ เอนไซม์ Esterase ภายในเซลล์จะตัดหมู่ Diacetate ออกจากโมเลกุลของ DCFH-DA ทำให้ได้สาร DCFH ที่มีขั้วสูงขึ้น ทำให้อนุมูลอิสระที่อยู่ภายในเซลล์สามารถ Oxidize DCFH และให้ผลผลิตสุดท้ายเป็น DCF (2,7-dichlorofluorescein) ซึ่งเป็นสารฟลูออเรสเซนต์ที่เรืองแสง จึงใช้การวัดแสงฟลูออเรสเซนต์ที่เกิดขึ้นจากสาร DCF เป็นดัชนีวัดปริมาณ %ROS ภายในเซลล์มะเร็ง โดยจะรายงานผลระดับของการสร้าง ROS ในเซลล์มะเร็ง แสดงเป็นค่าการวัดสัญญาณ DCF fluorescence เทียบจากกลุ่มเซลล์ปกติ โดยให้ค่าเฉลี่ยของค่า relative fluorescence unit ที่ได้จากการวัดแสงฟลูออเรสเซนต์ของสาร DCF ในเซลล์ที่ incubated ด้วยซีรั่มของเซลล์ปกติเป็น 100 %

ตัวอย่างการรายงานผลการตรวจวิเคราะห์ฤทธิ์การต้านอนุมูลอิสระกลุ่มที่มีออกซิเจนเป็นองค์ประกอบ (%ROS) ภายในเซลล์มะเร็งด้วยการทำงานของเอนไซม์

รูปแสดง ระดับของการสร้าง ROS ในเซลล์ HCAEC แสดงโดยค่า DCF fluorescence (% of healthy control) (*p < 0.05, paired t-test ก่อนและหลังเข้าโปรแกรม)

Literature:

  • โกสินทร์ วิระษร และคณะ, ภาวะถูกออกซิไดซ์เกินสมดุลและสารต้านออกซิเดชั่นกับโรคมะเร็ง, ศรีนครินทร์ เวชสาร คณะแพทยศาสตร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น.
  • อนงนาฎ ไพนุพงศ์, อนุมูลอิสระและสารต้านอนุมูลอิสระกับสุขภาพ, วารสารวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยราชภัฏภูเก็ต, Vol. 1(2), 2017.
  • เบ็ญจมาศ จิตรสมบูรณ์, รายงานการวิจัยการตรวจสอบความเป็นพิษและฤทธิ์ทางชีวภาพของว่านขันหมาก, สำนักวิชาวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลยัเทคโนโลยีสุรนารี, กันยายน 2560.
  • อธิป สกุลเผือก, อนุมูลอิสระและสารต้านอนุมูลอิสระ ที่มา: สภาเภสัชกรรม
  • เอมอร แสงศิริ และคณะ, การเปลี่ยนแปลงจำนวนเซลล์มีชีวิต การสร้างสารอนุพันธ์ของออกซิเจน และภาวะเครียดจากออกซิเดชันในผู้ป่วยโรคหลอดเลือดหัวใจตีบสูงอายุที่ได้ปรับเปลี่ยนพฤติกรรมการดำเนินชีวิต, Chula Med J Vol. 54 No. 1 January – February 2010
  • จารวี สุขประเสริฐ, 2550, การเกิดและการป้องกันอนุมูลอิสระในตัวคุณ, กลุ่มฝึกอบรมเทคนิคทางห้องปฏิบัติการวิทยาศาสตร์ชีวภาพ สํานักพัฒนาศักยภาพนักวิทยาศาสตร์ห้องปฏิบัติการ