ข้อมูลบริการตรวจวิเคราะห์ประสิทธิภาพการกระตุ้นสารเมลาโทนินในเซลล์ประสาท (HEK293T cell line)

บริษัท วิสไบโอ (VISBIO) จำกัด มีบริการตรวจวิเคราะห์ประสิทธิภาพการกระตุ้นสารเมลาโทนินในเซลล์ประสาท (HEK293T cell line) ได้กับทุกผลิตภัณฑ์ในอุตสาหกรรมสุขภาพและความงาม, อุตสาหกรรมอาหารและเครื่องดื่ม, อุตสาหกรรมสมุนไพร หรืออุตสาหกรรมทางการแพทย์

เมลาโทนิน เป็นโมเลกุลที่พบได้ทั่วไปในธรรมชาติ  และสังเคราะห์ได้ทั้งในเซลล์และเนื้อเยื่อหลายแห่งนอกจากจะเป็นฮอร์โมนที่ผลิตขึ้นจากศูนย์กลางในต่อมไพเนียล (pineal gland) ของสัตว์มีกระดูกสันหลังในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม การสังเคราะห์ไพเนียล จะถูกกำหนดเวลาโดย suprachiasmatic nucleus ซึ่งประสานกับวงจรความสว่างและความมืด ผ่านทาง retinohypothalamic ทำให้เกิดการสังเคราะห์เมลาโทนินในเวลากลางคืน การผลิตเมลาโทนินในต่อมไพเนียล จะถูกควบคุมโดยระบบประสาท เริ่มจากไตรปโตฟาน (Tryptophan) ที่แปรเปลี่ยนเป็นเซโรโทนิน (Seratonin) และสุดท้ายเป็นเมลาโทนิน (Melatonin) ผ่านกระบวนการทางเคมีหลายขั้นตอน สารเมลาโทนินมีความสำคัญกับร่างกาย ได้แก่ การเป็นสารต้านอนุมูลอิสระ การลดปริมาณของ cAMP-PKACREB และ cGMP การกระทำผ่านตัวรับเมลาโทนินบนเซลล์ และการควบคุมยีนที่ปรับเวลาชีวภาพ นอกจากนี้เมลาโทนิน ยังสามารถควบคุม การเผาผลาญพลังงาน, การตอบสนองภูมิคุ้มกัน, การสร้างความร้อนแก่ร่างกาย, การเจริญเติบโต, การควบคุมน้ำหนักตัว เป็นต้น

ทำความรู้จักกับเมลาโทนิน

เมลาโทนิน (Melatonin) มีชื่อทางวิทยาศาสตร์ว่า N-acetyl-5-methoxy-tryptamine เป็นสารกลุ่ม Indoleamine ชนิดหนึ่ง และเป็นฮอร์โมนที่ร่างกายสร้างขึ้นจากต่อมไร้ท่อที่ชื่อว่าต่อมไพเนียล ซึ่งมีสารตั้งต้นคือกรดอะมิโน Tryptophan เมลาโทนินช่วยให้รู้สึกง่วงนอน แต่ถ้าเมลาโทนินหลั่งออกมาน้อยจะทำให้เกิดภาวะนอนไม่หลับได้ ร่างกายจะหลั่งฮอร์โมนเมลาโทนินในเวลากลางคืน

โดยหลั่งสูงสุดในช่วงเวลาประมาณ 02.00- 04.00 น. แล้วจะลดลงเรื่อยๆ จนหยุดในเวลา 7.00-8.00 น. ซึ่งความมืดจะเป็นตัวกระตุ้นให้เกิดการหลั่งเมลาโทนิน ในขณะที่แสงสว่างจะเป็นตัวยับยั้งการหลั่งเมลาโทนิน ในปัจจุบันมีการศึกษาพบว่า แสงสีฟ้าจากจอโทรศัพท์มือถือ มีผลชะลอการหลั่งเมลาโทนิน และในผู้สูงอายุ มีแนวโน้มที่จะหลั่ง เมลาโทนินลดลงด้วย ทำให้ผู้สูงอายุมักมีปัญหานอนไม่หลับได้มากขึ้น

การใช้เมลาโทนินทางการแพทย์ในผลิตภัณฑ์เสริมอาหารหรือยาในรูปแบบยาเม็ด แคปซูล หรืออมใต้ลิ้นนั้น จะช่วยให้นอนหลับได้ง่ายขึ้น เหมาะสำหรับผู้ที่มีปัญหาการนอนหลับที่ไม่ได้มีสาเหตุมาจากสภาวะทางจิต เช่น อาการนอนไม่หลับ นอนหลับยาก การนอนผิดเวลา เช่น การทำงานเป็นกะ หรือช่วยควบคุมการทำงานของนาฬิกาชีวภาพของร่างกาย จึงช่วยลดปัญหา Jet lag ระหว่างการเดินทางข้ามประเทศเป็นเวลานาน นอกจากนี้เมลาโทนินยังมีผลต่อร่างกายในด้านอื่นๆ เช่น มีฤทธิ์เป็นสารต้านอนุมูลอิสระ ต้านการอักเสบ และช่วยเสริมสร้างระบบภูมิคุ้มกันให้กับร่างกาย

สำหรับประเทศไทย เมลาโทนินขึ้นทะเบียนเป็นยาอันตราย สามารถจำหน่ายได้ในร้านขายยาหรือจ่ายตามแพทย์สั่งเท่านั้น โดยทั่วไปเมลาโทนิน เป็นยาที่ค่อนข้างปลอดภัยหากใช้ตามฉลากหรือตามที่แพทย์แนะนำ แต่อาจมีผลข้างเคียงเกิดขึ้นได้ เช่น ทำให้ง่วงซึม หรือปวดศีรษะ จึงควรหลีกเลี่ยงการขับขี่ยานพาหนะและการทำงานที่มีความเสี่ยงสูง และควรระวังการใช้ในผู้ป่วยโรคภูมิแพ้ตนเอง ผู้ป่วยลมชัก ผู้ที่มีปัญหาตับและไต หญิงตั้งครรภ์และให้นมบุตร

กระบวนการกระตุ้นการสร้างเมลาโทนิน

การสังเคราะห์เมลาโทนิน โดยเซลล์ที่เรียกว่า pinealocytes ในต่อมสมอง เรียกว่า ไขสันหลัง มีการควบคุมโดยระบบประสาทที่มาจากส่วนของสมองที่เรียกว่า นิวเคลียร์ช่องกลาง (hypothalamic paraventricular nuclei) เกิดจากที่เดียวกับระบบประสาท ซึ่งมีการส่งทั้งทางตรงและทางอ้อมไปยังเซลล์ประสาทระดับก่อนเส้นประสาทในคอร์ดไขสันหลัง (spinal cord) ส่งต่อมาผ่านทางเซลล์ประสาทช่วงบน ส่วนของเส้นประสาทที่เชื่อมโยงไปยังต่อมสมองส่วนที่เรียกว่าไขสันหลัง ส่วนบนของคอ แล้วส่งมาต่อมสมองที่เรียกว่าไขสันหลังที่เกี่ยวข้องกับต่อมสมองส่วนใต้ของสมอง ซึ่งเส้นประสาทที่เชื่อมโยงไปยังต่อมสมองส่วนนี้เป็นเส้นประสาทที่เรียกว่า conary nerves และมีการเดินทางไปยังต่อมสมองส่วนที่เรียกว่า pineal gland ตามภาพที่ 2

เมื่อ Norepinephrine ถูกปล่อยออกจากส่วนปลายประสาทแสงในระบบประสาทสมองหลัก มันจะสัมผัสกับเซลล์ pinealocytes ผ่านตัว noradrenergic receptors ที่อยู่บนเมมเบรนของเซลล์นั้น ๆ และเมื่อมีการสัมผัสนี้เกิดขึ้น มันจะกระตุ้นการทำงานของ cAMP-PKA-CREB และ PLC-Ca++-PKC ในเซลล์ เป็นการเริ่มกระบวนการสังเคราะห์เมลาโทนินที่สำคัญ ซึ่งส่งผลให้มีการเริ่มต้นการสังเคราะห์เมลาโทนิน

ภาพที่ 2 Neural control of pineal melatonin synthesis. RHT: retinohypothalamic tract. SCN: suprachiasmatic nucleus. PVH: paraventricular nucleus. SCG: superior cervical ganglion.

 

การสังเคราะห์เมลาโทนินเริ่มต้นด้วย tryptophan ซึ่งภายใต้การออกฤทธิ์ของ tryptophan hydroxylase จะถูกแปลงเป็น 5-hydroxytryptophan และต่อมาจะถูกแปลงเป็นเซโรโทนิน (serotonin) ซึ่งถูกกลั่นกรองด้วย arylalkylamine N-acetyltransferase: AANAT เพื่อกลายเป็น N-acetylserotonin: NAS ซึ่งต่อมาก็ถูกแปลงเป็นเมลาโทนิน โดยเอนไซม์ acetylserotonin O-methyltransferase: ASMT ที่เคยเรียกว่า hydroxy-indole-O-methyltransferase (HIOMT) ทั้งสามเอนไซม์นี้ถูกควบคุมโดยระบบประสาทและระบบส่งออกฮอร์โมนซึ่งควบคุมเวลา และปริมาณของสารเมลาโทนินที่ผลิตขึ้นได้ ดังภาพที่ 3

ภาพที่ 3 Melatonin synthesis pathway and hepatic metabolization. The enzymes are written in italic and the derived molecules are underlined.

 

การตรวจวิเคราะห์ประสิทธิภาพการกระตุ้นสารเมลาโทนินในเซลล์ประสาท (HEK293T cell line)

การทดสอบประสิทธิภาพการกระตุ้นสารเมลาโทนินในเซลล์ประสาท กับตัวอย่าง เป็นการทดสอบระดับเซลล์ ซึ่งเป็นการทดสอบ 2D Cell Culture ร่วมกับ enzymatic assay โดยผู้เชี่ยวชาญจะทำการเพาะเลี้ยงเซลล์ HEK293T ใน T-75 flask ในตู้เพาะเลี้ยงเซลล์ (incubator) ที่อุณหภูมิ 37 องศาเซลเซียส, 5%CO2 และความชื้นสัมพัทธ์ 5% ในระหว่างการเพาะเลี้ยงเซลล์ เปลี่ยนอาหารเลี้ยงเซลล์ทุกๆ 3 วัน เมื่อเซลล์พร้อมมีความหนาแน่นร้อยละ 80-90 จะทำการย้ายเซลล์ไปยัง 96-well plate หลังจากนั้นเติม cAMP reagent บ่มที่อุณหภูมิห้องเป็นเวลา 2 ชั่วโมง แล้วจึงเติมสารตัวอย่าง เพื่อทดสอบ บ่มที่อุณหภูมิห้องประมาณ 5-10 นาที แล้วจึงนำมาวัดค่า Luminescence สำหรับตรวจวัดปริมาณ cAMP ที่ถูกสร้างขึ้น (%cAMP production)

ตัวอย่างการรายงานผลการวิเคราะห์ประสิทธิภาพการกระตุ้นสารเมลาโทนิน

กราฟแสดง ปริมาณ %cAMP ที่สร้างขึ้น กับตัวอย่างผลิตภัณฑ์แคปซูลเมลาโทนินที่มีจำหน่ายในท้องตลาด (ปริมาณ melatonine 10 mg/แคปซูล 250 mg)

Literature:

  • บทความสุขภาพ เมลาโทนิน ช่วยให้นอนหลับได้จริงหรือ?, โรงพยาบาลศิริราช ปิยะมหาราชการุณย์
  • https://www.siphhospital.com/th/news/article/share/melatonin
  • บทความเผยแพร่ความรู้สู่ประชาชน เมลาโทนิน ตัวช่วยนอนหลับยอดฮิต, คณะเภสัชศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล https://pharmacy.mahidol.ac.th/th/knowledge/article/520/%E0%B9%80%E0%B8%A1%E0%B8%A5%E0%B8%B2%E0%B9%82%E0%B8%97%E0%B8%99%E0%B8%B4%E0%B8%99/
  • กรนิกา ยานการ , อารยา องค์เอี่ยม , พงศ์ธารา วิจิตเวชไพศาล, เมลาโทนินเหมาะสมหรือยังที่จะนำมาใช้ในวิสัญญี, วิสัญญีสาร 2562; 45(2).
  • วริยา โฮชิน, อนุชิตา มุ่งงาม, เมลาโทนินและฤทธิ์การต้านอนุมูลอิสระในผักจากท้องถิ่น, แก่นเกษตร 45 ฉบับพิเศษ 1 : (2560).
  • พิชญา โพธินุช, ศศิธร ตรงจิตภักดี, การสกัดและวิเคราะห์เมลาโทนินในสมุนไพรไทย, เรื่องเต็มการประชุมทางวิชาการของมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ ครั้งที่ 48: สาขาอุตสาหกรรมเกษตร. กรุงเทพฯ. 2553. หน้า 562-569.
  • ปัญญดา ปัญญาทิพย์, ปิยะสดุา โทสวนจิตร, สุธาสินี ทัพพสารพงศ์, ปราโมทย์ มหคุณากร, เพลินทิพย์ ภูทองกิ่ง, บรรลือ สังข์ทอง, การวิเคราะห์ปริมาณเมลาโทนินและศึกษาฤทธิ์ทางเภสัชวิทยาของสารสกัดจากใบหม่อน, การประชุมวิชาการและนำเสนอผลงานระดับชาติ The 5 th Annual Northeast Pharmacy Research Conference of 2013.
  • Chanchal Bhati , Neha Minocha, Deepika Purohit, Sunil Kumar, Manish Makhija, Sapna Saini, Deepak Kaushik and Parijat Pandey, High Performance Liquid Chromatography: Recent Patents and Advancement Biomedical & Pharmacology Journal, June 2022, Vol. 15(2), p. 729-746.
  • Lin, Jian & Zhang, Chunchan & Gao, Yaoxiang & Zhao, Xiaojun & Li, Xican. (2012). A Validated HPLC Method for Determining Melatonin in Capsule Dosage Form. Spatula DD – Peer Reviewed Journal on Complementary Medicine and Drug Discovery, January 2012; 2(3):147.
  • Manchester, L.C., D.X. Tan, R.J. Reiter, W. Park, K. Monis and W.B. Qi . 2000. High levels of melatonin in the seeds of edible plants-possible function in germ tissue protection. Life Sci. 67:3023–3029.
  • Reiter, R.J., L.C. Manchester, D.X. Tan. 2005. Melatonin in walnuts: Influence on levels of melatonin and total antioxidant capacity of blood. Nutrition. 21: 920-924.
  • Fernanda Gaspar do Amaral and José Cipolla-Neto, A brief review about melatonin, a pineal hormone, Arch Endocrinol Metab. 2018;62/4.