สารต้านอนุมูลอิสระเร่งการโตของมะเร็งปอด

หลายคนต้องสูญเสียเงินจำนวนมากไปกับการซื้ออาหารเสริมจำพวกสารต้านอนุมูลอิสระมารับประทาน ด้วยความหวังว่าจะมีสุขภาพที่ดีขึ้น ซึงกลับเป็นแค่ความคาดหวังที่ไม่รู้แน่ชัดว่าจะเป็นไปได้จริงตามที่คาดหวังหรือไม่

 สารต้านอนุมูลอิสระ หรือรู้จักกันอีกชื่อหนึ่งคือ สารแอนติออกซิแดนซ์ (antioxidant) คือสารที่สามารถยับยั้งหรือชะลอการเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน (oxidation) ซึ่งเป็นสาเหตุของการเกิดอนุมูลอิสระ (free radical) เช่น การเกิดออกซิเดชันของลิพิด (lipid oxidation)  เป็นต้น

สารประกอบที่มีออกซิเจนในโมเลกุล เรียกว่า reactive oxygen species หรือ ROS

ROS ถูกจัดเป็นสารออกซิไดซ์แรงสูงที่มีความว่องไวสุงสุด สามารถเข้าทำปฏิกิริยากับสารชีวโมเลกุลต่างๆ ที่อยู่รอบข้างในทันทีที่ถูกสร้างขึ้น ยังผลให้เกิดความเสียหายแก่องค์ประกอบต่างๆ ของเซลล์ในร่างกาย ไม่ว่าจะเป็น การทำลายโครงสร้างดีเอ็นเอ การเปลี่ยนสภาพโปรตีนตลอดจนไขมันของเยื่อหุ้มเซลล์หรือการสร้างพันธะโควาเลนต์กับโปรตีนหรือเอนไซม์บางชนิดจนทำให้การทำงานของโปรตีนหรือเอนไซม์นั้นๆ ผิดปกติไป

Free radical หรือสารอนุมูลอิสระ ก็คือ อะตอมหรือกลุ่มของอะตอมที่มีอีเล็กตรอนเดี่ยว หรืออีเล็กตรอนที่ไม่มีคู่ (unpaired e-) ซึ่งไม่เสถียร (unstable) และมีพลังงานสูง (extra energy) มีความว่องไวต่อการเกิดปฏิกิริยาสูง (high reactivity) เพราะไม่ได้เกิดพันธะกับอะตอมตัวอื่นเพื่อ form โมเลกุล

ดังนั้น free radical นี้ มักจะหาทางไปจับคู่กับอะตอมหรือโมเลกุลใกล้ๆ เพื่อขอแบ่งอิเล็กตรอนจากโมเลกุลเหล่านั้น (เพื่อดุลประจุ หรือ neuturalization) โมเลกุลนั้นๆ ก็จะสูญเสียอิเล็กตรอนของมันเอง เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชั่น กลายเป็น free radical ตัวใหม่ กลายเป็นปฏิกิริยาลูกโซ่ (chain reaction) เหมือนกับโดมิโน เมื่อกระบวนการนี้เริ่มต้นขึ้นจะส่งผลเสียหายกับเซลล์ของเรา เพราะมันอาจไปเกิดปฏิกิริยากับส่วนที่สำคัญของร่างกาย เช่น DNA หรือ เยื่อหุ้มเซลล์ (cell membrane) ซึ่งจะส่งผลให้เซลล์ทำงานแย่ลงหรือตายได้ การป้องกันไม่ให้ free radical ทำอันตรายร่างกายโดยใช้ antioxidant

ปกติแล้ว free radical หรืออนุมูลอิสระจะเกิดขึ้นตลอดเวลาในร่างกายจากการหายใจ จากขบวนการเผาผลายภายในร่างกายระหว่างกระบวนการเมตาบอลิซึม (metabolism) ปฏิกิริยาออกซิเดเชัน (oxidation) หรือบางครั้งเซลล์ของเราก็สร้างมันขึ้นจากระบบภูมิคุ้มกันที่เกิดขึ้นเมื่อร่างกายได้รับไวรัสหรือแบคทีเรีย

ยังไงก็ตาม ปัจจัยจากสิ่งแวดล้อมก็มีส่วนสำคัญที่ทำให้เกิด free radical ขึ้นได้  free radical ที่พบได้ในมากสิ่งแวดล้อมคือ oxygen radical ซึ่งเกิดจากออกซิเจนในอากาศ  สิ่งแวดล้อมที่ว่านี้รวมไปถึงการปล่อย ionization radiation  (จากอุตสาหกรรม, ดวงอาทิตย์, รังสีคอสมิก และรังสี X จากการฉายแสง) โอโซน และ nitrous oxide (จากท่อไอเสีย) โลหะหนัก (เช่น ปรอท Hg, แคดเมียม Cd, ตะกั่ว Pb) ควันบุหรี่ (ทั้งผู้ที่สูบเอง และผู้ที่ไม่ได้สูบแต่รับเอาควันเข้าไป) แอลกอฮอลล์ ชา กาแฟ ไขมันไม่อิ่มตัว และสารเคมีและสารประกอบบางชนิดจากอาหาร น้ำ และอากาศ ย่าฆ่าแมลง และสารการบูด ซึ่งปัจจัยเหล่านี้ล้วนเป็นปัจจจัยที่เร่งการเกิดอนุมูลอิสระในร่างกาย

ถ้ามีอนุมูลอิสระมากจะก่อให้เกิดโรคแห่งความเสื่อมของร่างกาย เช่น โรคหลอดเลือด โรคหัวใจ และต้อกระจกเป้นต้น นอกจากนี้ยังพบว่า คนที่สูบบุหรี่ตากแดดเป้นประจำและมีความเครียด จะแก่เร้วกว่าวัยอันควร จากการศึกาาพบว่า อนุมุลอิสระบางชนิดนั้นไม่เป้นอันตรายและเซลลืเม็ดเลือดขาวจะใช้อนุมูล อิสระเหล่านี้ในการฆ่าเชื้อแบคทีเรีย ไวรัสและเซลล์มะเร้ง แต่ถ้ามีอนุมูลอิสระมากเกินกว่าที่ร่างกายต้องการมากก้จะเป้นอันตรายต่อร่าง กายได้

โดยปกติ ร่างกายจะมีวิธีในการกำจัด free radical ที่มีมากเกินได้ เพราะภายในร่างกายมีระบบเอนไซม์มากมายที่จะกำจัด free radical เรามีไมโครนิวเทรียนท์ แอนไทออกซิแดนต์ (micronutrient antioxidant) ได้แก่ วิตามินอี, เบต้า-แคโรทีน และ วิตามินซี และอื่นๆ นอกจากนี้ยังมีซีลีเนียม (selenium) ซึ่งเป็นโลหะตัวหนึ่งในระบบเอนไซม์ที่สามารถทำหน้าที่เป็น antioxidant แต่ถ้า antioxidant เหล่านี้ไม่สามารถทำหน้าที่ได้ หรือว่าอาจมี free radical เกิดขึ้นมากเกินไป จนสร้างความเสียหายขึ้น นอกจากนั้น ร่างกายเราก็ไม่สามารถผลิตวิตามินเหล่านี้ขึ้นได้เอง ดังนั้นทางที่ง่ายที่สุดคือเราต้องเสริมวิตามินหรือสารเหล่านี้จากอาหาร

กลไกการทำงานของสารต้านการเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน สามารถแบ่งได้เป็น 3 ชนิด คือ

1. Preventive antioxidant ป้องกันการเกิดอนุมูลอิสระ

2. Scavenging antioxidant ทำลายหรือยับยั้งอนุมูลอิสระที่เกิดขึ้น

3. Chain breaking antioxidant ทำให้ลูกโซ่ของการเกิดอนุมูลอิสระสิ้นสุดลง

ชนิดของสารต้านออกซิเดชันนั้นมีด้วยกันหลายชนิด เช่น

1. สารต้านออกซิเดชันที่ใช้เป็นวัตถุเจือปนอาหาร (food additive)

1.1. สารต้านออกซิเดชันธรรมชาติ ได้แก่ สารเคมีจากพืช เช่น ผัก ผลไม้ เครื่องเทศ สมุนไพร ชา

phenolic compounds ได้แก่ polyphenol ในเครื่องเทศ (spices) สารสกัดจากเมล็ดองุ่น ชา ขมิ้น
แอสตาแซนทิน (astaxanthin)
ยูจีนอล (eugenol) ในกานพลู
วิตามินซี (vitamin C)
วิตามินอี (vitamin E)
กรดซิตริก
แอนโทไซยานิน (anthocyanin)
ซีลีเนียม (selenium)

1.2. สารต้านออกซิเดชันสังเคราะห์ เช่น

BHA (butylated hydroxyanisole)
BHT (butylated hydroxytoluene)
TBHQ (tertiary butyl hydro quinone)
EDTA

ชนิดของพืช	ชนิดของสารต้านอนุมูลอิสระ
ชาเขียว	อีพิแกลโลแคทีชินแกลเลต อีพิแกลโลแคทีชิน และ อิพิแคทีชินแกลเลต
กานพลู ข่า ตะไคร้	ยูจีนอล
วานิลลา	วานิลลิน
ขิง	จินเจอรอล (gingerol)
พริก	แคปไซซิน (capsaicin)
งา	เซซามอล เซซามอลไดเมอร์ เซซาโมลินอล และเซซามินอล
ผักและผลไม้ที่มีสีเหลือง สีแดง หรือสีเข้ม บางชนิด	แคโรทีนอยด์
ถั่วเหลือง	เจเนสทีน ไอโซฟลาโวน (isoflavone)
ผักและผลไม้ที่มีสีม่วงและสีแดงบางชนิด เช่น องุ่น มะเขือม่วง ลูกหว้า หนามแดง	แอนโทไซยานิน
โรสแมรี่	คาร์โนซอล กรดโรสมารินิก กรดคาร์โนซิกและโรสมาริดิฟีนอล
ขมิ้น	เททระไฮโดรเคอร์คูมิน
พริกไทยดำ	กรดเฟรูลิก
ผลไม้	วิตามินซี
ชา	เอสเทอร์ของกรดแกลลิก

เมื่อไม่นานมานี้ได้มีการตีพิมพ์งานวิจัยในวารสาร Science Translational Medicine เป็นผลการศึกษาของทีมนักวิจัยสองทีม ทีมเเรกนำโดยศาสตราจารย์ Bergo และอีกทีมหนึ่งนำโดย Volkan savin นักวิจัยมะเร็งที่ค้นพบโดยบังเอิญว่าการรับประทานสารต้านอนุมูลอิสระ และวิตามินเสริมสองชนิดคือวิตามินอีและวิตามิน N-A-C หรือ อะเซทิล ซิสเทอีน (N-acetyl-cysteine) ซึ่งมีผลให้มะเร็งในปอดของหนูทดลองกำเริบรุนแรงขึ้น

ทีมวิจัยของ Martin Bergo จากมหาวิทยาลัย Gothenburg ได้แสดงให้เห็นว่า สารอนุมูลอิสระจะไปต่อต้านการทำงานของ ROS ในเซลล์มะเร็งเช่นเดียวกับเซลล์แข็งแรงทั่วไป โดยเฉพาะถ้าให้ในปริมาณที่เหมาะสมจะไปส่งเสริมการทำงานของกลไกในการลดสารอนุมูลอิสระ แต่ถ้าให้ในปริมาณมากเกินไปจะเป็นการช่วยเซลล์มะเร็งในการลดอนุมูลอิสระที่จะไปยับยั้งการเจริญเติบโตของเซลล์มะเร็ง

โดยในปี 2012 Cochrane Collaboration ได้ทำการวิเคราะห์ผลของการทดลองแบบสุ่มทั้งสิ้น 78 การทดลอง ซึ่งมีผู้เข้าร่วมรวมการทดลองรวม 296,707 คน โดย 26 การทดลองซึ่งมีจำนวนผู้เข้าร่วมทั้งสิ้น 215,900 คน ล้วนแต่เป็นผู้ที่มีสุขภาพแข็งแรง ในขณะที่อีก 52 การทดลอง มีจำนวนผู้เข้าร่วมทั้งสิ้น 80,87 คน เป็นบุคคลที่มีสุขภาพไม่แข็งแรง เช่นป่วยเป็นโรคเกี่ยวกับทางเดินอาหาร หัวใจและหลอดเลือด โรคเกี่ยวกับระบบประสาท โรคตา โรคผิวหนัง โรคไขข้ออักเสบ โรคไต โรคเกี่ยวกับต่อมไร้ท่อ และโรคอื่นๆ ที่ไม่ได้ระบุไว้ข้างต้น

ผู้เข้าร่วมเหล่านี้จะได้รับการสุ่มให้รับประทานอาหารเสริมต้านอนุมูลอิสระ ไม่ว่าจะเป็นเบต้าแคโรทีน วิตามินเอ วิตามินซี และเซเลเนียม เปรียบเทียบกับการให้รับประทานอาหารเสริมหลอก (placebo) มีผู้เข้าร่วมที่ได้รับอาหารเสริมต้านอนุมูลอิสระจำนวน 21,484 คน จาก 183,749 คน(11.7%) และ 11,479 คน จาก 112,958 คน (10.2%) ได้รับอาหารเสริมหลอก ผลการทดลองพบว่า ผู้เข้าร่วมที่ได้รับอาหารเสริมต้านอนุมูลอิสระมีแนวโน้มที่จะตายเร็วกว่ากลุ่มควบคุม 1.03 เท่า

ในขณะที่การศึกษาของ Volkan Savin ที่ทำการศึกษาเพื่อหาว่า P53 ที่อยู่ในดีเอ็นเอมีผลต่อการเกิดมะเร็งปอดในหนูได้อย่างไร แ่ละได้ทำการทดลองโดยให้สารต้านอนุมูลอิสระเพื่อหวังว่าจะไปยับยั้งการเจริญเติบโตของมะเร็งได้ ซึ่งจากการศึกษานี้ทำให้ทรารบผลที่ไม่คาดคิด (parodoxical effect) ของการให้สารต้านอนุมูลอิสระ 

Volkan savin ได้ทำการทดลองโดยให้หนูที่เป็นมะเร็งปอดระยะแรก รับประทาน NAC (N-Acetyl Cysteine) และวิตามินอี ในปริมาณเดียวกับที่ร่ายกายมนุษย์ได้รับยา (ปริมาณยาเทียบกับน้ำหนักตัว) พบว่า หนูที่ได้รับสารต้านอนุมูลอิสระจะมีการพัฒนาของเซลล์มะเร็งไวกว่าหนูที่ไม่ได้รับสารดังกล่าว และยังมีขนาดของเซลล์มะเร็งใหญ่กว่าหนูที่ไม่ได้รับมากถึง 3 เท่า สุดท้ายแล้วหนูที่ได้รับสารต้านอนุมูลอิสระตายเร็วกว่าหนูที่ไม่ได้รับมากถึง 2 เท่า

ภาพเซลล์มะเร็งปอดในหนู โดยภาพบนเป็นภาพก่อนการรับประทานสารต้านอนุมูลอิสระ
ภาพกลางเป็นภาพของเซลล์มะเร็งปอดในหนูที่รับประทาน NAC ในขณะที่ภาพล่างสุดเป็นภาพเซลล์มะเร็งของหนูที่ได้รับวิตามินอี

จากผลการทดลองดังกล่าวทำให้ Volkan Savin ศึกษาต่อไปจนพบว่าปกติแล้วในเซลล์มะเร็งจะมีสารประกอบที่มีออกซิเจนในโมเลกุล (ROS) น้อยกว่าเซลล์ปกติ เนื่องจากสารต้านอนุมูลอิสระไปลดระดับของ ROS ทำให้ดีเอ็นเอของเซลล์มะเร็งไม่ถูกทำลาย นอกจากนี้สารต้านอนุมูลอิสระยังไปลดการทำงานของโปรตีน P53 ซึ่งเป็นโปรตีนที่ป้องกันการเกิดมะเร็งโดยการป้องกันดีเอ็นเอถูกทำลายและยับยั้งการเจริญเติบโตของเซลล์ที่ผิดปกติ และยังปกป้องไม่ให้ดีเอ็นเอของเซลล์มะเร็งถูกทำลายอีกด้วย 

P53 : tumor protein 53 หรือชื่อทางการคือ Cellular tumor antigen p53 เป็น transcription factor ที่ควบคุม cell cycle และยังมีหน้าที่เป็น tumor suppressor ด้วย ทำให้ p53 มีความสำคัญในการยับยั้งมะเร็งของสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ จึงมีการกล่าวถึง p53 ว่าเป็น "the guardian of the genome", "the guardian angel gene", หรือ "master watchman" เนื่องด้วยบทบาทในการป้องกันการผ่าเหล่าของสารพันธุกรรม

P53 เป็นยีนที่กดหรือต้านมิให้เกิดมะเร็ง (tumor suppressor gene) โดยกลไกที่ทราบคือกระตุ้นให้เซลล์เข้าสู่ภาวะ apoptosis การกลายพันธุ๋ของ P53 นั้นเกิดได้ง่ายจากการกระตุ้นจากสิ่งแวดล้อมเช่นรังสี ultraviolet ยาเคมีบำบัด ฯลฯ

การเพิ่มการยับยั้งการทำงานของ P53 มีส่วนให้สารต้านอนุมูลอิสระยอมให้เซลล์มะเร็งเจริญเติบโตและแบ่งตัวได้เร็วขึ้นกว่าปกติ และโดยปกติแล้ว P53 จะถูกพบว่าไม่มีการทำงานในผู้ป่วยที่เป็นมะเร็งระยะสุดท้าย

แต่อย่างไรก็ตาม ยังมีความจำเป็นต้องศึกษาวิจัยเพิ่มเติมก่อนจะสามารถสรุปได้ว่าอนุมูลอิสระส่งผลเสียใดๆ ที่อาจเกิดต่อร่างกายมนุษย์ เนื่องจากการศึกษานี้เป็นเพียงการทดลองในหนูที่ถึงแม้ว่าจะมีกลไกในร่างกายคล้ายกับมนุษย์เพียงใด แต่ก็ไม่อาจสรุปได้ว่าจะให้ผลที่เหมือนกันในมนุษย์ ถึงแม้ว่าจะเลือกหนูที่มีความผิดปกติทางพันธุกรรมที่อาจก่อให้เกิดมะเร็งปอดเช่นเดียวกับในมนุษย์ก็ตาม

ปัจจุบัน ทีมวิจัยได้เริ่มทำการศึกษาทดลองเดียวกันนี้ในมะเร็งผิวหนัง มะเร็งเม็ดเลือด มะเร็งทางเดินอาหารว่าสารต้านอนุมูลอิสระจะส่งให้เกิดผลเช่นเดียวกันหรือไม่

อ้างอิงจาก
1. //www.the-scientist.com/?articles.view/articleNo/39022/title/Antioxidants-Speed-Up-Lung-Cancer/
2. stm.sciencemag.org/content/6/221/221ra15
3. //www.webmd.com/cancer/news/20140129/could-antioxidants-speed-up-cancer-progression