จันทร์, ตุลาคม 14, 2019
   
Text Size

IP Address ท่าน คือ..

35.173.50.107

ค้นหา

Micro Full Moon

โรงเรียนบุรีรัมย์พิทยาคม กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ขอเชิญส่อง จันทรุปราคาเต็มดวง (พระจันทร์สีเลือด) วันที่ 28 กรกฎาคม 2561 เริ่มคลาดเวลา 01:35-05:05 น. (คืนวันที่ 27 กรกฎาคม 2561)และเป็นวันที่ดวงจันทร์มีขนาดเล็กที่สุด ที่เรียกว่า ไมโครฟลูมูน (Micro Full Moon) ซึ่งเป็นวันที่ดวงจันทร์ “เต็มดวงและโคจรอยู่ห่างจากโลกที่สุด” .

  • conjunction

    วันพุธที่ 23 มกราคม 2019 เวลา 03:19 น.
  • ส่องชมจันทร์ วันลอยกระทง ปี 2561

    วันศุกร์ที่ 16 พฤศจิกายน 2018 เวลา 09:14 น.
  • งานศิลปหัตถกรรมนักเรียนภาคตะวันออกเฉียงเหนือ ครั้งที่ ๖๘ ปีการศึกษา ๒๕๖๑

    วันศุกร์ที่ 13 กรกฏาคม 2018 เวลา 09:48 น.
  • Micro Full Moon

    วันศุกร์ที่ 06 กรกฏาคม 2018 เวลา 10:08 น.
  • BLUE MOON2

    วันอังคารที่ 09 มกราคม 2018 เวลา 08:09 น.

บทบาทของวิตามินซีต่อการเสริมสร้างคอลลาเจน

บทความ วิทยาศาสตร์น่ารู้

User Rating: / 2
แย่ดีที่สุด 

คอลลาเจน (collagen) เป็นโปรตีนชนิดเส้นใยที่ประสานกันอยู่นอกเซลล์ (extracellular matrix) ของเนื้อเยื่อเกี่ยวพัน (connective tissue) ในชั้นผิวหนังแท้ (dermis)  และมีอยู่ทั่วไปในร่างกาย  คอลลาเจนที่พบในร่างกายมีหลายชนิด (รูปที่ 1) ทำหน้าที่เสริมสร้างความแข็งแรงให้แก่กล้ามเนื้อ กระดูก และเอ็น (Ahtikoski A, 2003)

วิตามินเป็นสารอาหารที่จัดเป็นสารอินทรีย์ซึ่งจำเป็นต่อร่างกายของสิ่งมีชีวิต เกี่ยวข้องในกระบวนการเมแทบอลิซึม (metabolism) ของร่างกาย โดยมีหน้าที่เป็นสารตั้งต้นที่นำไปสร้างโคเอนไซม์ (coenzyme) ซึ่งเป็นปัจจัยร่วม (cofactor) ของเอนไซม์ในการเร่งปฏิกิริยาเคมีต่างๆ ในร่างกายของสิ่งมีชีวิต  โดยทั่วไปสามารถจำแนกวิตามินออกเป็น 2 กลุ่มใหญ่ๆ โดยอาศัยคุณสมบัติการละลายของวิตามินในตัวทำละลายที่ต่างกัน ได้แก่ วิตามินที่ละลายได้ในน้ำ (water-soluble vitamin ) และวิตามินที่ละลายได้ในไขมัน (fat-soluble vitamin) โดยบทความนี้จะกล่าวถึงวิตามินซีซึ่งละลายได้ในน้ำ



รูปที่ 1 ชนิดของคอลลาเจนในโครงสร้างกล้ามเนื้อ (Ahtikoski, A. 2003)


การสังเคราะห์คอลลาเจน

การสังเคราะห์คอลลาเจนเป็นกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์โปรตีน เกิดขึ้นในนิวเคลียสของเซลล์ fibroblast ในผิวหนังและเซลล์ osteoblast ในกระดูกโดยมีสายพอลีเปปไทด์ที่เรียกว่า โปรโตคอลลาเจน (protocollagen) ซึ่งกรดอะมิโนเหล่านี้จะถูกกระตุ้นทำให้กรดอะมิโนโปรลีน (proline) ถูกเติมหมู่ไฮดรอกซิล (hydroxyl group) โดยกระบวนการ hydroxylation กลายเป็น ไฮดรอกซีโปรลีน (hydroxyproline)  (Franceschi R. et al., 1994, Sharma S. R. et al.,  2008)  และกรดอะมิโนไลซีน (lysine) จะกลายเป็นไฮดรอกซีไลซีน (hydroxylysine)  ที่ทำให้การยึดเส้นใยหน่วยย่อยของคอลลาเจนให้เป็นมัดที่เสถียร โดยกระบวนการดังกล่าวจะเกิดขึ้นที่ไรโบโซม (ribosome) และทำให้เกิดโปรคอลลาเจน (procollagen) ขึ้น  จากนั้นโปรคอลลาเจนจึงถูกเติมหมู่น้ำตาลกลูโคสและน้ำตาลกาแลคโตสโดยกระบวนการ glycosylation ให้กับไฮดรอกซิไลซีน และกรดอะมิโนแอสปาราจีน (asparagine) แล้วสายโพลีเปปไทด์สามสายจะพันเป็นเกลียว (triple helix) โดยการเกิดพันธะไดซัลไฟด์ (disulfide bond) ภายในสายเดียวกันและระหว่างสาย   แล้วโปรคอลลาเจนจะถูกขนส่งออกจาก endoplasmic reticulum ผ่าน Golgi แล้วเริ่มเกิดการเกาะกลุ่มกันกลายเป็น secretory vesicles ในระหว่างการขนส่ง (Myllyharju, J. Kivirikko, K.I., 2004)   จากนั้นจะถูกคัดหลั่งออกมาอยู่นอกเซลล์ทางช่องขนาดเล็กที่เรียกว่า microtubules  แล้วส่วนปลายสายทั้งสองข้างของโมเลกุลโปรคอลลาเจนจะถูกตัดได้ด้วยเอนไซม์เฉพาะ  ทำให้โปรคอลลาเจนเปลี่ยนไปเป็นโทรโปคอลลาเจน (tropocollagen)  หลังจากนั้น โทรโปคอลลาเจนหลายๆ โมเลกุลจะรวมตัวกันโดยการเกิดพันธะโควาเลนต์  (covalent bond) เชื่อมประสานระหว่างโมเลกุล โดยเอนไซม์ lysyl oxidase เรียงตัวเป็นเส้นใย (fibril) ซึ่งอยู่ในเนื้อเยื่อเกี่ยวพัน

การสังเคราะห์คอลลาเจนเกิดขึ้นตลอดเวลาที่เรายังมีชีวิตอยู่ เพื่อการซ่อมแซมและแทนที่ส่วนที่ถูกทำลาย  การเสื่อมสภาพและทำให้คอลลาเจนที่ถูกทำลายให้กลับมาแข็งแรงนั้น กระบวนการโดยทั่วไปได้จากการสร้างโปรตีนที่ยังไม่สมบูรณ์ ซึ่งจำเป็นที่จะต้องสร้างโครงร่างของเซลล์ใหม่ เช่น กระบวนการสมานแผล เป็นต้น (Ritchie JE., 2008)


การเสื่อมสลายของคอลลาเจน

การเสื่อมสลายของคอลลาเจนที่เรียกว่า โปรตีโอไลซิส (proteolysis) จะทำให้คอลลาเจนที่อยู่ในเนื่อเยื่อเกี่ยวพันแตกออกเป็นชิ้นเล็กๆ  เกิดขึ้นโดยเอนไซม์เมทริกซ์เมทัลโลโปรตีเนส (matrix metalloprotenase หรือ MMPs) ที่ถูกคัดหลั่งออกจากเซลล์    เอนไซม์ที่สามารถตัดย่อยคอลลาเจน (collagenases) ได้ ตัวอย่างเช่น MMP-1 (Collagenase-1) คัดหลั่งจากเซลล์ fibroblast สามารถย่อยสลายคอลลาเจนชนิกที่ 1, 2, 3, 7, 8, 10 และเจลาติน, MMP-9 คัดหลั่งจากเซลล์ leucocyte สามารถย่อยสลายคอลลาเจนชนิดที่ 4, 5, 7, 10 และ 14 ได้ และ MMP-13 (Collagenase-3) คัดหลั่งจาก myofibroblast สามารถย่อยสลายคอลลาเจนชนิดที่ 1-5, 9-11 และเจลาตินได้  (Egeblad, M., Werb, Z., 2002) ดังนั้นการยับยั้งการทำงานของเอนไซม์ MMPs จะช่วยทำให้คอลลาเจนถูกทำลายลดลงได้


วิตามินซี

วิตามินซี มีชื่อทางเคมีที่นิยมเรียกกันทั่วไปว่า กรดแอสคอร์บิค (ascorbic acid)  มีบทบาทต่อการสร้างคอลลาเจนในปฏิกิริยาไฮดรอกซิเลชั่น (hydroxylation) ซึ่งเป็นการเติมหมู่ไฮดรอกซีบนโมเลกุลของกรดอะมิโนโพรลีน (proline) และไลซีน (lysine) ในโปรคอลลาเจน โดยเอนไซม์โพรลิลไฮดรอกซีเลส (prolyl hydroxylase) และไลซิลไฮดรอกซีเลส (lysyl hydroxylase) จะใช้กรดแอสคอร์บิกเป็นปัจจัยร่วม ทั้งนี้ hydroxyproline มีบทบาทสำคัญในการทำให้เกลียวสามสายภายในโมเลกุลของคอลลาเจนแข็งแรง และ hydroxylysine เป็นตำแหน่งที่ทำให้เกิดพันธะเชื่อมกันระหว่างโมเลกุลของคอลลาเจนที่เรียกว่า glycosylation    การเกิดแผลที่มุมปากจากโรคลักปิดลักเปิด (scurvy) ที่มักนิยมเรียกว่า โรคปากนกกระจอกนั้น เกิดขึ้นเนื่องจากการขาด hydroxyproline ในสายคอลลาเจน   นอกจากนี้การวิจัยของฟีฝเฝอร์และคณะในปี 1998 แสดงให้เห็นว่าการรับประทานวิตามินซีในประมาณที่เพียงพอจะช่วยลดการสร้างเอนไซม์เมทริกซ์เมทัลโลโปรตีเนสได้ ทำให้คอลลาเจนถูกทำลายได้น้อยลง  ดังนั้นการรับประทานผักและผลไม้ที่อุดมไปด้วยวิตามินซีจึงมีส่วนช่วยให้ร่างกายเราสามารถดูดซึมวิตามินดังกล่าวมาใช้ในการเสริมสร้างคอลลาเจนให้แข็งแรงได้  การศึกษาของเคาและคณะ ในปี 1998 แสดงให้เห็นว่าผู้สูงอายุที่รับประทานเครื่องดื่มที่ผสมผลไม้หรือผักพร้อมอาหารมื้อเช้า ทุกวันเป็นเวลา 2 สัปดาห์ เช่น สตรอเบอร์รี่ 240 กรัม หรือผักขม (spinach) 294 กรัม จะตรวจพบปริมาณวิตามินซีในปัสสาวะสูงกว่าผู้สูงอายุที่ดื่มน้ำมะพร้าวหรือดื่มไวน์แดงที่กำจัดแอลกอฮอล์ออกแล้วปริมาตร 300 มิลลิลิตร (ระดับวิตามินซีเฉลี่ยในปัสสาวะ เท่ากับ 217±23, 197±33, 173±24 และ 177±19 ไมโครโมลต่อชั่วโมงต่อลิตร (µmol/h·l) ตามลำดับ)

โดยทั่วไปแล้ววิตามินซีที่มีส่วนเกี่ยวข้องกับการสร้างคอลลาเจนจะต้องอยู่ในรูป L-ascorbic acid (รูปที่ 3ก) แต่เนื่องจากวิตามินซีในรูปแบบดังกล่าวมีแนวโน้มที่จะสลายตัวอย่างรวดเร็ว เช่น เมื่ออยู่ในระบบทางเดินอาหารของเราจะเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชั่น (oxidation) ขึ้น วิตามินซีจะกลายเป็น L-dehydroascorbic acid ดังแสดงในรูปที่ 3ข อย่างไรก็ตามสารดังกล่าวเมื่อซึมผ่านเข้าไปในเซลล์หรือในกระแสเลือดแล้วจะสามารถเปลี่ยนกลับไปเป็น L-ascorbic acid ได้ง่าย



แหล่งของวิตามินซี

ในร่างกายของคนเราไม่สามารถสังเคราะห์วิตามินซีขึ้นเองได้  ดังนั้นเราจำเป็นต้องรับประทานผักและผลไม้ที่มีวิตามินซี ดังแสดงในตารางที่ 1 และ 2  อย่างไรก็ตามวิตามินซีเป็นวิตามินที่มีการเสื่อมสลายได้ง่าย   การเก็บรักษาผักและผลไม้จึงมีผลต่อปริมาณวิตามินซีที่คงเหลือในผักและผลไม้ ดังรายงานการวิจัยของฟาเวลล์ ในปี ค.ศ.1998 โดยการแช่เย็นผักต่างๆ ไว้ในอุณหภูมิ 20°C และ 4°C พบว่า ผักที่เก็บไว้ที่อุณหภูมิ 20°C จะมีการเสื่อมสลายของวิตามินซีเร็วกว่าผักที่เก็บไว้ในตู้เย็นที่อุณหภูมิ 4°C  โดยวิตามินซีที่มีอยู่ในถั่วและบรอคโคลี่จะยังคงเหลือประมาณ 50% ของปริมาณที่พบในผักสด เมื่อเก็บไว้ที่อุณหภูมิ 4°C เป็นเวลา 21 วัน  ขณะทิ่วิตามินซีในถั่วเขียวและผักโขมจะมีปริมาณลดลงอย่างรวดเร็วภายใน 14 วัน ไม่ว่าจะเก็บไว้ที่อุณหภูมิ 4°C หรือ 20°C  อย่างไรก็ตามแครอทที่เก็บไว้ที่อุณหภูมิทั้งสองสภาวะ เป็นเวลา 21 วัน ยังคงมีปริมาณวิตามินซีเหลือไม่น้อยกว่า 50% ซึ่งการเสื่อมสลายของวิตามินซีสามารถอธิบายได้ด้วยสมการทางคณิตศาสตร์แบบปฏิกิริยาอันดับหนึ่ง (first-order  reaction) (Van den Broeck, I. et al., 1998)



ตารางที่ 1 ปริมาณวิตามินซีในผลไม้บางชนิด (มิลลิกรัมต่อน้ำหนักผลไม้สด 100 กรัม)


รายการผลไม้

สภาวะ

L-ascorbic acid

Dehydroascorbic acid

รวม

กล้วย

สด

15.3

3.3

18.6

แบล็คเบอร์รี่

สด

18.0

3.0

21.0


แช่เย็น

16.5

3.0

19.5

แบล็คเคอร์เร็นท์

สด

86.0

6.0

92.0


แช่เย็น

61.0

3.0

64.0

แคนตาลูป

สด

31.3

3.0

34.3

องุ่น

สด

21.3

2.3

23.6

ผลกีวี

สด

59.6

5.3

64.9


แช่เย็น

39.4

12.1

51.5

มะนาว

สด

50.4

23.9

74.3

ส้มแมนดาลิน

สด

34.0

3.7

37.7

ส้ม (แคลิฟอร์เนีย)

สด

75.0

8.2

83.2

ส้ม (ฟอริด้า)

สด

54.7

8.3

63.0

พลับ

สด

110.0

100.0

210.0


แช่เย็น

122

87

209

ราสเบอร์รี่

สด

27.0

2.0

29.0


แช่เย็น

22.0

5.0

27.0

แตงโม

สด

8.0

1.7

9.7

สตรอเบอร์รี่

สด

60.0

5.0

65.0


แช่เย็น

27.0

34.0

61.0


ที่มา   Postharvest Biology and Technology 20 (2000) หน้า 209


ตารางที่ 2 ปริมาณวิตามินซีในผักบางชนิด (มิลลิกรัมต่อน้ำหนักผักสด 100 กรัม)


รายการผัก

สภาวะ

L-ascorbic acid

Dehydroascorbic acid

รวม

บรอคโคลี่

สด

89.0

7.7

96.7


ต้ม

37.0

2.6

39.6

กระหล่ำปลี

สด

42.3

-

42.3


ต้ม

24.4

-

24.4

กระหล่ำดอก

สด

54.0

8.7

62.7

ผักกระหล่ำใบ (collards)

สด

92.7

-

92.7


ต้ม

40.7

-

40.7

มาสตาร์ดเขียว

สด

36.2

-

36.2


ต้ม

4.8

-

4.8

พริกแดง (red peppers)


151.0

4.0

155.0

พริกเขียว (green peppers)


129.0

5.0

134.0

ผักขม (spinach)

สด

62.0

13.0

75.0


ต้ม

12.0

18.0

30.0

สวิสชาร์ด (swiss chard)

สด

-

45.0

45.0


ต้ม

-

9.0

9.0

มะเขือเทศ

สด

10.6

3.0

13.6


ที่มา   Postharvest Biology and Technology 20 (2000) หน้า 209

สรุป

วิตามินซีในรูป L-ascorbic acid ซึ่งพบได้จากธรรมชาติในผักและผลไม้ต่างๆ มีความสามารถในการกระตุ้นการสร้างคอลลาเจนได้ โดยวิตามินซีมีบทบาทในปฏิกิริยา hydroxylation ที่มีส่วนเกี่ยวข้องกับการสร้างคอลลาเจน  นอกจากนี้ยังสามารถยับยั้งเอนไซม์ matrix metalloprotenase (MMPs) ซึ่งมีคุณสมบัติที่สามารถตัดย่อยคอลลาเจน   วิตามินซีมีบทบาทในการเป็นปัจจัยร่วมระหว่างขั้นตอนการสังเคราะห์คอลลาเจน หากร่างกายขาดวิตามินซี คอลลาเจนที่สร้างขึ้นก็จะเกิดการแตกหัก ซึ่งจะนำไปสู่อาการผิดปกติของโรคต่างๆ เช่น โรคลักปิดลักเปิดได้   โดยทั่วไปการรับประทานผักและผลไม้ที่เป็นแหล่งของวิตามินซีจะมีความปลอดภัยสูง   อย่างไรก็ตามการเสริมวิตามินซีในขนาดที่สูงจะต้องระวังโดยเฉพาะอย่างยิ่งในคนที่มีภาวะพร่องหรือขาดเอนไซม์ glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6PD) เนื่องจากมีรายงานวิจัยที่ให้วิตามินซีประมาณ 80 กรัม โดยการฉีดเข้าหลอดเลือดดำ  พบการตกตะกอนของวิตามินซีและยังทำให้เกิดภาวะโลหิตจางรุนแรงเนื่องจากเม็ดเลือดแดงแตก (hemolytic anemia) ได้  (Beutler, E., 1994)   อย่างไรก็ตามกลไกการทำให้เม็ดเลือดแดงแตกยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัดเนื่องจากวิตามินซีไม่สามารถทำให้เม็ดเลือดแดงในหลอดทดลอง  แต่ในร่างกายของผู้ป่วยจะพบเม็ดเลือดแดงที่มีลักษณะของการบาดเจ็บเนื่องจากออกซิเจน (oxidative injury)


ที่มา www.scimath.org/chemistryarticle/item/614-vitaminc2

เขียนความคิดเห็นของคุณ

BoldItalicUnderlineStrikethroughSubscriptSuperscriptEmailImageHyperlinkOrdered listUnordered listQuoteCodeHyperlink to the Article by its id
ชื่อผู้เขียน:
หัวข้อ:
ความคิดเห็น:
  รหัส
กรอกรหัส:

ชมรมออนซอนฟิสิกส์
ที่ตั้ง ::   โรงเรียนบุรีรัมย์พิทยาคม สำนักงานเขตพื้นที่การศึกษามัธยมศึกษา เขต 32  เลขที่ 15 ถ.นิวาศ ต.ในเมือง อ.เมือง จ.บรีรัมย์ 31000
Webmaster :::: Phaithul  Duagrit