การประเมินประสิทธิภาพการยับยั้งเอนไซม์ไลเปส ปริมาณฟีนอลิกทั้งหมด และฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระของสารสกัดจากสาหร่ายเตา Spirogyra sp. จากโรงเรือนระบบปิดแบบน้ำหมุนเวียน

บทคัดย่อ

วัตถุประสงค์และที่มา : โรคอ้วนเกิดจากความผิดปกติของสมดุลไขมันในร่างกายและมีภาวะไขมันในเลือดสูง นำไปสู่การเกิดโรคเรื้อรังต่าง ๆ เช่น โรคหัวใจและหลอดเลือด โรคเบาหวาน และความดันโลหิตสูง เอนไซม์ที่สำคัญในการย่อยไขมันคือ เอนไซม์ไลเปส การยับยั้งเอนไซม์ไลเปสช่วยลดการย่อยไขมันที่จะถูกดูดซึมเข้าสู่เซลล์ร่างกายทำให้ระดับไขมันในเลือดลดลง  การศึกษาสารสกัดจากธรรมชาติหลายชนิดที่มีฤทธิ์ยับยั้งเอนไซม์ไลเปสจึงช่วยลดสัดส่วนการใช้ยาสังเคราะห์ที่มีผลข้างเคียงต่อร่างกายเมื่อใช้ยาต่อเนื่องได้ ดังนั้น วัตถุประสงค์ของการวิจัยนี้ คือ ศึกษาประสิทธิภาพการยับยั้งเอนไซม์ไลเปส ปริมาณ    ฟีนอลิกทั้งหมด และฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระในสาหร่ายเตา (Spirogyra sp.) ซึ่งเป็นสาหร่ายสีเขียวน้ำจืดขนาดใหญ่ที่มีคุณค่าทางโภชนาการและสารต้านอนุมูลอิสระเช่น สารประกอบฟีนอลิกและฟลาโวนอยด์ในปริมาณสูง แต่ปริมาณสารสำคัญต่างๆจะแตกต่างกันออกไปตามแหล่งน้ำที่สาหร่ายอาศัยอยู่ ทำให้คุณภาพและปริมาณผลผลิตของสาหร่ายตามธรรมชาติไม่คงที่ในการศึกษานี้จึงใช้สาหร่ายเตาได้จากการเพาะเลี้ยงในโรงเรือนระบบปิดแบบน้ำหมุนเวียนซึ่งมีการควบคุมสภาวะการเพาะเลี้ยงให้ปริมาณผลผลิตและคุณภาพสาหร่ายคงที่ และไม่มีการปนเปื้อนจากสารพิษเนื่องจากมีการปรับปรุงคุณภาพน้ำก่อนและหลังใช้งาน ซึ่งยังไม่มีงานวิจัยที่ทำการประเมินประสิทธิภาพการยับยั้งเอนไซม์ไลเปส ปริมาณฟีนอลิกทั้งหมด และฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระในสาหร่ายเตาที่เพาะเลี้ยงในโรงเรือนระบบปิดแบบน้ำหมุนเวียนมาก่อน

วิธีดำเนินการวิจัย : ตัวอย่างสาหร่ายเตาได้จากการเพาะเลี้ยงในโรงเรือนระบบปิดแบบน้ำหมุนเวียน ปริมาตร 1,000 ลิตร หลังคาอะคลิลิกใสแสงผ่านได้ มีการบำบัดน้ำก่อนและหลังด้วยการตกตะกอนร่วมกับการพ่นอากาศ เก็บตัวอย่างสาหร่ายนำไปล้างให้สะอาด แล้วนำไปอบแห้งที่อุณหภูมิ 50 องศาเซลเซียส นาน 2 วัน บดให้ละเอียด นำตัวอย่างผงแห้งไปสกัดแบบมาซเซอเรชันด้วยเอทานอลร้อยละ 70 ในอัตราส่วนตัวอย่างผงแห้งต่อตัวทำละลาย=1:5 โดยน้ำหนักต่อปริมาตร นาน 48 ชั่วโมง แล้วระเหยแห้งให้ได้สารสกัดหยาบ จากนั้นนำสารสกัดหยาบไปวิเคราะห์ฤทธิ์ยับยั้งเอนไซม์ไลเปสจากตับอ่อนด้วยวิธีวัดอัตราการปล่อยกรดโอเลอิกจากการสลายของไตรโอเลอินเทียบกับยา Xenical (สารมาตรฐานออร์ลิสแตท) ปริมาณสารประกอบฟีนอลิกทั้งหมดด้วยวิธี Folin–Ciocalteu phenol reagent ฤทธิ์ยับยั้งอนุมูลอิสระดีพีพีเอช จลนศาสตร์การยับยั้งเอนไซม์ด้วย Lineweaver-Burg plot จากสมการ Michaelis-Menten และความสัมพันธ์ของฤทธิ์ยับยั้งเอนไซม์ไลเปสกับปริมาณสารประกอบฟีนอลิกและฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระโดยใช้สหสัมพันธ์ของ Pearson

ผลการวิจัย : ผลการวิจัยพบว่า ร้อยละของการยับยั้งเอนไซม์ไลเปสเพิ่มขึ้นเมื่อเพิ่มความเข้มข้นของสารสกัด (p0.05) ฤทธิ์ยับยั้งการทำงานของเอนไซม์ไลเปสของสารสกัดสาหร่ายเตาและยารักษาโรคอ้วนยี่ห้อ Xenical ที่ความเข้มข้นเท่ากันคือ 40 มิลลิกรัมต่อมิลลิลิตร มีค่าเท่ากับร้อยละ 23.81±0.97 และ 85.71±2.33 ตามลำดับ, IC₅₀ เท่ากับ 90.91±1.83 และ 16.67±1.87 มิลลิกรัมต่อมิลลิลิตร ตามลำดับ จะเห็นว่า ร้อยละของการยับยั้งเอนไซม์ของยา Xenical  สูงกว่าสารสกัดสาหร่ายเตา 3.59 เท่า ค่า IC₅₀  (ความเข้มข้นที่สามารถยับยั้งเอนไซม์ไลเปสได้ร้อยละ 50) ของยา Xenical  ต่ำกว่าสารสกัดสาหร่ายเตา 5.45 เท่า ค่า IC₅₀  ที่ต่ำกว่าแสดงว่ามีฤทธิ์ยับยั้งเอนไซม์ได้ดีกว่า แม้ว่าประสิทธิภาพการยับยั้งเอนไซม์ของสารสกัดจากสาหร่ายเตาจะต่ำกว่ายา Xenical  แต่ก็ถือว่าสารสกัดสาหร่ายเตามีศักยภาพในการยับยั้งเอนไซม์ไลเปสได้  พฤติกรรมการยับยั้งเอนไซม์ของสารสกัดเป็นการยับยั้งแบบไม่แข่งขันเมื่อพิจารณาจากค่า V_max, K_m, K_i และ K_i' ที่ได้จาก Lineweaver-Burg plot นั่นคือ V_max (อัตราเร็วการเกิดปฏิกิริยาสูงสุด) ลดลงอย่างมีนัยสำคัญ (p0.05) แต่ K_m (ค่าคงที่ Michaelis-Menten constant) คงที่ (p>0.005) และค่า K_i มากกว่าค่า K_i' (ค่าคงที่การยับยั้ง) พฤติกรรมการยับยั้งแบบนี้หมายความว่า ตัวยับยั้งจะจับได้ทั้งเอนไซม์หรือเอนไซม์-สับสเตรตคอมเพล็กซ์ที่ตำแหน่งอัลโลสเตอริกทำให้เอนไซม์ไม่สามารถทำงานได้ นอกจากนี้ สารสกัดสาหร่ายเตามีปริมาณฟีนอลิกทั้งหมด 36.65±0.25 มิลลิกรัมกรดแกลลิกต่อกรัม ฤทธิ์ยับยั้งอนุมูลอิสระดีพีพีเอชเท่ากับ 3.13±0.03 มิลลิกรัมโทรล็อกซ์ต่อกรัม หรือคิดเป็นร้อยละ 70.30±0.64 จากสัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์ของ Pearson พบว่า ร้อยละการยับยั้งเอนไซม์ไลเปสกับปริมาณสารประกอบฟีนอลิกทั้งหมดในสารสกัดมีความสัมพันธ์กันสูง (r=0.8224) และมีความสัมพันธ์กับฤทธิ์ต้านอนุมูลดีพีพีเอชปานกลาง (r=0.7145) ชี้ให้เห็นว่า สารประกอบฟีนอลิกและฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระในสารสกัดมีบทบาทสำคัญในการยับยั้งเอนไซม์ไลเปส โดยทั่วไปสารสกัดธรรมชาติที่มีสารประกอบฟีนอลิก ฟลาโวนอยด์ และฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระสูง ๆ มักตรวจพบฤทธิ์ยับยั้งการทำงานของเอนไซม์ไลเปสสูงตามไปด้วย

สรุปผลการวิจัย : ผลการวิจัยในครั้งนี้แสดงให้เห็นว่า สารสกัดจากสาหร่ายเตาที่เพาะเลี้ยงในโรงเรือนระบบปิดแบบน้ำหมุนเวียนซึ่งมีการควบคุมสภาวะการเพาะเลี้ยงให้ปริมาณและคุณภาพสาหร่ายคงที่ มีฤทธิ์ยับยั้งเอนไซม์ไลเปสได้ สารสกัดมีปริมาณสารประกอบฟีนอลิกและฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระสูงซึ่งมีผลต่อประสิทธิภาพการยับยั้งเอนไซม์ สารสกัดจากสาหร่ายเตาจึงมีศักยภาพในการพัฒนาเป็นผลิตภัณฑ์เพื่อสุขภาพได้ อย่างไรก็ตาม การวิจัยนี้เป็นเพียงการประเมินประสิทธิภาพการยับยั้งเอนไซม์ไลเปสในหลอดทดลอง (in vitro) เท่านั้น การศึกษาตัวยับยั้งเอนไซม์ไลเปสจากสารสกัดธรรมชาติควรทำการทดลองเพิ่มเติมอาจทำในเซลล์เพาะเลี้ยง (in vitro) รวมถึงในสัตว์ทดลอง (in vivo) เพื่อยืนยันประสิทธิภาพที่แท้จริง ผลข้างเคียง และความปลอดภัยของการใช้สารสกัดต่อไป