โภชนาการส่วนบุคคล (3)

  • warning: array_map(): Argument #2 should be an array in /home/greenwor/domains/greenworld.or.th/public_html/web/modules/system/system.module on line 1050.
  • warning: array_keys() expects parameter 1 to be array, null given in /home/greenwor/domains/greenworld.or.th/public_html/web/includes/theme.inc on line 1845.
  • warning: Invalid argument supplied for foreach() in /home/greenwor/domains/greenworld.or.th/public_html/web/includes/theme.inc on line 1845.
รศ.ดร. แก้ว กังสดาลอำไพ

โภชนาการส่วนบุคคล (3)

รศ.ดร. แก้ว กังสดาลอำไพ

ในตอนที่แล้วผู้เขียนได้เกริ่นว่า เรื่องราวของโภชนาการส่วนบุคคลนั้นน่าจะเข้ามาในประเทศไทยเร็วๆ นี้ แต่ปรากฏว่าในช่วงกลางเดือนกันยายนนี้ ผู้เขียนได้พบนิตยสารของโรงพยาบาลเอกชนหนึ่งซึ่งให้บริการเกี่ยวกับสเต็มเซลล์ มีการโฆษณาซึ่งทำให้สรุปได้ว่า ธุรกิจนี้ได้เข้ามาในเมืองไทยแล้วตั้งแต่ พ.ศ. 2513 จึงอยากจะมาพูดถึงพันธุกรรมกับคุณภาพชีวิต และโภชนาการส่วนบุคคลครับ

ความแตกต่างของระบบชีวเคมีที่เกิดเนื่องจาก SNP หรือ Single nucleotide polymorphism นั้นเป็นเรื่องสำคัญมากต่อชะตากรรมของมนุษย์ ทั้งนี้เพราะบางครั้งเมื่อเกิด SNP ในใครสักคนแล้ว ชีวิตของผู้เคราะห์ร้ายนั้นอาจต้องเสี่ยงเพิ่มต่อการเกิดมะเร็งในร่างกาย ตัวอย่างที่มักหยิบยกขึ้นมาในการเรียนการสอนวิชาที่เกี่ยวข้องกับเรื่องนี้คือ SNP ของยีนที่กำหนดการสร้างเอนไซม์ในกระบวนการเปลี่ยนไวตามินโฟเลตที่เรากินเข้าไปให้อยู่ในรูปที่ทำงานได้ โดยปรากฏการณ์ความบกพร่องนี้เรียกว่า C677T

เรื่องของ C677T นี้เป็นทีเด็ดของวงการชีววิทยาระดับโมเลกุลที่ใช้วัดความเข้าใจในเรื่องของ SNP ของนักศึกษา ซึ่งต้องอาศัยความเข้าใจในกระบวนการชีวเคมีเชิงพันธุศาสตร์ที่ละเมียดละไม

ก่อนอื่นท่านผู้อ่านคงต้องเข้าใจก่อนว่า โครโมโซมนั้นประกอบด้วยดีเอ็นเอที่ห่อหุ้มด้วยโปรตีนชนิดจำเพาะ และเมื่อแกะเอาโปรตีนออกแล้วจึงได้สายของดีเอ็นเอสองสายพันกัน โดยที่แต่ละสายประกอบด้วยหน่วยพันธุกรรม (ภาษาวิทยาศาสตร์เรียกว่า base อ่านว่า เบส) ซึ่งมี 4 ชนิดเรียกชื่อย่อว่า A (adenine อะดีนีน) T (thymine ไทมีน) C (cytosine ไซโตซีน) G (guanine กัวนีน) เรียงกันแบบมีการกำหนดที่แน่นอนแต่มั่วได้เล็กน้อย เพราะถ้ามั่วมากการทำงานของดีเอ็นเออาจเปลี่ยนไปจนเซลล์ทนไม่ได้ การยอมให้มั่วได้เล็กน้อยของลำดับเบสนี้ถ้าเป็นเพียงหนึ่งเบสนั่นก็คือ SNP ในแต่ละยีน ซึ่งส่งผลดีหรือร้ายก็ได้ แล้วแต่ความเหมาะสมเมื่อมีการแปลรหัสของแต่ละยีนออกมาเป็นโปรตีนเพื่อทำงานในร่างกาย

ในกรณีของ C677T นี้ เป็นปรากฏการณ์ที่หน่วยพันธุกรรมของยีนซึ่งสร้างเอนไซม์ชื่อ MTHFR (Methylenetetrahydrofolate reductase) มีการเปลี่ยนชนิดของเบสของยีนที่ตำแหน่งที่ 677 จาก C (cytosine ไซโตซีน) ไปเป็น T (thymine ไทมีน) ซึ่งส่งผลให้เมื่อมีการแปลคำสั่งของเบสบนดีเอ็นเอไปเป็นโปรตีนที่ทำงานเป็นเอนไซม์ MTHFR โดยมีลำดับกรดอะมิโนที่ตำแหน่งที่ 222 นั้นเปลี่ยนจากกรดอะมิโนอะลานีน (alanine) ไปเป็นวาลีน (valine) ส่งผลให้รูปร่างหรือสัณฐาน (conformation) ของโปรตีนที่ทำหน้าที่เป็นเอนไซม์เปลี่ยนแปลงไปในทางที่ทำให้การทำงานต่ำลง

การที่เอนไซม์ MTHFR ทำงานน้อยลง ส่งผลร้ายแรงต่อผู้เคราะห์ร้าย เพราะทำให้เซลล์เปลี่ยนสารชีวเคมีคือ โฮโมซีสเตอีน (homocysteine) ไปเป็นเม็ทไทโอนีนซึ่งเป็นกรดอะมิโน (ที่มีความสำคัญมากต่อชีวิต) น้อยลง ทำให้ระดับของโฮโมซีสเตอีนในเลือดสูงขึ้นกว่าปรกติ เรียกอาการนี้ว่า hyperhomocysteinemia โดยปรากฏการณ์นี้มีความสัมพันธ์กับการเกิดความระคายเคืองของหลอดเลือดและเพิ่มความเสี่ยงการเกิดอาการแข็งตัวของเส้นเลือดแดงใหญ่ของหัวใจ (atherosclerosis) ส่งผลให้การทำงานของหัวใจล้มเหลว

ปัญหาสำคัญที่เกิดเนื่องจากการที่เอนไซม์ MTHFR ทำงานไม่เต็มที่จนปริมาณเม็ทไทโอนีนมีน้อยกว่าความต้องการคือ เม็ทไทโอนีนนั้นเป็นองค์ประกอบของโปรตีนเกือบทุกชนิดในร่างกาย (โปรตีนที่ไม่มีเม็ทไทโอนีนเท่าที่นึกได้คือ คอลลาเจ็น ซึ่งเป็นส่วนประกอบของร่างกายราวร้อยละ 25-35 ของโปรตีนในร่างกาย) แล้วยังมีอีกหลายหน้าที่ในร่างกายโดยเป็นสารชีวเคมีชนิดหนึ่งที่เกี่ยวเนื่องกับการขับสารพิษบางชนิดออกจากร่างกาย เป็นกรดอะมิโนที่เกี่ยวข้องในการสร้างสารอื่นเช่น กรดอะมิโนซีสเตอีน คาร์นิทีน กรดอะมิโนเทารีน ไขมันเลซิติน ไขมันฟอสฟาติดีลโคลีน และไขมันชนิดฟอสโฟลิปิดอื่นๆ ตลอดจนในด้านความสวยงามของมนุษย์นั้นการขาดเม็ทไทโอนีนทำให้ความเข้มของสีผมลดลง

นอกจากเรื่องที่เกี่ยวกับหน้าที่ของเม็ทไทโอนีนในการเป็นองค์ประกอบของสารชีวเคมีอื่นแล้ว ปัญหาที่สำคัญสืบเนื่องจาการที่เอนไซม์ MTHFR ทำงานไม่เต็มที่คือ การลดลงของกระบวนการเม็ททิเลชั่น (methylation) ในการเปลี่ยนนิวคลีโอไทด์ชนิดยูริดีน (uridine) ไปเป็นไทมิดีน (thymidine) ซึ่งเป็นเบสของดีเอ็นเอที่ใช้ในช่วงการซ่อมแซมดีเอ็นเอเมื่อเกิดความเสียหาย ส่งผลให้เกิดการกลายพันธุ์ของดีเอ็นเอสูงขึ้น ซึ่งอาจมีผลต่อความเสี่ยงในการเกิดมะเร็ง ตัวอย่างปัญหานี้คือ การเกิดมะเร็งผิวหนังเนื่องจากดีเอ็นเอของเซลล์เดอร์มิสนั้นถูกแสงอัลตร้าไวโอเล็ททำให้ส่วนของไทมิดีนเสียหาย การซ่อมแซมจะเกิดได้ต้องมีไทมิดีนใหม่มาทดแทน การเอายูริดีนมาซ่อมนั้นเกิดได้ถ้าไม่มีการเปลี่ยนยูริดีนไปเป็นไทมิดีน แต่ผลที่ได้นั้นทำให้ดีเอ็นเอกลายพันธุ์จนถึงเป็นสาเหตุของมะเร็งผิวหนัง

อีกประการหนึ่งซึ่งเป็นบทบาทที่สำคัญของโฟเลตในแง่ของการคงปริมาณที่เหมาะสมของกลุ่มเม็ททิลคือ เราจำเป็นต้องใช้อนุมูลกลุ่มนี้ในการเติมที่เบสคือ ไซโตซีนที่เรียงสลับกันกับเบสกัวนีนเป็นแถวซ้ำๆ กันหน้ายีนต่างๆ ซึ่งเข้าใจว่าทำหน้าที่เป็นส่วนโปรโมเตอร์ (promoter) ในการทำงานของแต่ละยีน ลักษณะการเรียงตัวของเบสสองชนิดนี้มีชื่อจำเพาะว่า CpG island  

การเติมกลุ่มเม็ททิลที่ไซโตซีนของ CpG island นั้นเปรียบเสมือนการปิดสวิทช์การทำงานของแต่ละยีน และการถอดเอากลุ่มเม็ททิลออกนั้นเปรียบเสมือนการเปิดสวิทช์การทำงานของยีนนั้นๆ ประเด็นที่เป็นปัญหาคือ การเติมกลุ่มเม็ททิลมากไป (มีสมมุติฐานว่าน่าจะเกิดเวลากินกรดโฟลิกในลักษณะผลิตภัณฑ์เสริมอาหาร ซึ่งเกินความต้องการของเซลล์หลายเท่าตัว) อาจมีการปิดยีนสำคัญ เช่น ยีนต้านมะเร็ง ยีนซ่อมดีเอ็นเอที่กลายพันธุ์ หรือการเติมกลุ่มเม็ททิลน้อยไป (กรณีกินอาหารขาดโฟเลต เช่น คนไม่ชอบกินผักใบเขียว ไม่กินถั่ว หรือคนที่เป็นมังสวิรัติแต่กินอาหารไม่ครบห้าหมู่) ก็อาจทำให้เกิดการย้ายยีน ไปอยู่ในตำแหน่งที่ไม่เหมาะสม อาจส่งผลถึงการกระตุ้นยีนมะเร็ง และการไม่เสถียรของโครโมโซม (เพราะโปรตีนที่ใช้หุ้มดีเอ็นเอนั้นก็ต้องมีการเติมกลุ่มเม็ททิลให้พอเหมาะในเวลาที่ถูกต้องด้วยเช่นกัน)

ดังนั้นจะเห็นได้ว่า ถ้า SNP เกิดขึ้นกับยีนใดที่มีความสำคัญมากๆ ต่อการกำหนดความเสี่ยงต่อการเกิดโรคอะไรก็ตาม ผลที่เกิดขึ้นนั้นอาจร้ายแรงมาก จนถือว่าเป็นการท้าทายนักวิทยาศาสตร์ชีวภาพให้หาทางแก้ไขปัญหานี้

ผู้เขียนใคร่ยกตัวอย่างปัญหาทางพันธุกรรมอีกประเด็นหนึ่งที่เรารู้จักกันมานานแล้ว ซึ่งความรู้ด้านโภชนาการส่วนบุคคลนั้นอาจช่วยให้มีความสุขได้บนโลกใบนี้ คือ การที่มีบางคนอยู่ในกลุ่มอาการฟีนิลคีโตนูเรีย (phenylketonuria หรือ PKU) ซึ่งขาดเอนไซม์ในการเปลี่ยนกรดอะมิโนฟีนีลอะลานีลไปเป็นกรดอะมิโนไทโรซีน จึงทำให้มีกรดอะมิโนฟีนีลอะลานีลสูงเกินไปจนก่อให้เกิดปัญหาในการพัฒนาสมอง

ความรู้ทางโภชนาการส่วนบุคคลมีส่วนช่วยเหลือผู้เคราะห์ร้าย โดยการผลิตอาหารให้มีฟีนีลอะลานีนต่ำ เพื่อลดผลกระทบที่เกิดต่อสมองในขณะที่ผู้เคราะห์ร้ายยังเด็กอยู่ ครั้นเมื่อโตขึ้นผู้เคราะห์ร้ายต้องคอยกินอาหารที่มีกรดอะมิโนฟีนีลอะลานีนต่ำตลอดเวลา ที่สำคัญต้องระวังอย่าให้อ้วน เพราะถ้าอ้วนแล้วอาจจำเป็นต้องกินน้ำตาลเทียมชนิดที่ขายดีในปัจจุบัน คือ แอสปาเทม ซึ่งมีฟีนีลอะลานีนเป็นองค์ประกอบหลังการถูกย่อยในลำไส้เล็ก ซึ่งจะก่ออันตรายได้

ดังนั้นในการศึกษาด้านพันธุศาสตร์ปัจจุบัน จึงได้เพิ่มความพยายามในการเชื่อมโยงความสัมพันธ์ระหว่างยีนที่ผิดปรกติและโรคทางพันธุกรรมที่เกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงสารอาหาร โดยหาทางให้เกิดอาหารเฉพาะในลักษณะโภชนาการส่วนบุคคล เพื่อให้ผู้เคราะห์ร้ายมีคุณภาพชีวิตที่ดีขึ้น