บทบาทของสารต้านอนุมูลอิสระ

สารต้านอนุมูลอิสระ ทำงานอย่างไร?
ทำไมการที่สารต้านอนุมูลอิสระสามารถป้องกันหรือกำจัดอนุมูลอิสระได้จึงมีความสำคัย มีงานวิจัยมากมายบ่งชี้ว่า สารต้านอนุมูลอิสระสามารถลดความเสี่ยงต่อโรคโดยเฉพาะโรคเรื้อรังที่สัมพันธ์กับอาหาร เช่น โรคมะเร็ง โรคเบาหวาน โรคหัวใจ โรคสมอง (เช่น อัลไซเมอร์) เป็นต้น รวมทั้งช่วยชะลอกระบวนการบางขั้นตอนที่ทำให้เกิดความแก่ โดยปกติร่างกายสามารถกำจัดอนุมูลอิสระก่อนที่มันจะทำอันตราย แต่ถ้ามีการสร้างอนุมูลอิสระเร็ว หรือมากเกินกว่าร่างกายจะกำจัดทันอนุมูลอิสระที่เกิดขึ้น จะสร้างความเสียหายต่อเซลล์และเนื้อเยื่อได้ ซึ่งส่งผลกระทบต่อสุขภาพ สารต้านอนุมูลอิสระลดความเสียหายที่เกิดจากอนุมูลอิสระได้ ๒ ทาง คือ
1. ลดการสร้างอนุมูลอิสระในร่างกาย
2. ลดอันตรายที่เกิดจากอนุมูลอิสระ

แหล่งอาหารที่สำคัญของสารต้านอนุมูลอิสระ
• วิตามินซี - ฝรั่ง ส้ม มะขามป้อม มะละกอสุก พริกชี้ฟ้าเขียว บร็อกโคลี ผักคะน้า ยอดสะเดา ใบปอ ผักหวาน ผักกาดเขียว
• วิตามินอี - น้ำมันจากจมูกข้าวสาลี น้ำมันดอกทานตะวัน น้ำมันข้าวโพด น้ำมันถั่วเหลือง น้ำมันดอกคำฝอย เมล็ดทานตะวัน เมล็ดอัลมอนด์ จมูกข้าวสาลี
• ซีลีเนียม - อาหารทะเล* ปลาทูน่า เนื้อสัตว์และตับ บะหมี่ ไก่ ปลา ขนมปังโฮลวีต
• วิตามินเอ - ตับหมู ตับไก่ ไข่โดยเฉพาะไข่แดง* น้ำนม พืชผักที่มีสีเขียวเข้ม ผลไม้ที่มีมสีเหลืองส้ม เช่น ผักตำลึง ผักกวางตุ้ง ผักบุ้ง ฟักทอง มะม่วงสุก มะละกอสุก มะเขือเทศ
• แคโรทีนอยด์ (บีตาแคโรทีน ลูทีน และไลโคฟีน) - ผักที่มีสีเขียวเข้ม ผลไม้ที่มีสีเหลืองส้ม เช่น ผักตำลึง ผักกว้างตุ้ง ผักบุ้ง ฟักทอง มะม่วงสุก มะละกอสุก มะเขือเทศ

* อาหารทะเล ไข่แดง และเครื่องในสัตว์เป็นอาหารที่มีโคเลสเตอรอลสูง ไม่ควรกินเป็นประจำสำหรับผู้ที่มีภาวะไขมันในเลือดสูง
แม้ว่าสารต้านอนุมูลอิสระไม่สามารถแก้ไขความเสียหายที่เกิดขึ้น แล้ว แต่สามารถชะลอให้ความเสียหายเกิดช้าลงได้ โดยเฉพาะโรคเรื้อรังซึ่งเป็นผลลัพธ์สะสมที่เกิดจากเซลล์และเนื้อเยื่อในร่าง กายถูกทำอันตรายและเสียหายเป็นปีๆ (โดยมากเป็นเวลาหลายสิบปี) เห็นได้จากการรวบรวมความชุกของโรคว่า โรคไม่ติดต่อเรื้อรังเป็นมากในผู้ใหญ่วัยกลางคนหรือผู้สูงอายุ
ดังนั้น บุคคลทุกเพศทุกวัยจึงควรได้รับสารต้านอนุมูลอิสระให้พอเพียงต่อความต้องการ ในแต่ละวัน เพื่อให้เกิดความสมดุลในร่างกายระหว่างสารต้านอนุมูลอิสระและอนุมูลอิสระที่ เกิดขึ้น

บุคคลทุกเพศทุกวัยจึงควรได้รับสารต้านอนุมูลอิสระให้พอเพียงต่อความต้องการ ในแต่ละวัน เพื่อให้เกิดความสมดุลในร่างกายระหว่างสารต้านอนุมูลอิสระและอนุมูลอิสระที่ เกิดขึ้น
โดยปกติจะมีการกล่าวถึงเฉพาะอนุมูลอิสระ (free radicals) ที่เป็นสาเหตุการเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชั่นในร่างกายเรา แต่แท้จริงแล้ว Reactive oxygen species (ROS) คือตัวการสำคัญอีกตัวหนึ่ง โดย ROS จะรวมถึง โมเลกุลที่ว่องไวต่อการเกิดปฏิกิริยาที่เป็นทั้ง
อนุมูลอิสระ (radicals) หรือที่ไม่เป็นอนุมูลอิสระ (nonradicals) ก็ได้
อนุมูลอิสระ (free radicals) หรือ ROS คือโมเลกุลหรืออิออนที่มีอิเลคตรอนโดดเดี่ยว อยู่รอบนอกและมีอายุสั้นมากประมาณ 1 หรือ 10-3-10-10 วินาที จึงจัดว่าเป็นโมเลกุลที่ไม่เสถียรและว่องไวต่อการเกิดปฏิกิริยาเคมี โดยสามารถตรวจวัด ด้วย Electron Spin
Resonance (ESR) โมเลกุลหรืออิออนชนิดนี้เป็นตัวก่อให้เกิดปฏิกิริยาลูกโซ่

ตัวอย่างของอนุมูลอิสระ (free radicals) และ Reactive oxygen species (ROS) มีดังนี้
Superoxide anion radical O•2
Hydroxyl radical HO•
Peroxide radical ROO•
Peroxyl radical LOO•
Hydrogen peroxide H2O2
Ozone O3
Singlet oxygen 1O2
Hydrogen radical H•
Methyl radical CH• 3

ชนิดของอนุมูลอิสระสามารถแบ่งได้อย่างง่ายๆ คือ
1. อนุมูลอิสระที่เกิดขึ้นในร่างกาย ซึ่งเป็นผลมาจากกระบวนการเมแทบอลิซึมของร่างกายเอง
2. อนุมูลอิสระจากภายนอกร่างกาย
2.1 การติดเชื้อ ทั้งจากแบคทีเรียและไวรัส
2.2 การอักเสบชนิดไม่ทราบสาเหตุ (autoimmune diseses) เช่น ข้ออักเสบรูมาตอยด์ โรคเก๊าท์
  2.3 รังสี
  2.4 สิ่งแวดล้อมที่เป็นมลพิษ เช่น ควันเสียและเขม่าจากเครื่องยนต์ ควันบุหรี่ ยาฆ่าแมลง
  2.5 การออกกำลังกายอย่างหักโหม

โดยหลักการทางเคมีอนุมูลอิสระ และ ROS เกิดโดย
1. ปฏิกิริยาการแยกอย่างสมมาตร (symmetric separation)    X - X ------> X• + X• 
2. อนุมูลอิสระอื่นๆ    X• - HR ------> HX + R•
อนุมูลอิสระถูกสร้างขึ้นมาทั้งจากกระบวนการเมแทบอลิซึมของร่างกายเอง และในภาวะที่ผิดปกติ เช่น ภาวะของโรค หรือภาวะที่ร่างกายแวดล้อมด้วยมลพิษโดยในภาวะที่ผิดปกติจะส่งผลให้ร่างกายเกิดการสะสมของอนุมูลอิสระเพิ่มมากขึ้น ดังนั้นจำเป็นที่ร่างกายต้องหาทางป้องกัน การโดนทำลายจากอนุมูลอิสระเหล่านั้น สิ่งที่ร่างกายสร้างขึ้นเพื่อปกป้องตัวเอง ก็คือระบบแอนตี้ออกซิ-แดนท์ (antioxidants) ซึ่งประกอบไปด้วยสารหรือเอนไซม์ต่างๆ ที่ความเข้มข้นต่ำๆ ก็สามารถจะชะลอหรือป้องกันปฏิกิริยาออกซิเดชั่นของสาร (substrate)
ที่ไวต่อการเกิดปฏิกิริยา โดยสาร (substrate) เหล่านี้รวมถึงสารเกือบทุกชนิดในร่างกาย เช่น โปรตีน ไขมัน คาร์โบไฮเดรต ดีเอ็นเอ แต่อย่างไรก็ตามมีบางภาวะที่ปริมาณอนุมูลอิสระมีมากเกินกว่าที่ระบบแอนตี้ออกซิแดนท์จะจัดการได้ จะเกิดภาวะที่เรียกว่า oxidative stress ขึ้นมาซึ่งจะส่งผลกระทบต่างๆ ต่อเซลล์สิ่งมีชีวิต เช่น การทำให้เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชั่น ของดีเอ็นเอ โปรตีน คาร์โบไฮเดรต และเกิดการทำลายของกลุ่มโมเลกุลที่มีพันธะ S-H และเยื่อหุ้มเซลล์ ก่อให้เกิดผลเสียต่อเซลล์ และการทำลายเซลล์ ซึ่งเป็นสาเหตุ ของการแก่ (aging) และรุนแรงไปถึงการเกิดเป็นโรคภัยไข้เจ็บต่างๆ เช่น เส้นเลือดตีบ โรคเกี่ยวกับภูมิคุ้มกัน (autoimmune disease) โรคที่เกิดจากการที่เลือดกลับไปเลี้ยงอวัยวะที่เคยมีการตีบตันของเส้นเลือดในระยะสั้นๆ มาก่อน(reoxyge-nation injury, reperfusion injury) รวมไปถึงโรคมะเร็งเป็นต้น
การทำลายโมเลกุลที่เป็นต้นเหตุการเกิดของอนุมูลอิสระนับเป็นกลไกการทำงานของระบบแอนตี้ออกซิแดนท์ที่สำคัญกลไกหนึ่ง ซึ่งเป็นการทำงานที่อาศัยเอนไซม์หรือไม่ก็ได้

สารแอนตี้ออกซิแดนท์ที่พบในร่างกายและจัดเป็นเอนไซม์ ได้แก่
Superoxide dismutase (SOD)
Catalase (CAT)
Glutathione peroxidase (GPX)
Glutathione reductase (GR)
Glutathione S-transferase (GST)
ส่วนสารแอนตี้ออกซิแดนท์ที่พบในร่างกาย แต่ไม่จัดเป็นเอนไซม์ ได้แก่
Glutathione
Lipoic acid
Ceruloplasmin
Albumin
Transferrin
Haptoglobin
Hemopexin
Uric acid
Bilirubin
Cysteine

ส่วนสารแอนตี้ออกซิแดนท์ที่พบในอาหารและไม่จัดเป็นเอนไซม์ ได้แก่
Tocopherols
Carotenoids
Ascorbic acid, Steroids, Ubiquinones, Thiols, Inosine, Taurine, Pyruvate
Gallic acid, Flavonoids
Trolox, BHT, BHA

สารแอนตี้ออกซิแดนท์เหล่านี้จะทำลายอนุมูลอิสระโดยการจับกับอนุมูลอิสระ ลดการเกิดปฏิกิริยา ณ จุดตั้งต้นหรือยับยั้งการเกิดปฏิกิริยาลูกโซ่

การหาขีดความสามารถในการเป็นตัวต้าน อนุมูลอิสระของสารแอนตี้ออกซิแดนท์ส่วนใหญ่
ทำโดยอาศัยหลักการคือ ขั้นแรกจะเป็นสร้างอนุมูลอิสระขึ้นมาก่อน แล้วจึงเติมสารแอนตี้-ออกซิแดนท์ลงไป จากนั้นทำการตรวจวัดหาอนุมูลอิสระที่เหลือหลังจากการเกิดปฏิกิริยา ซึ่งหลักการนี้สามารถนำไปใช้ได้อย่างหลากหลาย ขึ้นอยู่กับการเลือกชนิดของตัวกำเนิดอนุมูลอิสระ และชนิดของตัว ตรวจวัดอนุมูลอิสระ ดังแสดงในตารางที่ 1 เป็นวิธีการตรวจวัดขีดความสามารถของสารแอนตี้ออกซิแดนท์ในการยับยั้งอนุมูลอิสระ ซึ่งเป็นวิธีที่มีการใช้อย่าง แพร่หลายและรายงานไว้โดยนักวิจัยกลุ่มต่างๆ