Cover_nologo (10)

สารสกัดเหง้าขิงกับการบำบัดเบาหวาน

เบาหวานจัดเป็นปัญหาทางสาธารณสุขที่เพิ่มสูงขึ้นอย่างต่อเนื่อง ซึ่งยาแผนปัจจุบันที่ใช้ในการรักษาถือว่ามีราคาค่อนข้างสูง การหันมาให้ความสำคัญในการพัฒนาการใช้พืชสมุนไพรที่มีสรรพคุณในการช่วยลดความรุนแรงของโรคนี้เป็นสิ่งที่ได้รับความสนใจมากขึ้น… แต่ต้องทำอย่างไร ใช้งานอย่างไร ใช้สมุนไพรอะไรดี…สามารถติดตามได้จากบทความนี้

การควบคุมสมดุลของน้ำตาลในร่างกายมีความจำเป็นต่อการมีชีวิตอยู่รอดของมนุษย์ แต่หากการควบคุมสมดุลของน้ำตาลในร่างกายผิดปกติเกิดขึ้นก็อาจนำไปสู่สาเหตุของการเกิดโรคเบาหวานได้ ซึ่งเบาหวาน(Diabetes mellitus = DM) สามารถแบ่งตามลักษณะทางคลินิกออกเป็น 2 ชนิด ใหญ่ๆ คือ เบาหวานชนิดที่หนึ่ง (Type 1 DM) ต้องพึ่งอินซูลิน (Insulin dependent diabetes mellitus ย่อว่า IDDM) และชนิดที่สอง (Type 2 DM) ไม่ต้องพึ่งอินซูลิน (Non-insulin-dependent diabetes mellitus ย่อว่า NIDDM) องค์การอนามัยโลกรายงานว่า ประชากรเอเชียหลายชนชาติ เช่น อินเดีย โพลีเนเซียน และไมโครนีเซียน มีอุบัติการณ์ของเบาหวานสูงขึ้นกว่าชนชาติคอเคเซียนเป็นอย่างมาก หลังจากที่มีการปรับเปลี่ยนวิถีในการดำเนินชีวิตมาเป็นแบบตะวันตก ทั้งในด้านการรับประทานอาหารที่ให้พลังงานเกินความต้องการร่วมกับการมีวิถีชีวิตแบบคนเมืองซึ่งขาดการใช้พลังงานและออกกำลังกายเพิ่มปัจจัยเสี่ยงของเบาหวาน

”ขิง” หนึ่งในสมุนไพรใช้บำบัดเบาหวาน

เคยมีรายงานว่าสารสกัดจากเหง้าขิงมีฤทธิ์ลดระดับน้ำตาลในเลือดของหนูที่ถูกเหนี่ยวนำให้เป็นเบาหวาน ได้(Akhani et al, 2004; Bhandari et al, 2005; AlAmin et al, 2006; Islam and Choi, 2008) แต่ยังไม่ได้ศึกษาให้ลึกลงไปถึงระดับกลไกการออกฤทธิ์การลดระดับน้ำตาลในเลือดของสมุนไพรนั้น ซึ่ง “ขิง” เป็นเครื่องเทศและสมุนไพรที่ใช้กันแพร่หลายทั่วโลก มีสรรพคุณใช้รักษาโรคได้หลายชนิดรวมทั้งฤทธิ์ต้านเบาหวาน เนื่องจากเป็นแหล่งที่อุดมไปด้วยสารประกอบฟินอล (polyphenol) ซึ่งสารประกอบนี้มีบทบาทสำคัญต่อกลไกการทำงานของกลูโคส เช่น ยับยั้งเอ็นไซม์ที่การย่อยแป้งและน้ำตาลและยับยั้งการดูดซึมน้ำตาลที่ลำไส้เล็ก กระตุ้นการหลั่งอินซูลิน กระตุ้นการนำน้ำตาลเข้าสู่เซลล์กล้ามเนื้อและเซลล์ไขมัน (Hanhineva et al, 2010) กลไกการลดระดับน้ำตาลในเลือดของสมุนไพรนั้น นอกจากการกระตุ้นให้มีการหลั่งของอินซูลินแล้ว ยังมีกลไกอื่นๆ ที่สามารถลดระดับน้ำตาลในเลือดของผู้ป่วยเบาหวานได้ เช่น ออกฤทธิ์กระตุ้นให้เนื้อเยื่อกล้ามเนื้อและไขมันนำน้ำตาลเข้าสู่เซลล์โดยตรง เนื่องจากกลูโคสจะถูกนำไปใช้งานเป็นพลังงานโดยเนื้อเยื่อต่างๆ ซึ่ง 80 เปอร์เซ็นต์ ไปสู่กล้ามเนื้อ กล้ามเนื้อจึงเป็นเนื้อเยื่อสำคัญในการควบคุมระดับน้ำตาลในเลือด ดังนั้นขิงเป็นสมุนไพรที่น่าสนใจตัวหนึ่งในการนำมาศึกษารายละเอียดในการออกฤทธิ์ลดระดับน้ำตาลในเลือดเพิ่มเติม เพื่อให้ทราบถึงกลไกในการกระตุ้นให้มีการนำน้ำตาลกลูโคสเข้าสู่เซลล์ โดยอาศัยเซลล์กล้ามเนื้อ L6 และเซลล์ไขมัน 3T3- L1 ซึ่ง สามารถเพาะเลี้ยงได้อย่างต่อเนื่องในห้องปฏิบัติการเป็นแบบจำลองในการศึกษาวิจัย นอกจากจะศึกษากลไกการออกฤทธิ์ต้านเบาหวานแล้ว การศึกษาครั้งนี้ยังศึกษาถึงคุณสมบัติของขิงด้านการยับยั้งกระบวนการสร้างเซลล์ไขมันอีกด้วย ถ้าขิงมีคุณสมบัติดังกล่าวทั้งสองด้าน จะทำให้มีประโยชน์ในการนำไปประยุกต์ใช้ในการควบคุมระดับน้ำตาลในเลือดของผู้ป่วยเบาหวานที่อ้วน และมีภาวะดื้อต่ออินซูลินเพราะอินซูลินเป็นตัวหลักในการทำหน้าที่ขนย้ายกลูโคสเข้าสู่เซลล์กล้ามเนื้อและไขมัน

แนวทางการวิจัย

การศึกษาครั้งนี้ยังเป็นการทดสอบเบื้องต้นในเซลล์ โดยอาศัยการทดสอบการออกฤทธิ์ของสารสกัดน้ำจากเหง้าขิงแก่ ต่อการกระตุ้นการนำกลูโคสเข้าสู่ เซลล์กล้ามเนื้อ (rat L6 myotubes)และเซลล์ไขมัน (3T3-L1 adipocytes) เท่านั้น โดยขั้นตอนการศึกษาประกอบด้วย 3 ขั้นตอนหลักๆ คือ
1. เปรียบเทียบฤทธิ์กระตุ้นการนำกลูโคสเข้าสู่เซลล์ การสะสมและสลายไขมันของสารสกัดหยาบและสารประกอบหลัก3ชนิดที่สกัดจากขิงสดได้แก่ 6-gingerol, 6-shogaol และ zingerone
2. ศึกษากลไกในการออกฤทธิ์กระตุ้นการนำกลูโคสเข้าสู่เซลล์
• โดยใช้ตัวยับยั้งจำเพาะต่อการทำงานของเอ็มไซม์ชนิดต่างๆ ได้แก่ เอนไซม์ HNMPA-(AM)3 (IR tyrosine kinase inhibitor), SB203580(ตัวยับยั้งเอนไซม์ p38MAPK), wortmannin (ตัวยับยั้งเอนไซม์ PI3 kinase ), Compound (ตัวยับยั้งเอนไซม์ AMPK) และ cycloheximide (ตัวยับยั้งเอนไซม์ new protein systhesis) หลังจากกระตุ้นการพาน้ำตาลเข้าสู่เซลล์ด้วยสารสกัดจากเหง้าขิง
3. ศึกษาการออกฤทธิ์ของสารสกัดจากเหง้าขิงและสารประกอบหลักต่อกระบวนการสร้างเซลล์ไขมัน 3T3- L1 เซลล์โดยอาศัยวิธี adipogenesis assay ซึ่งตรวจวัดปริมาณไขมันสะสมภายในเซลล์

สิ่งที่ค้นพบหลังจากทำการศึกษาวิจัย

เซลล์กล้ามเนื้อและเซลล์ไขมัน เป็นเนื้อเยื่อหลักในการนำน้ำตาลไปใช้เป็นพลังงาน การศึกษาครั้งนี้ได้ทดสอบการออกฤทธิ์ของสารสกัดน้ำจากเหง้าขิงแก่ต่อการกระตุ้นการนำกลูโคสเข้าสู่เซลล์กล้ามเนื้อและเซลล์ไขมัน พบว่าสารสกัดขิงสดสามารถเพิ่มการนำกลูโคสเข้าสู่เซลล์ทั้งสองชนิดเพิ่มขึ้น สรุปได้ว่าสารสกัดขิงสามารถลดระดับน้ำตาลในเลือดได้โดยการกระตุ้นให้เซลล์กล้ามเนื้อและเซลล์ไขมันนำน้ำตาลไปใช้เพิ่มขึ้น

สารออกฤทธิ์ต่อการกระตุ้นการนำกลูโคสเข้าสู่เซลล์เป็นสารประกอบหลัก polyphenol เช่นเดียวกัน 6-gingerol จัดเป็นสารประกอบในกลุ่ม phenols ที่เป็นสารประกอบหลักที่พบในขิงสด เป็นสารที่ทำให้รู้สึกเผ็ดร้อน 6-gingerol เมื่อเกิดการสูญเสียน้ำซึ่งเกิดจากการเก็บรักษาและกระบวนการผ่านความร้อนของขิงสดจะถูกเปลี่ยนเป็น shogoal (เช่น 6-shogoal) การศึกษาครั้งนี้ตรวจวัดปริมาณสารประกอบทั้งสองตัวในสารสกัดขิงสด พบว่า มีปริมาณ 6-gingerol มากที่สุด สารสกัดขิงมีฟินอลิคในปริมาณที่ไม่แตกต่างกันทั้งจากตัวอย่างที่เตรียมใหม่และตัวอย่างสารสกัดที่ผ่านความร้อนโดยการต้ม ณ เวลาต่างๆ(10, 20, และ 30 นาที) รวมทั้ง อุณหภูมิที่ใช้เก็บตัวอย่างสารสกัดก็ไม่มีผลต่อปริมาณฟินอลิค เช่นเดียวกับผลการทดสอบการออกฤทธิ์ ต่อกลไกการนำกลูโคสเข้าสู่เซลล์ที่ไม่เปลี่ยนแปลงเช่นกัน ดังนั้น สารประกอบฟินอลที่เป็นสารประกอบหลักคือ 6-gingerol จากสารสกัดขิงมีแนวโน้มที่สามารถใช้เป็นสารประกอบหลักที่มีฤทธิ์ลดน้ำตาลได้

– จากการทดสอบความเป็นพิษของสารสกัดขิงต่อเซลล์ L6 myotubes และเซลล์ไขมัน 3T3- L1
adipocytes โดยวิธี MTT assay, LDH assay และ SRB assay พบว่าสารสกัดขิงเป็นพิษต่อเซลล์ที่ความเข้มข้นสูงกว่า 600 µg/mL สารสกัดขิงสดที่ออกฤทธิ์์ต่อการนำกลูโคสเข้าสู่เซลล์ได้สูงสุดที่ความเข้มข้น 400 µg/mL 24 ชั่วโมง และที่ความเข้มข้นดังกล่าวไม่แสดงความเป็นพิษต่อเซลล์ ซึ่งในการทดสอบในขั้นถัดไปจึงเลือกที่ความเข้มข้นที่ 400 µg/mL

– ศึกษาความสัมพันธ์ของความเข้มข้นและระยะเวลาในการออกฤทธิ์ของสารสกัดจากเหง้าขิง ที่มีต่อการนำกลูโคสเข้าสู่เซลล์กล้ามเนื้อ L6 และเซลล์ไขมัน 3T3- L1 ด้วยวิธีการตรวจวัด 2Deoxy-[3H]D-glucose uptake โดยเปรียบเทียบกับยาที่ใช้รักษาเบาหวาน 3 ชนิดคือ insulin, metformin และ troglitazone (TGZ) พบว่า สารสกัดขิงมีฤทธิ์กระตุ้นการนำกลูโคสเข้าสู่เซลล์ในลักษณะที่เห็นฤทธิ์เริ่มต้นได้ตั้งแต่ความเข้มข้น 100 µg/mL และที่ความเข้มข้น 400 µg/mL สามารถกระตุ้นได้สูงสุดเช่นกันในเซลล์กล้ามเนื้อ L6 myotubes และ เซลล์ไขมัน 3T3-L1 adipocytes และเมื่อใช้สารสกัดขิงที่ความเข้มข้นสูงสุดนี้ (400 µg/mL) กระตุ้นเซลล์พบว่าสามารถกระตุ้นการนำกลูโคสเข้าสู่เซลล์ได้ตั้งแต่ 4 ชั่วโมงขึ้นไปในเซลล์กล้ามเนื้อ L6 myotubes ในขณะที่ ออกฤทธิ์ได้เร็วกว่าตั้งแต่ 30 นาทีเป็นต้นไปในเซลล์ไขมัน3T3-L1 adipocytes

การทดสอบความคงตัวของสารสกัดจากเหง้าขิงด้วยความร้อน โดยนำสารสกัดขิงมาละลายน้ำที่ความ เข้มข้นที่ต้องการแล้วนำมาต้มเป็นเวลา 10, 20, และ 30 นาที หลังจากนั้นนำสารสกัดไปทดสอบการออกฤทธิ์การนำน้ำตาลกลูโคสเข้าสู่เซลล์กล้ามเนื้อ L6 myotubes โดยวิธี 2DG uptake assay ผลการทดสอบ พบว่า สารสกัดยังมีฤทธิ์เหมือนเดิมเมื่อเทียบกับสารสกัดที่ไม่ได้ต้ม

การทดสอบความคงตัวของสารสกัดจากเหง้าขิง โดยเก็บ freeze dry สารสกัดขิง ดังนี้ 1) เก็บไว้ในตู้เย็น อุณหภูมิ 4-8 ๐C เป็นเวลา 2, 4 และ 6 เดือน 2) หลังจากละลายน้ำแล้วเก็บในตู้เย็นที่อุณหภูมิ 4-8 ๐C เป็นเวลา 1, 2, 4, 8, 12 และ 24 สัปดาห์ หลังจากนั้นนำสารสกัดไปทดสอบการออกฤทธิ์การนำน้ำตาลกลูโคสเข้าสู่เซลล์ไขมัน L6 myotubes โดยวิธี 2DG uptake assay ผลการทดสอบพบว่า สารสกัดที่เก็บไว้ในตู้เย็นที่อุณหภูมิ 4-8๐C ในรูป freeze dry เป็นระยะเวลานาน 6 เดือน เมื่อนำมาทดสอบซ้ำพบว่ายังมีฤทธิ์เหมือนเดิม เช่นเดียวกันกับเมื่อนำสารสกัดขิงมาละลายน้ำและเก็บไว้ในตู้เย็นที่อุณหภูมิ 4-8๐C

จากการศึกษากลไกในการออกฤทธิ์เบื้องต้นทั้งในส่วนที่ผ่านและไม่ผ่านเส้นทางการทำงานของอินซูลิน โดยอาศัยสารยับยั้งการทำงานของเอ็มไซม์จำเพาะชนิดต่างๆ ได้แก่ SB203580 (p38MAPK inhibitor), wortmannin (PI3 kinase inhibitor), rapamycin (FRAP/mTOR inhibitor) รวมทั้งสาร cycloheximide ซึ่งยับยั้งการสร้างโปรตีนใหม่ พบว่า ฤทธิ์การกระตุ้นการนำกลูโคสเข้าสู่เซลล์ทั้งจากสารสกัดขิงและสารประกอบหลัก 6-gingerol ซึ่งเป็นสารที่พบมากในสารสกัดขิงสด ถูกยับยั้งได้ด้วย wortmannin, rapamycin และ cycloheximide แต่ไม่สามารถยับยั้งได้ด้วย SB203580

สารสกัดจากขิงมีโอกาสลดความอ้วนได้จริงหรือ?

การยับยั้งกระบวนการสร้างเซลล์ไขมัน(adipocyte differentiation) เป็นหนึ่งในวิธีที่มีแนวโน้มในการนำไปใช้ควบคุมความอ้วนในคนได้ เนื่องจากการสะสมไขมันในเซลล์จะลดลง การศึกษาครั้งนี้ ศึกษากับเซลล์ไขมัน 3T3-L1เท่านั้น ยังไม่มีการศึกษาในสิ่งมีชีวิต โดยใช้เซลล์ไขมันดังกล่าว เป็นโมเดลสำหรับศึกษาผลจากสารสกัดเหง้าขิงสด และสารประกอบหลัก 6-gingerol ส่วนกลไกอีกอย่างหนึ่งที่ช่วยลดความอ้วนได้คือ กระบวนการ lipolysis adipolysis ซึ่งเป็นกระบวนการสลายไตรกลีเซอไรด์ภายในเซลล์ไขมัน ซึ่งพบว่าสารสกัดขิงสด และสารประกอบหลัก6-gingerol ไม่มีผลต่อการสลายไตรกลีเซอไรด์แต่อย่างใด และจากการศึกษาความสามารถของขิงต่อการลดการสะสมไขมันภายในเซลล์ได้ โดยศึกษาผลต่อยีนที่เกี่ยวข้องกับการเกิดกระบวนการสร้างเซลล์ไขมันซึ่งได้แก่ ยีน PPARγ และยีน C/EBPα ซึ่งพบว่าทั้งสารสกัดขิงสดและ สารประกอบหลัก 6-gingerol ไม่มีผลต่อการเปลี่ยนแปลงยีนทั้งสองชนิด ซึ่งกลไกที่สารสกัดขิงสดและสารประกอบหลัก 6-gingerol สามารถยับยั้งการสะสมไขมัน ภายในเซลล์ได้เนื่องจากกระบวนการ apoptosis(การตายของเซลล์ที่ถูกควบคุมโดยยีน) ซึ่งมีการกล่าวว่าการชักนำให้เซลล์ไขมันเกิด apoptosis ได้นั้นสามารถลดปริมาณไขมันในร่างกายได้เช่นเดียวกับการลดการสะสมไขมันในเซลล์ (Rayalam et al, 2008) และสารสกัดผลิตภัณฑ์ธรรมชาติหลายชนิดมีฤทธิ์ชักนำให้เกิดเซลล์เกิด apoptosis หนึ่งในสารธรรมชาติดังกล่าวคือสารประกอบ polyphenols (Hsu and Yen, 2006) ซึ่งสารประกอบหลักในขิงสดก็เป็นสารในกลุ่ม polyphenols เช่นกัน

โดยสรุป

การศึกษาครั้งนี้ พบว่า ขิง (Zingiber officinale Roscoe) มีฤทธิ์ต้านเบาหวานได้ โดยมีผลกระตุ้นการนำน้ำตาลกลูโคสเข้าสู่เซลล์กล้ามเนื้อและเซลล์ไขมัน ซึ่งเป็นเซลล์หลักที่นำน้ำตาลไปใช้ ส่วนผลต่อการลดความอ้วนนั้นยังมีกลไกที่ไม่ชัดเจน แต่การศึกษาเบื้องต้นขิงสามารถลดการสะสมไขมันภายในเซลล์ได้ ซึ่งน่าสนใจ ในการศึกษากลไกต่อไป คือทดสอบประสิทธิภาพการลดการสะสมไขมันในคนและสัตว์ ซึ่งยังไม่มีการวิจัยในโครงการนี้ งานวิจัยนี้อาจจะเป็นแนวทางการนำไปสู่การค้นคว้าวิจัยสมุนไพรชนิดอื่นนอกเหนือจากขิงที่มีคุณสมบัติในด้านการต้านเบาหวาน และพัฒนากลไกที่สามารถช่วยให้เกิดการสลายไตรกลีเซอไรด์ภายในเซลล์ไขมันได้ซึ่งถือเป็นคีย์หลักในการช่วยลดความอ้วนได้นั่นเอง

อ้างอิงข้อมูลจาก

โครงการวิจัย “ฤทธิ์ต้านเบาหวานและลดความอ้วนของสารสกัดเหง้าขิงและสารประกอบหลัก”

หัวหน้าโครงการ : กุสุมาลย์ น้อยผา
สนับสนุนโดย : สำนักงานคณะกรรมการส่งเสริมวิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม (สกสว.)

เรียบเรียง ไพรินทร์ ตันติวิชยานนท์
กราฟิก ไพรินทร์ ตันติวิชยานนท์
00:00
00:00
Empty Playlist