Autophagy กระบวนการกลืนกินเซลล์ (ตอนที่ 2)

Autophagy กระบวนการกลืนกินเซลล์  (ตอนที่ 2)

ทำไม? กระบวนการ Autophagy จึงมีความสำคัญต่อร่างกาย

✅ เมื่อไหร่ก็ตามที่กระบวนการ Autophagy หยุดทำงาน ปฏิกิริยาต่างๆ ภายในเซลล์จะเป็นไปในทางลบ ลองนึกถึงเวลาที่เราหยุดทำความสะอาดห้องครัว หลังทำอาหารเสร็จขยะจะเต็มไปหมด อาหารจะเน่าเสียส่งกลิ่นเหม็น เช่นเดียวกัน นึกถึงภายในเซลล์เราที่เต็มไปด้วยกองโปรตีนผิดรูปร่าง (Misfolded Protein) ใช้การไม่ได้ และชิ้นส่วนอวัยวะภายในเซลล์ที่หมดอายุ เช่น ไมโตคอนเดรียเก่าที่ใช้งานไม่ได้แล้วเป็นต้น

✅ เมื่อเซลล์ไม่สามารถจัดการเคลียร์โปรตีนที่ผิดรูปเหล่านี้จากเซลล์ได้ โปรตีนผิดรูปเหล่านี้ก็จะรวมตัวกัน และพัฒนาไปสู่โมเลกุลของอะมัยลอยด์ (Amyloid) เราพบอะมัยลอยด์ในสมองคนไข้ที่เป็นอัลไซเมอร์ พาร์กินสัน หลอดเลือดคนไข้เบาหวาน และโรคอื่นๆที่เกี่ยวข้องกับอะมัยลอยด์

✅ Autophagy เป็นกลไกป้องกันการเกิดอะมัยลอยด์ ดังนั้นเมื่อกระบวนการ Autophagy เกิดขึ้นไม่เพียงพอ จึงเชื่อมโยงกับการเร่งขบวนการชราของเซลล์ประสาท ข่าวร้ายที่ขบวนการ Autophagy เกิดขึ้นช้าลงเมื่อเราอายุมากขึ้น ซึ่งอาจจะเป็นความเกี่ยวข้องระหว่างขบวนการ Autophagy กับโรคที่เกิดจากความชราทั้งหลาย โดยเฉพาะโรคที่เกิดจากการเสื่อมของเซลล์ประสาท (Neurodegenerative Diseases)

✅ จึงมีความจำเป็นอย่างยิ่งที่เราต้องเข้าใจว่าจะจัดการให้ขบวนการ Autophagy เกิดประโยชน์สูงสุดต่อร่างกายได้อย่างไร เราจะสามารถเปิดสวิตช์ขบวนการนี้เมื่อมีความจำเป็นได้อย่างไร และเป็นไปได้ที่จะใช้ขบวนการนี้เพื่อป้องกันโรคที่เกี่ยวเนื่องจากความชราของเซลล์

ไมโตคอนเดรีย (Mitochondria) และ Mitophagy

✅ แต่ละอวัยวะภายในเซลล์จะมีเส้นทางของขบวนการ Autophagy เฉพาะตัว และเราก็จะใช้ชื่ออวัยวะภายในเซลล์นั้นเป็นตัวเรียกขบวนการ Autophagy นั้น เช่นขบวนการ Autophagy สำหรับไมโตคอนเดรีย (Mitochondria) ก็เรียกว่า Mitophagy

✅ ไมโตคอนเดรียเป็นโรงงานผลิตพลังงานสำหรับเซลล์ และถ้าเผอิญเราสนใจ Ketogenic Diet เราก็คงทราบดีว่าไมโตคอนเดรียมีความสำคัญต่อเซลล์และทำงานหนักขนาดไหน ซึ่งก็เหมือนทุกสิ่งที่ถูกใช้งานหนัก มันก็จะเริ่มเสื่อมสภาพและหมดอายุขัย ไมโตคอนเดรียก็เช่นกัน

✅ การที่ไมโตคอนเดรียเสื่อมสภาพ ล่องลอยอยู่ภายในเซลล์ ไม่มีขบวนการเคลียร์ออกไปจากเซลล์ นับเป็นหายนะสำหรับเซลล์เลยทีเดียว เพราะนอกจากจะผลิตพลังงานได้ไม่เพียงพอแล้ว ไมโตคอนเดรียที่เสื่อมสภาพยังเพิ่มการผลิต Reactive Oxygen Species (ROS) และปล่อยสารอักเสบกลุ่ม Cytokines ทั้งสองปฏิกิริยานี้ส่งผลร้ายมหันต์ต่อเซลล์

✅ นักวิทยาศาสตร์พบว่าการทำงานได้อย่างไม่มีประสิทธิภาพของไมโตคอนเดรีย เป็นคุณลักษณะสำคัญของโรคที่เกี่ยวกับกลุ่มอาการทางเมตาบอลิสมเกือบทั้งหมด เช่นเบาหวาน พาร์คินสัน อัลไซเมอร์ มะเร็ง เป็นต้น ดังนั้นขบวนการ Autophagy ที่มีประสิทธิภาพในการเคลียร์ไมโตคอนเดรียที่หมดอายุ จึงอาจช่วยโรคที่เกี่ยวกับกลุ่มอาการทางเมตาบอลิสมได้

✅ นักวิทยาศาสตร์พบว่าเมื่ออายุมากขึ้น ขบวนการ Mitophagy ช้าลง และไมโตคอนเดรียเสียหายด้วยอัตราที่เพิ่มขึ้น ดังนั้นขบวนการ Mitophagy ที่มีประสิทธิภาพในยามชรา จึงกลายเป็นเรื่องที่สำคัญมากๆ

ปัจจัยที่ควบคุมขบวนการ Autophagy

✅ ปัจจัยที่ควบคุมขบวนการ Autophagy ซับซ้อนมาก (ดู diagram รูปที่ 1 ในโพสต์ที่แล้ว) และเป็นเรื่องที่นักวิทยาศาสตร์กำลังทำงานในการทำความเข้าใจมันอยู่ สิ่งที่นักวิทยาศาสตร์เข้าใจชัดเจนแล้วก็คือตั้งแต่ในยีสต์ถึงสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม

ถ้าขาดขบวนการ Autophagy = อายุขัยจะสั้นลง 

และ

การจำกัดแคลอรี่ = อายุขัยจะเพิ่มขึ้น

✅ ปัจจัยที่กระตุ้นขบวนการ Autophagy ได้คือการจำกัดแคลอรี่และการหยุดกินอาหารเพราะทั้งสองปัจจัย จะกระตุ้นขบวนการ Autophagy เพื่อรีไซเคิลโปรตีนที่เสื่อมสภาพให้ได้กรดอะมิโนนำไปสร้างโปรตีนใหม่และโมเลกุลอื่นที่เซลล์ต้องการ

✅ การจำกัดแคลอรี่และการหยุดกินอาหาร (Fasting) จะลดการทำงานของ Insulin/IGF-1 (Insulin-like Growth Factor)และ mTOR (mamalian Target Of Rapamycin) และนำไปสู่การกระตุ้นขบวนการ Autophagy

เราจะทำอย่างไร? ได้บ้างเพื่อกระตุ้นขบวนการ Autophagy

1. หยุดกินอาหาร (Fasting) เป็นวิธีที่ง่ายชัดเจนที่สุด มีการศึกษาในสัตว์ทดลองที่แสดงให้เห็นว่า การจำกัดแคลอรี่และการหยุดกินอาหารช่วยปกป้องเซลล์ประสาท โดยกำจัดโมเลกุลสารพิษและไมโตคอนเดรียที่เสื่อมสภาพออกจากเซลล์ประสาทผ่านขบวนการ Autophagy การศึกษาหนึ่งในสัตว์ทดลอง ขบวนการ Autophagy เริ่มเพิ่มขึ้นเมื่อสัตว์หยุดกินอาหาร 24 ชั่วโมง และยิ่งชัดเจนมากขึ้นหลังหยุดกินอาหาร 48 ชั่วโมง เนื่องจากเป็นการทำในสัตว์ทดลอง จึงยังไม่มีข้อสรุปถึงจำนวนชั่วโมงที่การหยุดกินอาหาร (Fasting) จะส่งผลกระตุ้นกระบวนการ Autophagy ในมนุษย์

2. Ketogenic Diet เป็นวิธีกระตุ้นขบวนการ Autophagy โดยไม่ต้องหยุดกินอาหารซึ่งทำได้ง่ายกว่า ketogenic diet ก่อให้เกิดกลไกทางสรีรวิทยาการเผาผลาญพลังงาน ที่เลียนแบบการหยุดกินอาหาร (Fasting)ได้ ซึ่งกลไกที่ว่าเกิดจากการลดระดับฮอร์โมนอินซูลิน

การศึกษาในสัตว์ทดลองแสดงให้เห็นว่า Ketogenic Diet สามารถลดการหลั่งโมเลกุลก่อการอักเสบคือ Cytochrome C ในเซลล์ประสาทได้ ส่งผลให้ Ketogenic Diet มีกลไกป้องกันเซลล์ประสาท (neuroprotective)ได้ด้วย

Ketogenic diet เหนี่ยวนำให้เกิดภาวะ ketosis ซึ่งทำให้เพิ่มระดับ ketone ในเลือด (>0.5 mole/L) การศึกษาในหลอดทดลองพบว่า betahydroxybutyrate (BHB) กระตุ้นขบวนการ Autophagy ชนิดที่ไม่ต้องมี Autophagosome เกิดขึ้น (Chaperone-mediated autophagy)

3. Fasting + Ketogenic diet เป็นการผสมผสานที่อาจให้ผลกระตุ้นขบวนการ Autophagy ดีกว่าใช้วิธีใดวิธีหนึ่งเดี่ยวๆ แต่อย่างไรก็ดี ยังต้องการการศึกษาในมนุษย์เพื่อยืนยันผลนี้

4. Sauna มีการศึกษาในสัตว์ทดลองจำนวนหนึ่งที่พบว่าการให้ความร้อน ซึ่งเป็นการสร้างความตึงเครียดให้เซลล์แบบหนึ่ง สามารถกระตุ้นขบวนการ Autophagy ได้ คราวหน้าหลังจากเล่นกีฬาเสร็จในยิม ลองแวะไปเข้าซาวน่าซัก 20 นาทีก็น่าจะดี

5. Exercise พบว่ากระตุ้นขบวนการ Autophagy ได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งถ้าเป็นการออกกำลังกายร่วมกับหยุดกินอาหาร เนื่องจากการออกกำลังกายเหนี่ยวนำ AMPK และ sirtuin 1 ให้เพิ่มขึ้น ซึ่งเป็นปัจจัยที่กระตุ้นขบวนการ Autophagy ยังมีความต้องการการศึกษาเพิ่มเติมในมนุษย์

บทสรุป

✅ Autophagy เป็นกระบวนการที่ซับซ้อน นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าเรากำลังเริ่มเข้าใจมันมากขึ้นว่า มันถูกควบคุมอย่างไร เราไม่ได้ต้องการให้กระบวนการนี้เกิดตลอดเวลาหรือหยุดตลอดเวลา

✅ เราต้องการให้กระบวนการนี้มีประสิทธิภาพในช่วงเวลาที่มันควรจะต้องทำงาน และเราก็ยังต้องการขบวนการเพิ่มมวลกล้ามเนื้อ รักษาแผล ควบคุมกระบวนการอื่นๆเพื่อการเจริญเติบโตภายในเซลล์ ซึ่งหมายถึงขบวนการ Autophagy ต้องลดระดับลง

✅ แม้การศึกษาในบทความนี้เกือบทั้งหมดทำในสัตว์ทดลอง ซึ่งยังมีความจำเป็นต้องมีการทำงานวิจัยในมนุษย์เพื่อยืนยันผลลัพธ์ก็ตาม แต่ความสำคัญของขบวนการ Autophagy นี้ ก็มีหลักฐานชัดเจนถึงประโยชน์ต่อการมีสุขภาพที่ดี การป้องกันโรคที่มาพร้อมกับความชราของเซลล์

==============================
สนใจสั่งซื้อผลิตภัณฑ์ สอบถามข้อมูลเพิ่มเติม  พูดคุยปรึกษาเรื่องสุขภาพ
คุยกับ
#โค้ชเกมส์
📞 092-645-4256
📲 LINE : kp156
#เพราะหลอดเลือดคือทั้งหมดของชีวิต
#สุขภาพดีคุณสร้างได้
#แชร์ให้คนที่คุณรัก
#สุขภาพออกแบบได้

Autophagy กระบวนการกลืนกินเซลล์ (ตอนที่1)

Autophagy กระบวนการกลืนกินเซลล์ (ตอนที่1)

Autophagy คืออะไร?

✅ Autophagy มาจากภาษากรีก หมายความว่า การกินตัวเอง (Self Eating) มันเป็นกลไกปกติภายในทุกเซลล์ ที่โปรตีนหรือชิ้นส่วนอวัยวะภายในเซลล์ (Organelles) ซึ่งเสียหาย หรือใช้การไม่ได้แล้วอีกต่อไป จะถูกแยกชิ้นส่วนเข้ากระบวนการรีไซเคิล เพื่อใช้เป็นแหล่งพลังงาน หรือเพื่อนำมาใช้ในการผลิตโครงสร้างเซลล์ใหม่

✅ กระบวนการนี้เกิดขึ้นตลอดเวลา เป็นกระบวนการพื้นฐานเพื่อความอยู่รอดของเซลล์ มีความสำคัญมากต่อการเตรียมตัวเพื่อการอยู่รอด หรือเตรียมตัวตาย ถ้าขบวนการนี้ไม่เกิดขึ้นตามปกติ

✅ การทำความเข้าใจขบวนการนี้ก็เหมือนกับการดูรูป diagram ที่ 1 ซึ่งแสดงให้เห็นว่าขบวนการนี้มีความซับซ้อนมาก ยังมีเรื่องให้ทำความเข้าใจอีกมาก

รูปที่1 ความเกี่ยวพันของกระบวนการ Autophagy กับปัจจัยต่างๆ ทั้งภายในและภายนอกเซลล์ ที่กระตุ้นหรือยับยั้งกระบวนการนี้

เซลล์ของเราก็เปรียบเสมือนห้องครัว

✅ ลองนึกถึงการทำอาหารในห้องครัวของบ้าน ซึ่งเมื่อทำอาหารเสร็จเรียบร้อย ส่วนที่เหนื่อยก็คือการทำความสะอาดห้องครัวให้พร้อมที่จะใช้งานในมื้อถัดไป

✅ เซลล์จำนวนล้านล้านล้านเซลล์ในร่างกายเรา ก็เหมือนกับครัวในบ้านที่ทำงานตั้งแต่เกิดจนกว่าจะสิ้นอายุขัย ซึ่งต้องถือว่าเป็นงานหนักมาก ดังนั้นเครื่องจักรภายในเซลล์ (Organelles) ย่อมมีการเสียหายเกิดขึ้นตลอดเวลา เครื่องจักรที่ว่าก็คือ "โปรตีน" ที่ทำหน้าที่ต่างๆในเซลล์ ซึ่งถ้าไม่มีกระบวนการเก็บกวาดขยะโปรตีนเหล่านี้ เข้าไปไว้ในโรงงานเก็บขยะ เพื่อแยกชิ้นส่วนโปรตีนที่ยังใช้การได้ นำเอากลับมารีไซเคิล หรือใช้เป็นเชื้อเพลิงให้พลังงานภายในเซลล์แล้วละก็ ร่างกายก็ไม่สามารถจะทำหน้าที่ตามปกติเอาไว้ได้ตลอดอายุขัย ซึ่งเป็นที่มาของการเสื่อมของอวัยวะต่างๆ รวมทั้งโรคที่มาพร้อมกับความเสื่อมของอวัยวะ เช่นเบาหวาน มะเร็ง

✅ ปัญหาการเก็บกวาดขยะภายในเซลล์มารีไซเคิลนี้ จะเกิดเมื่อกระบวนการเก็บกวาดขยะโปรตีนช้าลง จนเกิดการสะสมของสารพิษภายในเซลล์

บทเรียนชีวะวิทยาสมัยมัธยม

✅ สมัยที่เราเรียนชีวะวิทยาชั้นมัธยมปลาย เราเรียนเรื่องโครงสร้างของเซลล์ว่า ประกอบด้วยนิวเคลียส ผนังเซลล์ (Plasma Membrane) ที่ห่อหุ้มอวัยวะต่างๆ (Organelles) ภายในเซลล์เอาไว้ อวัยวะภายในเซลล์แต่ละชนิดก็จะมีหน้าที่เฉพาะอย่างเช่น ไมโตคอนเดรียทำหน้าที่ผลิตพลังงาน

✅ ในขบวนการ Autophagy เราให้ความสนใจเป็นพิเศษกับอวัยวะหนึ่งภายในเซลล์ที่ชื่อ Lysosome ซึ่งบรรจุเอ็นไซม์ชนิดต่างๆ ที่จำเป็นต้องใช้ในการสลายโปรตีน กรดนิวคลิอิก (Nucleic Acids) คาร์โบไฮเดรตและไขมันที่เสียหาย ใช้การไม่ได้แล้ว นอกจากนั้นผนังของ Lysosome ยังบรรจุโปรตีนที่ทำหน้าที่รีไซเคิลชิ้นส่วนอวัยวะภายในเซลล์ที่จะนำกลับมาใช้ใหม่ได้ ดังนั้น Lysosome จึงเหมือนโรงงานรีไซเคิลเล็กๆ เก็บกวาดวัตถุดิบที่ไร้ประโยชน์ แยกชิ้นส่วนวัตถุดิบเหล่านี้ และเอาส่วนที่ยังใช้ได้นำกลับมาใช้ใหม่

✅ หน้าที่ของ Lysosome ถือว่ามีความสำคัญในกระบวนการ Autophagy มาก เพราะไม่เพียงแต่จะขจัดโปรตีนที่เสียหายออกไปจากเซลล์เท่านั้น ยังจัดหาชิ้นส่วนใหม่เพื่อให้เซลล์นำไปสร้างอวัยวะ (Organelle)ใหม่ภายในเซลล์ได้ด้วย กระบวนการเริ่มเมื่อ Lysosome เริ่มเก็บกวาดชิ้นส่วนอวัยวะที่เสื่อม สึกหรอเข้าไปไว้ในถุง (Vesicles) ที่มีลักษณะเป็นเมมเบรนสองชั้นชื่อ Autophagosome จากนั้น Autophagosome จะถูกขนส่งไปหลอมรวม (fuse) กับ Lysosome กลายเป็น Lysosome ขนาดใหญ่ เพื่อให้ Lysosome สามารถใช้เอนไซม์ในการแยกชิ้นส่วนขยะที่เก็บกวาดมาเหล่านี้ เพื่อนำกลับมาใช้ต่อไป

รูปที่2 เซลล์และส่วนประกอบภายในเซลล์

รูปที่3 แสดงขั้นตอนการทำงานของ Lysosome เริ่มจากส่นประกอบของเซลล์ที่หมดสภาพ สิ่งแปลกปลอม เช่น ไวรัส แบคทีเรีย โปรตีนที่พับตัวผิดปกติ เรียกว่า Misfolded Proteins จะถูกกลืนกินเข้าไปเก็บไว้ในถุง เรียกว่า Autophagosome แล้ว Autophagosome ก็จะเคลื่อนไปรวมกับ Lysosome แล้วก็ใช้เอ็นไซม์ย่อยส่วนประกอบเซลล์ นำเอาส่วนที่ยังใช้ได้มา Recycle เป็นพลังงาน หรือวัตถุดิบในการสร้างโครงสร้างของเซลล์ใหม่

การค้นพบ Autophagy

✅ นักวิทยาศาสตร์ทราบดีมานานแล้วว่าภายในเซลล์เรามีกระบวนการบางอย่างโดยเฉพาะภายใน Lysosome ที่ทำการแยกสลายชิ้นส่วนของเซลล์ที่หมดอายุหรือเสียหาย นำกลับมาใช้ใหม่ แต่ความเข้าใจเกี่ยวกับ Autophagy มาเบ่งบานสุดๆ เมื่อ Prof.Yoshinori Ohsumi นักชีววิทยาชาวญี่ปุ่นได้ทำงานวิจัยในเซลล์ของยีสต์ ที่ไม่มีเอนไซม์ในการย่อยชิ้นส่วนอวัยวะภายในเซลล์ที่เสียหาย เพื่อเฝ้าสังเกตการเกิดขึ้นของ Autophagosome หลังจากนั้น เขาทำการกลายพันธุ์ยีสต์ เพื่อจะระบุให้ได้ว่ายีนตัวใดบ้าง ที่รับผิดชอบต่อกระบวนการ Autophagy และเขาก็ทำได้เป็นผลสำเร็จ ทำให้เขาได้รับรางวัลโนเบลสาขาสรีรวิทยาและการแพทย์ในปี 2559

✅ การค้นพบของ Prof.Yoshinori ทำให้เกิดงานวิจัยต่อยอดมากมาย เพื่อค้นหาเพิ่มขึ้นว่ายีนใดที่ควบคุมการสร้างโปรตีนเฉพาะในกระบวนการนี้ โดยมุ่งเน้นไปที่หน้าที่ของกระบวนการ Autophagy ต่อสุขภาพและการรักษาโรค

บทบาทหลัก 4 ประการของขบวนการ Autophagy

1. House Keeping เป็นหน้าที่พื้นฐานที่สุดเพื่อกำจัดโปรตีนหรือชิ้นส่วนอวัยวะที่เสียหายที่แขวนลอยเป็นพิษภายในเซลล์

2. Immunity (ภูมิคุ้มกัน) กระบวนการ Autophagy เป็นกลไกป้องกันตัวของเซลล์ ที่ใช้กำจัดสิ่งแปลกปลอมซึ่งบุกรุกเข้ามาในเซลล์ เช่น แบคทีเรีย ไวรัสและสารพิษ

3. Stress Response กระบวนการ Autophagy ถูกกระตุ้นได้ ความเครียดต่อเซลล์เช่น การหยุดกินอาหาร ในยามที่อาหารหายาก (เช่นการทำ Fasting) กระบวนการนี้ก็จะสลายชิ้นส่วนของเซลล์เอง เพื่อใช้สร้างพลังงาน ดังนั้นในการตอบสนองต่อความเครียด กระบวนการนี้ก็ทำหน้าที่เป็นกลไกในการป้องกันเซลล์เพื่อความอยู่รอด

4. Embryonic Development and Cell Differentiation กระบวนการ Autophagy มีบทบาทสำคัญในช่วงเวลาที่เกิดการเปลี่ยนรูปร่างของเนื้อเยื่อ ((Tissue Remodelling Process) เช่นในกระบวนการสร้างทารกในครรภ์มารดา


สนใจสั่งซื้อผลิตภัณฑ์ สอบถามข้อมูลเพิ่มเติม พูดคุยปรึกษาเรื่องสุขภาพ
คุยกับ #โค้ชเกมส์ 
📞 092-645-4256
📲 LINE : kp156
#เพราะหลอดเลือดคือทั้งหมดของชีวิต
#สุขภาพดีคุณสร้างได้
#แชร์ให้คนที่คุณรัก
#สุขภาพออกแบบได้