อุไรวรรณ พรทวีวุฒิ เคอแรน

 

  เซลในร่างกายมีการแบ่งตัวตลอด 24 ชั่วโมง  จะมีเซลจำนวนน้อยมากที่จะกลายเปลี่ยนเป็นเซลร้าย แต่มันก็เกิดขึ้นได้  และเซลร้ายนั้นก็สามารถแปลเปลี่ยนเป็นเซลมะเร็ง    แต่การแปรเปลี่ยนอาจกินเวลานาน  มะเร็งจึงมักพบในคนที่สูงอายุ  มีรายงานว่า ในอเมริกา  ค่ากลางของอายุในคนไข้ที่พบว่าเป็นโรคมะเร็งจะอยู่ที่อายุ 70 ปี   จากสถิติที่ทางสถาบันมะเร็งแห่งชาติของอเมริการายงานไว้ก็คือ ค่าความเสี่ยงในการเกิดโรคมะเร็งหลังอายุ 60 ปี จะสูงถึง 16 เท่า เมื่อเทียบกับคนในกลุ่มที่อายุน้อยกว่า 40 ปี   นอกจากนี้สถาบันแห่งนี้ยังรายงานว่า ในช่วงชีวิตคนเรานั้น โอกาสที่จะเกิดมะเร็งลำใส้มี 6%, มะเร็งต่อมลูกหมาก 17%, มะเร็งเต้านม 14%, และมะเร็งปอด 7%.

                ในปัจจุบัน พบว่า การได้รับอาหาร และอาหารเสริมที่เหมาะสม รวมทั้งการเปลี่ยนแปลงพฤติกรรมบางอย่างที่ไม่เหมาะสม สามารถลดการเกิดมะเร็งได้    น่าเสียดายที่งานวิจัยส่วนใหญ่จะเป็นเรื่องของการรักษามะเร็งมากกว่า งานวิจัยในเชิงป้องกัน  ตามข้อมูลของสถาบันมะเร็งแห่งชาติของอเมริกาพบว่า งานวิจัยในเชิงป้องกันมะเร็งเดินตามหลังงานวิจัยในเชิงรักษา 10-15 ปี  สิ่งซึ่งควรจะทำมากกว่า ก็คือหาทางรักษาป้องกันไม่ให้บริเวณที่มีแนวโน้มจะก่อตัวเป็นมะเร็งสามารถ กลายเปลี่ยนเป็นมะเร็ง 
                งานวิจัยในเชิงป้องกันมะเร็ง มักมีจุดประสงค์ในการคิดค้นยา ที่ไปขัดขวางขั้นตอนการเกิดมะเร็ง ที่จุดหรือบริเวณที่เป็นรอยโรค (lesion) ไม่ให้ลุกลามกลายเป็นมะเร็ง   สารที่มักพบว่าสามารถทำให้เซลมีความผิดปกติไป ได้แก่ ควันบุหรี่, มลพิษจากสิ่งแวดล้อม, หรือสารที่มีพิษที่เราบังเอิญได้รับเข้าไป เช่นสาร nitrosamines ในเบคอน หรือ อาหารสำเร็จรูปที่ทำจากเนื้อ (cured meats), ยาฆ่าแมลงที่ตกค้างในผัก และ ผลไม้   งานวิจัยอีกกลุ่มหนึ่งที่จัดว่าเป็นงานวิจัยในเชิงป้องกันเช่นกัน คือ กลุ่มที่พยายามจะใช้วิธีการของ ยีนบำบัดเพื่อไปหยุดยั้งการแปรเปลี่ยนของยีนไม่ให้กลายเป็นมะเร็ง   นอกจากนี้แล้ว ยังมีงานวิจัยกลุ่มที่มีจุดประสงค์ที่จะขัดขวาง “อนุมูลอิสระ” (free radical) และออกซิเจนพวกที่ไวต่อปฏิกิริยา และเร่ร่อนเที่ยวก่อความเสียหายให้กับเซลอื่นๆ และเป็นชนวนให้เกิดการแปรเปลี่ยนของยีน ซึ่งในธรรมชาติมักเกิดจากขบวนการเผาผลาญภายในเซล (metabolism)

                มีการประมาณไว้ว่า ในวันหนึ่งๆ จะมีออกซิเจน จำนวนหนึ่งล้านล้านโมเลกุลที่ผ่านเข้าไปในเซลแต่ละเซล  และก่อให้เกิดอนุมูลอิสระที่จะไปทำความเสียหายให้แก่ดีเอ็นเอ  ซึ่งประมาณกันว่า อาจมากถึง 100,000 รอยแผลบนดีเอ็นเอ   ภายในอายุ 30 ปี, จะพบรอยโรคจากอนุมูลอิสระจำนวนเป็นล้านภายในหนึ่งเซล    และเมื่อถึงอายุ 50 ปี โปรตีนภายในเซลประมาณ 30% จะถูกทำลายโดยอนุมูลอิสระ

อะไรคือ อนุมูลอิสระ

                ในร่างกายมนุษย์นั้น จะประกอบด้วยเซลหลากหลายชนิด  เซลก็จะประกอบไปด้วยโมเลกุล (molecule)ที่แตกต่างกันหลายชนิด  และโมเลกุลก็จะประกอบไปด้วยอะตอม (atom)     อนุมูลอิสระเป็นเรื่องที่ลงลึกไปถึงระดับโมเลกุล และอะตอม    ซึ่งอะตอมประกอบด้วยนิวเครียส (nucleus) และในนิวเครียสก็ประกอบด้วยโปรตอน (protons) และนิวตรอน (neutrons) และมีกลุ่มอนุภาคที่เรียกว่า อิเลคตรอน(electron)โคจรรอบนิวเครียส   โดยในโมเลกุลปกติ อิเลคตรอนเหล่านั้นจะจับกันเป็นคู่และโคจรรอบนิวเครียส  อะตอมจะรวมตัวกันเป็นโมเลกุล โดยมีแรงยึดเกาะต่อกัน  ซึ่งแรงยึดเกาะนี้เกี่ยวข้องกับการแบ่งปันอิเลคตรอนต่อกัน  อิเคตรอนที่จับตัวกันเป็นคู่ จะอยู่ในสภาวะที่มีเสถียรภาพมากที่สุด   หากถ้าแรงยึดเกาะในโมเลกุลนี้ถูกทำลายโดยปฎิกิริยาทางเคมี  อิเลคตรอนที่ยังคงจับกันเป็นคู่ก็จะถูกถ่ายผ่านไปยังสารที่เป็นผลลัพธ์ของ ปฏิกิริยาเคมีดังกล่าว   ผลลัพธ์จากปฏิกิริยาเหล่านี้จะอยู่ในรูปของประจุที่เรียกว่า ไอออน (ions)   แต่ถ้าแรงยึดเกาะสลายลงภายใต้สภาวะที่มีพลังงานสูง เช่น การได้รับรังสี  อิเลคตรอนก็จะไม่สามารถอยู่กันเป็นคู่ แต่จะแยกออกจากกัน และแต่ละอิเลคตรอนก็จะวิ่งไปที่หน่วยที่เป็นผลลัพธ์แต่ละหน่วย  และเราเรียกผลลัพธ์แต่ละหน่วยเหล่านี้ว่า “อนุมูลอิสระ”  ซึ่งจะอยู่ในสภาวะที่มีอิเลคตรอนเดี่ยว ไม่ได้มีอิเลคตรอนที่เป็นคู่เหมือนในสภาวะปกติ   แต่เนื่องจากอนุมูลอิสระมักจะไม่มีเสถียรภาพ  ดังนั้นอนุมูลอิสระเหล่านี้ก็มักจะมีปฏิกิริยากับโมเลกุลปกติ และ แย่งอิเลคตรอนอีกหน่วยหนึ่งมาทำให้ตนเองอยู่ในสภาวะที่มีเสถียรภาพมากขึ้น  จึงเกิดขบวนการที่เป็นลูกโซ่ในการแย่งอิเลคตรอน ก่อให้เกิดอนุมูลอิสระใหม่ขึ้นมาอีกเป็นจำนวนมาก  และขบวนการนี้จะหยุดลงก็ต่อเมื่ออนุมูลอิสระ 2 หน่วยทำปฏิกิริยากันเอง และไม่ไปรบกวนโมเลกุลปกติ  อนุมูลอิสระจึงจัดว่ามีอันตรายต่อร่างกาย  ในธรรมชาติ การเกิดอนุมูลอิสระมักเกิดจากขบวนการเผาผลาญในร่างกายมนุษย์ โดยเฉพาะจากระบบการหายใจ และ ระบบภูมิต้านทานที่สนองตอบต่อการติดเชื้อ  และอนุมูลอิสระอาจถูกเหนี่ยวนำให้เกิดขึ้นมาได้จากสภาวะแวดล้อม จากอาหารที่เรากิน จากมลพิษ จากการเผาผลาญยาที่เราได้รับ และจากความเครียด  ซึ่งมีส่วนเป็นปัจจัยเสริมต่อการเกิดอนุมูลอิสระทั้งสิ้น  

                อนุมูลอิสระเหล่านี้สามารถสร้างความเสียหายต่อองค์ประกอบของร่างกาย อย่างเช่น กลุ่มพวกกรดนิวคลิอิก, โปรตีน, คาร์โบไฮเดรต, ไขมัน, สารผสมไขมัน-โปรตีน และ เนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่มีขนาดโมเลกุลใหญ่    มีรายงานทางวิทยาศาสตร์กล่าวว่า อนุมูลอิสระเป็นต้นเหตุที่สำคัญต่อการแก่ตัวของเซล และเป็นที่มาของโรคต่างๆ รวมถึงโรคมะเร็ง    ผลจากการทำลายโปรตีนมีส่วนในการเกิดต้อกระจก (cataracts)    ผลจากการทำลายดีเอ็นเอ (DNA) ก็อาจก่อให้เกิดโรคมะเร็ง    และหากสร้างความเสียหายต่อ LDL cholesterol ก็อาจมีผลต่อการเกิดโรคหัวใจ  

                ร่างกายสามารถขัดขวางการทำงานของอนุมูลอิสระได้โดยการใช้สารต้านอนุมูลอิสระ (antioxidants)     สารต้านอนุมูลอิสระจะเป็นตัวปันอิเลคตรอนให้ ทำให้เกิดความคงตัวของโมเลกุล  เอ็นไซม์ในร่างกายหลายตัวที่ทำหน้าที่เป็นสารต้านอนุมูลอิสระ เช่น superoxide dismutase, catalase,  และ glutathione peroxidase  สารอาหารหลายตัวในอาหารก็มีคุณสมบัติเป็นสารต้านอนุมูลอิสระ เช่น วิตามินซี, วิตามินอี, เบต้า-แคโรทีน และ ซีลีเนียม

­­­­­


การผลิตอนุมูลอิสระในร่างกายมนุษย์

                การก่อตัวของอนุมูลอิสระจะเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องภายในเซล ซึ่งเป็นผลจากปฏิกิริยาทั้งที่เกี่ยวข้องกับเอ็นไซม์ และไม่เกี่ยวกับเอ็นไซม์    ปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องกับเอ็นไซม์ที่เป็นแหล่งที่มาของอนุมูลอิสระ ได้แก่ ปฏิกิริยาในขบวนการหายใจ, ขบวนการกำจัดสิ่งแปลกปลอมโดย phagocyte (phagocytosis), ขบวนการสร้าง prostaglandin, และในระบบ cytochrome P450    อนุมูลอิสระอาจเกิดขึ้นได้ในปฏิกิริยาที่ไม่เกี่ยวกับเอ็นไซม์ด้วยเช่นกัน เช่น ในการที่ออกซิเจน ทำปฏิกิริยากับสารประกอบอินทรีย์  (organic compounds) หรือในปฏิกิริยาการเกิดไออนจากรังสี (ionizing radiations)     

                สำหรับในกลุ่มอนุมูลอิสระ  ที่อย่างน้อยหนึ่งอะตอมในอนุมูลอิสระจะมีอิเลคตรอนที่ไม่มีคู่ โคจรรอบนิวเครียส   อิเลคตรอนเดี่ยวเหล่านี้จะทำให้อะตอมเกิดประจุขึ้น และสามารถดึงดูดกับโมเลกุลอื่นๆ   อนุมูลอิสระจะทำปฏิกิริยาอย่างรวดเร็วกับโมเลกุลรอบข้าง   ด้วยเหตุนี้สารเหล่านี้จึงถูกเรียกว่า พวกไวต่อปฏิกิริยา (reactive species)    ออกซิเจนมักจะเกี่ยวข้องกับการเกิดอนุมูลอิสระ และ ออกซิเจนก็มักจะปรากฏในอนุมูลอิสระที่เป็นผลลัพธ์นั้นด้วย  ก็น่าประหลาดที่ออกซิเจน ซึ่งเป็นธาตุที่จำเป็นต่อการดำรงชีวิต แต่ภายใต้บางสภาวะ สามารถมีผลในการทำลายร่างกายมนุษย์อย่างรุนแรงได้   ผลร้ายที่อาจเกิดจากออกซิเจนส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับการก่อตัวของสารประกอบทาง เคมี ที่รู้จักกันในนามของ ออกซิเจนพวกที่ไวต่อการทำปฎิกิริยา (reactive oxygen species)  ซึ่งมีแนวโน้มที่จะปันออกซิเจนให้กับสารอื่น    พวกที่ไวต่อการทำปฎิกิริยา เหล่านี้ มีไม่น้อยที่เป็นอนุมูลอิสระ ที่มีอิเลคตรอนที่ไม่ได้จับตัวเป็นคู่เพิ่มขึ้นมา  จึงมีความไม่คงตัว และไวต่อการทำปฎิกิริยา   อนุมูลอิสระประเภทนี้ได้แก่ อนุมูล hydroxyl (OH.), อนุมูล superoxide (O.2), อนุมูล nitric oxide (NO.) และ อนุมูล lipid peroxyl (LOO.)   อนุมูลอิสระ และออกซิเจนพวกที่ไวต่อการทำปฎิกิริยา มีที่มาจากขบวนการเผาผลาญปกติในร่างกายมนุษย์ หรือ จากแหล่งอื่นภายนอกร่างกาย  เช่น สัมผัสต่อรังสี X-rays, โอโซน, การสูบบุหรี่, มลภาวะจากอากาศ  และสารเคมีในอุตสาหกรรม

                ออกซิเจนจะจัดอยู่ในพวกไวต่อปฏิกิริยาที่พบบ่อยที่สุดในร่างกายมนุษย์ และเราเรียกออกซิเจนที่มีอิเลคตรอนเพิ่มเข้ามาอีก 1 ตัว ว่า ออกซิเจนพวกที่ไวต่อปฏิกิริยา (reactive oxygen species  หรือ ROS)   เมื่ออนุมูลอิสระไปขโมย อิเลคตรอนจากโมเลกุลใกล้เคียง เพื่อทำให้ตัวมันเองมีอิเลคตรอนที่เป็นคู่ แต่ก็ไปทำให้โมเลกุลที่สูญเสียอิเลคตรอนเกิดเป็นอนุมูลขึ้นแทน  ปฏิกิริยาในการแย่งอิเลคตรอนจะเกิดเป็นลูกโซ่ภายในเซล จึงมีผลต่อโครงสร้างของเซล รวมไปถึง ดีเอ็นเอ   ถ้าอนุมูลอิสระไปแย่งอิเลคตรอนจากดีเอ็นเอ ก็จะไปทำลายระหัสพันธุกรรม และมีผลกระทบต่อการทำงานของเซล  ความแก่ และโรคบางอย่างมีความสัมพันธ์กับการที่ดีเอ็นเอถูกทำลาย เช่น โรคข้ออักเสบรูมาตอยด์ (rheumatoid arthritis), โรคลำใส้อักเสบ (inflammatory bowel disease), กลุ่มอาการหายใจลำบากเฉียบพลัน (acute respiratory distress syndrome ย่อว่า ARDS), โรคถุงลมปอดโป่งพอง (Emphysema) และ โรคมะเร็งบางประเภท   การได้รับแร่ธาตุในกลุ่มทรานซิชัน (transition metals) อาจไปเสริมการเกิดออกซิเจนที่ไวต่อปฏิกิริยา  รวมทั้งภาวะอักเสบเรื้อรังจะทำให้เกิดความเครียดออกซิเดชั่น (oxidative stress) เพิ่มขึ้นและนำไปสู่การเกิดสารก่อมะเร็งได้เช่นกัน


โรคที่เกิดจากอนุมูลอิสระ  (The free radical diseases)

                เมื่ออนุมูลอิสระอยู่ในสภาพที่ไม่เสถียร  และมีความไวในการทำปฏิกิริยา มันจึงสามารถสร้างความเสียหายให้แก่ร่างกาย อย่างเช่น ทำลายกลุ่มเอ็นไซม์ และทำให้เอ็นไซม์เหล่านี้ทำงานอย่างไม่มีประสิทธิภาพ   อนุมูลอิสระเหล่านี้สามารถเกิดตามธรรมชาติได้จากขบวนการออกซิเดชัน ของขบวนการในระบบการหายใจ และขบวนการทางเคมีอื่นๆในร่างกาย     การได้รับมลพิษ, ควันบุหรี่, แสงแดดแรงๆ ก็สามารถเพิ่มการเกิดอนุมูลอิสระได้    ในร่างกาย อนุมูลอิสระสามารถทำลายเนื้อเยื่อ และผนังเซลที่อ่อนแอได้  และสามารถทำลายดีเอ็นเอ ที่เป็นที่เก็บข้อมูลทางพันธุกรรม  และนำไปสู่การเกิดมะเร็งบางประเภท  นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่า อนุมูลอิสระน่าจะเกี่ยวข้องกับโรคต่างๆอย่างเช่น  โรคหลอดเลือดแดงแข็ง (atherosclerosis), โรคหัวใจ (heart disease), โรคข้ออักเสบรูมาตอยด์ (rheumatoid arthritis),  และ โรคปอด รวมทั้งไปเร่งขบวนการการแก่    ปฏิกิริยาของอนุมูลอิสระจะทำให้กับร่างกายเสื่อมถอยเพิ่มขึ้นตามวัย  ซึ่งตามปกติถือว่าเป็นธรรมดาที่จะมีการเสื่อมถอยตามวัย  แต่ ความเสื่อมดังกล่าวจะออกมาในรูปแบบใด ก็ขึ้นกับระดับความแตกต่างของยีน เมื่อเทียบกับสภาวะปกติ  ซึ่งระดับความแตกต่างของยีน มีความเกี่ยวข้องกับสภาพแวดล้อมที่เป็นตัวกำหนดระดับความเสียหายที่เกิด จากอนุมูลอิสระ      นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่า ปัจจัยที่เป็นตัวกำหนดชนิดของโรคในช่วงอายุต่างๆ จะเป็นปัจจัยที่มักเกี่ยวข้องกับความผิดปกติของยีนภายในร่างกาย และปัจจัยเสริมที่มาจากสภาพแวดล้อม   เช่นโรคมะเร็ง และโรคหลอดเลือดแดงแข็ง (atherosclerosis) ซึ่งเป็นโรคที่จัดว่าเป็นสาเหตุใหญ่ที่นำไปสู่การเสียชีวิต และเป็นโรคที่เชื่อว่า มีส่วนเกี่ยวข้องกับอนุมูลอิสระ  

ขบวนการเกิดมะเร็งที่เกี่ยวข้องกับอนุมูลอิสระ

                การพัฒนาเซลมะเร็งประกอบด้วยขบวนการที่สลับซับซ้อนหลายขั้นตอน  ทำให้เกิดการกลายเปลี่ยนของเซล และเชื่อว่าการกลายเป็นเซลร้ายนี้เกี่ยวข้องกับโมเลกุลของออกซิเจนที่ไวต่อ ปฏิกิริยา  (active oxygen species) และ อนุมูลอิสระอื่นๆ ที่เป็นตัวทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของยีน (mutagenic)  นำไปสู่การเปลี่ยนแปลงจีโนไทป์ (Genotype ซึ่งหมายถึง แบบของยีนที่อยู่เป็นคู่ ๆ ซึ่งสิ่งมีชีวิตได้รับมาจากพ่อและแม่ มีหน้าที่ ควบคุมลักษณะของสิ่งมีชีวิตในร่างกาย) และ  ฟีโนไทป์ (phenotype ซึ่งหมายถึง ลักษณะของสิ่งมีชีวิตที่ปรากฏให้เห็น เช่น สูง, เตี้ย เป็นต้น) และในที่สุดก็จะเกิดการเปลี่ยนแปลงเป็นเนื้องอกขึ้นมา (neoplasia)       

                ในปัจจุบันเราทราบแล้วว่า เซลมะเร็งจะมีการพัฒนาเป็น 3 ระยะ
ระยะที่ 1 “ระยะการก่อตัว” (Initiation ) เป็นช่วงที่มีอะไรบางอย่างไปรบกวนและเปลี่ยนแปลงยีนภายในเซล ทำให้เซลแบ่งตัวมากกว่าที่ควรจะเป็น  และอะไรบางอย่างที่ว่านี้ เชื่อว่า เกี่ยวข้องกับอนุมูลอิสระ   ในขั้นตอนนี้   จะมีเซลร่างกายที่มีการผ่าเหล่า และสามารถถ่ายทอดให้เซลอื่นได้  เซลที่เริ่มก่อตัวเหล่านี้จะสามารถหลีกหนีกลไกการควบคุมภายในเซลได้ 

ระยะที่ 2  “ระยะส่งเสริม” (Promotion)    เป็นขั้นตอนที่เซลก่อตัวได้มีการสัมผัสกับสารกระตุ้นการเกิดเนื้องอก และเกิดการขยายจำนวนมากขึ้น ด้วยการโคลนนิ่งและเปลี่ยนแปลงฟีโนไทป์    สารกระตุ้นการเกิดเนื้องอกอาจเป็นได้ทั้งจากสิ่งเร้าภายนอก และ ภายในร่างกาย  และสิ่งเร้าจะมีผลทำให้เเซลก่อตัวเหล่านี้เติบโตขึ้น    สารกระตุ้นการเกิดเนื้องอกอาจกระตุ้นให้เพิ่มจำนวนการโคลนนิ่งโดยตรงของเซล ก่อตัวเหล่านี้ หรือ สารดังกล่าวอาจมีผลทางอ้อมต่อเซลข้างเคียงแทน  อย่างไรก็ตาม ขั้นการก่อตัวและการส่งเสริมการเกิดเนื้องอก ยังไม่ถือว่าทำให้เกิดการเจริญเติบโตที่ก่อให้เกิดอันตราย  แต่ในขั้นตอนที่ 3 ที่จะกล่าวต่อไป จะเป็นขั้นตอนที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่นำไปสู่ภาวะที่เป็นอันตรายต่อ ร่างกาย แต่ถึงกระนั้นก็ตาม ขั้นตอนที่ 3 จะเป็นขั้นตอนที่มีการเปลี่ยนแปลงไปอย่างช้าๆ และใช้เวลานาน  หากไม่มีการกระตุ้นจากสิ่งเร้า   แต่หากได้รับสารที่มีผลต่อการเจริญเติบโต เช่น พวกฮอร์โมน, ปัจจัยเสริมการเจริญเติบโต (growth factors), วิตามินเอ, เรตินอยด์, วิตามินดี, โฟเลท และ แคลเซียม    ก็จะเปลี่ยนแปลงเร็วขึ้นมาก

ระยะที่ 3  “ระยะก้าวหน้า” (Progression)  เป็นระยะที่เนื้องอกมีการสร้างเส้นทางลำเลียงเลือดมาเลี้ยงตัวมัน และบุกรุกไปที่เนื้อเยื่อที่อยู่รอบข้าง  เป็นระยะที่มีการปรับเปลี่ยนที่เป็นอันตรายร้ายแรง  โดยเช่นเดียวกับช่วงก่อตัว คือจะมีการเปลี่ยนแปลงที่ยีน    ในช่วงนี้การเติบโตของเซลจะไม่เป็นไปตามกฏเกณฑ์ และดำเนินไปอย่างที่ไม่สามารถจะควบคุมได้  ในบรรดาทั้ง 3 ขั้นตอน  ขั้นตอนนี้จะซับซ้อนที่สุด เนื่องจากจะมีการเปลี่ยนแปลงทั้งทางด้านยีน และ ฟีโนไทป์ เกิดขึ้น และการเพิ่มขึ้นของเซลเป็นไปอย่างรวดเร็ว   และเป็นระยะที่สารทั้งที่ช่วยในการเจริญเติบโตอย่างเช่น เรตินอยด์ และสารกดการเจริญเติบโต เช่น สารกดการสร้างโพลีเอมีน (polyamine synthesis inhibitors) และสารต้านอนุมูลอิสระจะเข้ามาเกี่ยวข้อง   แต่หากเนื้องอกอยู่ในระหว่างช่วงที่กำลังเจริญเติบโต  ความไวต่อสารต่างๆ เช่น สารอาหาร, สารกดการเจริญเติบโต หรือสารที่ช่วยปรับความผิดปกติจะค่อยๆลดลง  จนกระทั่ง เนื้องอกนั้นอยู่ในสภาวะที่ไม่ขึ้นกับใคร ไม่สามารถถูกควบคุมจากระบบควบคุมปกติของร่างกาย  แต่จะถูกควบคุมได้ก็ต่อเมื่อใช้วิธีการที่รุนแรงเท่านั้น   

 

                สำหรับโรคมะเร็งนั้น  พบว่า ระยะการก่อตัว และระยะส่งเสริมของมะเร็ง จะเกี่ยวข้องกับความผิดปกติของโครโมโซม และ การที่ยีนเนื้องอกถูกกระตุ้น (oncogene activation)   และเชื่อว่าปฏิกิริยาภายในร่างกายที่นำไปสู่ความผิดปกติของยีนดังกล่าว อาจสืบเนื่องมาจากผลของอนุมูลอิสระ และท้ายสุดนำไปสู่การเกิดมะเร็งได้   จากการทดลองโดยการให้สารกระตุ้นการเกิดเซลก่อตัว หรือ กระตุ้นการเกิดอนุมูลอิสระที่สามารถทำลายดีเอ็นเอ อย่างเช่น benzoyl peroxide ก็จะสามารถทำให้เนื้องอกที่ไม่เป็นอันตรายกลับกลายเป็นมะเร็งที่มีอันตราย ได้  โดยพบว่าอาจมีการเปลี่ยนแปลงที่เบสของดีเอ็นเอโดยตรง  หรือมีการเปลี่ยนแปลงตำแหน่งขององค์ประกอบในยีน    นอกจากนี้ยังมีตัวอย่างงานวิจัยที่สนับสนุนข้อมูลที่ว่า อนุมูลอิสระสามารถก่อให้เกิดโรคร้ายได้  เช่น การพบความสัมพันธ์อย่างมีนัยสำคัญสูงระหว่าง อัตราการตายจากมะเร็ง กับการบริโภคไขมัน และน้ำมัน โดยศึกษาในคนไข้ที่อายุมากกว่า 55 ปีขึ้นไปที่เป็นมะเร็งเม็ดเลือดขาว (leukaemia), มะเร็งที่เต้านม, ที่มดลูก และที่ทวารหนัก  โดยงานวิจัยเหล่านี้สรุปผลออกมาว่า  การเกิดมะเร็งในคนไข้เหล่านี้อาจเนื่องมาจากการเกิด lipid peroxidation ที่มากกว่าปกติ (2)     ส่วนงานวิจัยที่ศึกษาเกี่ยวกับโรคหลอดเลือดแดงแข็งตัวนั้น พบว่า มีความเป็นไปได้ที่โรคนี้อาจจะเกี่ยวข้องกับอนุมูลอิสระของไขมันที่เปลี่ยน แปลงมาจากอาหารที่เรากิน และอนุมูลอิสระของไขมันที่บริเวณของผนังหลอดเลือด และที่ซีรั่ม จะทำปฏิกิริยาจนได้สาร peroxides และสารอื่นที่นำไปสู่การทำลายเซลเยื่อบุ และทำให้ผนังของหลอดเลือดแดงแปรเปลี่ยนไป (3)  

                แต่อย่างไรก็ตาม อนุมูลอิสระก็ไม่ได้มีโทษเสมอไป  ในบางกรณีก็ทำประโยชน์ให้แก่ร่างกายได้ด้วย  มีหลายการวิจัยที่ชี้ให้เห็นว่า อนุมูลออกซิเจนในระบบของสิ่งมีชีวิต เป็นสิ่งจำเป็นต่อขบวนการพัฒนาโครงสร้างของเซลให้โตเต็มที่ (maturation)   นอกจากนี้ ในระบบป้องกันโรคของร่างกายนั้น จะพบว่าเซลเม็ดเลือดขาวจะปลดปล่อยอนุมูลอิสระเพื่อทำลายจุลชีพที่อาจเป็นตัว ก่อให้เกิดโรคที่ล่วงล้ำเข้ามาในร่างกาย   ดังนั้น การขจัดอนุมูลเหล่านี้ให้สิ้นซากไปทั้งหมดก็เป็นไปไม่ได้ และอาจเป็นอันตรายด้วยซ้ำไป     

สารออกซิเจนที่ไวต่อปฏิกิริยา (reactive oxygen species  หรือ ROS) และการทำลายดีเอ็นเอ   

                กว่าที่จะเป็นมะเร็งจะต้องผ่านขบวนการหลายขั้นตอน ซึ่งจะใช้เวลาหลายปี หรือสิบๆปี  รากฐานที่นำไปสู่การเกิดมะเร็งเชื่อว่า มาจากการที่ดีเอ็นเอถูกทำลาย  ซึ่งส่วนใหญ่แล้วจากการเกิดออกซิเดชั่นตามธรรมชาติ   การเกิดออกซิเดชันในดีเอ็นเอนั้นเป็นขบวนการต่อเนื่อง    ตามปกติโครมาติน*จะ มีการขัดขวางการออกซิเดชั่น ที่นำไปสู่การทำลายดีเอ็นเอ   และขบวนการซ่อมแซมจะทำการป้องกันและแก้ไขความผิดปกติที่อาจเกิดขึ้น  แต่หากถ้าตัวการที่ทำให้เกิดการออกซิเดชั่นจากแหล่งภายนอก และภายในร่างกายสามารถเอาชนะระบบการป้องกันเหล่านี้ได้  ความผิดปกติของยีนก็จะเกิดขึ้น     หากร่างกายขาดสมดุลย์ระหว่างการผลิตและ การทำลายพิษของออกซิเจนที่ไวต่อปฏิกิริยา หรือ ไม่สามารถจะซ่อมแซมความเสียหายที่เกิดจากออกซิเจนที่ไวต่อปฏิกิริยาเหล่านี้ ได้ เราเรียกว่า การเกิดภาวะเครียดออกซิเดชั่น (oxidative stress)   ซึ่งการมีภาวะเครียดออกซิเดชั่นนานและรุนแรงจะสามารถก่อให้เกิดมะเร็งขึ้น ได้  

                เป็นที่เชื่อกันว่า ความผิดปกติของยีนขึ้นกับปฏิกิริยาระหว่างอนุมูลไฮดรอกซิล (hydroxyl radicals) (·OH) กับตัวดีเอ็นเอโดยตรง   ในการทดลองในหลอดแก้ว  (in-vitro) จะพบว่า Hydrogen peroxide และ superoxide จะไม่ทำปฏิกิริยากับดีเอ็นเอโดยตรง  แต่ถ้าอนุมูลอิสระ 2 ตัวหลังนี้ ทำปฏิกิริยากับโลหะทรานซิชั่น (transition metals) ก็จะทำให้เกิดอนุมูลไฮดรอกซิล ที่เป็นตัวการที่ทำลายดีเอ็นเอขึ้นมาได้   โดยในการทดลองนั้น เมื่อธาตุทองแดง และ ธาตุเหล็ก ซึ่งทั้งคู่ เป็นโลหะทรานซิชั่น เมื่อทำปฏิกิริยากับออกซิเจนที่ไวต่อปฏิกิริยา จะสามารถทำลายดีเอ็นเอได้    เมื่อใช้สารที่สามารถจับกับโลหะ (metal chelators) ซึ่งจะไปกีดกั้นการเพิ่มขึ้นของอนุมูลไฮดรอกซิลที่เกิดจากออกซิเจนที่ไวต่อ ปฏิกริยา ก็จะสามารถหยุดยั้งการทำลาย, และการเปลี่ยนแปลงของดีเอ็นเอได้  

                เมื่อกล่าวถึงรูปแบบความเสียหายของดีเอ็นเอที่เกิดจาก ROS ได้มีรายงานจากการทดลอง พบว่า ความเสียหายมีได้หลายรูปแบบดังนี้: 1. เกิดการเปลี่ยนแปลงที่เบสทั้งหมด (bases) ของดีเอ็นเอ;   2.  การทำให้เบสมีบริเวณที่เป็นอิสระ (base free sites);  3. การถูกลบ (Deletions);  4 การย้ายกรอบ (Frameshifts);  5 การหักเกลียว (Strand breaks);  6 เกิดการเชื่อมโยงไขว้ระหว่างดีอ็นเอ และโปรตีน (DNA-protein cross-links); และ 7 การจัดเรียงตัวใหม่ของโครโมโซม (Chromosomal rearrangements)

                อนุมูลที่ไม่เสถียรอย่างเช่น อนุมูลไฮดรอกซิลอาจทำปฏิกิริยาโดยตรงกับองค์ประกอบของดีเอ็นเออย่างไม่ เจาะจง  ทำให้เกิดรอยโรคที่ยีน (genetic lesion) จำนวนมาก   หรืออาจทำลายยีนด้วยวิธีการอื่นๆ เช่น การไปกระตุ้นให้มีระดับแคลเซียมเพิ่มมากขึ้นภายในเซล ส่งผลให้เกิดการกระตุ้น endonucleases ซึ่งจะไปหักเกลียว หรือย่อยสลายสารในโมเลกุลดีเอ็นเอ 

ความเสียหายของดีเอ็นเอจากการถูกออกซิเดชั่นในระยะการก่อตัวของมะเร็ง

                ในขั้นการก่อตัวของมะเร็ง  ยีนของเซลก่อตัวจะมีการเปลี่ยนแปลงอย่างถาวร  ซึ่งการเปลี่ยนแปลง หรือ ความผิดปกติที่เซลก่อตัวเหล่านี้สามารถถ่ายทอดไปยังเซลรุ่นถัดไปได้   และการเปลี่ยนแปลงของดีเอ็นเอในเซลดังกล่าวจะเกินกำลังของขบวนการซ่อมแซม    บริเวณของยีนที่ถูกทำลายโดยมากมักจะมีพิษ   แต่หากบริเวณที่เป็นชนวนการเปลี่ยนแปลงนั้น มีการลบ หรือการจัดเรียงตัวใหม่ของยีน บางครั้งก็อาจจะช่วยผ่อนหนักให้เป็นเบาลงได้สำหรับความเสียหายที่อาจเกิดจาก การที่ยีนจะออกนอกลู่นอกทาง  เนื่องจากการถูกลบ หรือ การจัดเรียงตัวใหม่ของยีนจะทำให้บริเวณนั้นเฉื่อยชาไม่สามารถทำงานได้ (inactivation) และไม่สร้างความเสียหายต่อไปได้   แต่หากถ้าความเสียหายจากกลไกออกซิเดชั่นมีผลต่อยีนที่ทำหน้าที่กดการเจริญ เติบโตของเนื้องอกบางอย่าง ทำให้ไม่สามารถทำงานได้ หรือถูกลบหายไป ก็อาจทำให้เกิดการก่อตัวของมะเร็ง หรือ ทำให้การก่อตัวนี้ดำเนินไปมากขึ้นได้เช่นกัน   การไปหยุดยั้งการทำงานของยีนที่กดการเจริญเติบโตของเนื้องอกอาจเกิดจากการ เปลี่ยนแปลงของคู่เบสหนึ่งคู่ ซึ่งเราเรียกว่าการเกิดการเปลี่ยนแปลงแบบจุด (point mutation)    ในเรื่องนี้มีนักวิทยาศาสตร์ได้พยายามหาทางทดลองดูว่า  คู่เบสใดของยีนจะมีการเปลี่ยนแปลงได้บ้าง  ผลจากการวิจัย พบว่าภายใต้สภาวะทางชีววิทยาที่เหมาะสม หากเกิดการสัมผัส หรือได้รับสารที่ไปกระตุ้นการเกิดออกซิเดชั่นเข้าไป จะเกิดการเปลี่ยนแปลงที่คู่เบส G และ C มากกว่าคู่เบสอื่น 

 

ระบบต้านการเกิดมะเร็งในร่างกายมนุษย์

                ความเชื่อในเรื่องกลไกการต้านมะเร็งในร่างกายแบ่งออกเป็น 2 ค่าย  ค่ายหนึ่งเชื่อว่าเป็นเพราะระบบภูมิคุ้มกันในร่างกาย (immune system) ส่วนอีกค่ายหนึ่งเชื่อว่าเกิดจากระบบการทำลายพิษของมะเร็ง (Cancer Detox System)  ในพวกหลังเชื่อว่า ในร่างกายคนเราในทุกหนึ่งล้านล้านเซลจะมีระบบทำลายพิษของมะเร็ง ซึ่งประกอบขึ้นด้วยเครือข่ายของเอ็นไซม์ และระบบเอ็นไซม์   วิตามิน เช่น ไนเอซิน (niacin), riboflavin และเกลือแร่บางตัว เช่น ซีเลเนียม(selenium), ทองแดง (copper), สังกะสี (zinc) และแมงกานีส (manganese) จะอยู่ในระบบทำลายพิษของมะเร็ง และเป็นองค์ประกอบที่จะไปกระตุ้นเอ็นไซม์ (co-enzyme factors)    วิตามินอื่นๆอย่างเช่น วิตามิน เอ, ซี, อี และกลุ่ม แคโรทีน,  lycopene และ tocotrienols จะช่วยเสริมการทำงานของระบบทำลายพิษของมะเร็งนี้ และทำหน้าที่เป็นสารต้านอนุมูลอิสระ ( anti-oxidant)  นอกจากนี้ยังเชื่อกันว่า สารเคมีบางอย่างที่ผลิตขึ้นในร่างกายมนุษย์ อย่างเช่น อนุมูลออกซิเจน, อนุมูลอิสระ และ สารที่ชอบอิเลคตรอน  (electrophiles) จะเกี่ยวข้องกับการเกิดมะเร็งบางชนิดได้ 

                สารเคมีที่เป็นพิษ เช่น สารที่พบในควันบุหรี่  ในอากาศที่หายใจ จะเพิ่มความเสี่ยงในการเกิดมะเร็งด้วยการไปกระตุ้นการสร้างอนุมูล และสารที่ชอบอิเลคตรอนให้เพิ่มขึ้นในร่างกาย   เซลในร่างกายจะมีการสร้างสารก่อมะเร็งเหล่านี้ตลอดเวลา  ในระหว่างช่วงของการย่อยคาร์โบไฮเดรท และไขมัน  โดย เซลจะปลดปล่อยอิเลคตรอนเพื่อเปลี่ยนให้เป็นพลังงานผ่านทางการใช้เอ็นไซม์ ซึ่งรู้จักกันในนามของ   Krebs Cycle  และในช่วงปลดปล่อยพลังงานนั้น อิเลคตรอนเหล่านี้จะจับตัวกับโมเลกุลของออกซิเจน ก่อตัวเป็นสารที่มีพิษอย่างรุนแรงที่เรียกว่า ซุปเปอร์ออกไซด์ (superoxide)   การขาด ATPในเซล ก็เป็นสาเหตุให้เกิดซุปเปอร์ออกไซด์เช่นกัน  ซึ่งซุปเปอร์ออกไซด์นี้ จะเป็นอนุมูลอิสระที่มีพิษร้ายแรง และเกิดขึ้นได้ทุกวันในขบวนการเผาผลาญของร่างกายตามปกติ   อนุมูลที่มีพิษอื่นๆที่สามารถเกิดขึ้นได้ในขบวนการเผาผลาญเหล่านี้ ได้แก่  ไฮโดรเจน เปอร์ออกไซด์ (hydrogen peroxide), อนุมูลเปอร์ออกไซด์ของไขมัน (lipid peroxy radicals), อิปอกไซด์ (epoxides) และ อนุมูลไฮดรอกซิล (hydroxyl radicals)  

                ทันทีที่อนุมูลที่เป็นพิษเหล่านี้ถูกสร้างขึ้น   เอ็นไซม์ในระบบทำลายพิษมะเร็ง อย่างเช่น superoxide dismutase, catalase, glutathione, epoxide hydrolase, และเอ็นไซม์อื่นๆ จะเข้าจัดการทันที  อนุมูลต่างๆจะมีเอ็นไซม์เฉพาะในการกำจัด และทำให้อนุมูลที่เป็นพิษหมดสภาพ เช่น เอ็นไซม์ superoxide dismutase จะทำลายพิษของ ซุปเปอร์ออกไซด์เท่านั้น และทำให้เปลี่ยนไปเป็น hydrogen peroxide  อีกตัวอย่างหนึ่งเช่น เอ็นไซม์ catalase จะทำลายพิษเฉพาะของ  peroxide และเปลี่ยนให้เป็นน้ำ   แต่ peroxide บางตัวอาจรวมตัวกับธาตุเหล็กและเกิดเป็นอนุมูลที่ยิ่งมีพิษรุนแรง เรียกว่า อนุมูลไฮดรอกซิล ซึ่งมีความชอบในอิเลคตรอน และสามารถทำลายดีเอ็นเอ หรือ โปรตีน และก่อให้เกิดเซลมะเร็งขึ้นได้    อย่างไรก็ตาม วิตามินซี จะช่วยเสริมระบบทำลายพิษมะเร็ง และเปลี่ยนอนุมูลไฮดรอกซิลให้เป็นสารที่ไม่ก่ออันตราย   ส่วนเอ็นไซม์ที่ชื่อ glutathione จะทำงานร่วมกับซีเลเนียม และมีความสามารถในการทำลายพิษของสารได้เกือบทุกชนิด   โดยเอ็นไซม์นี้จะถูกผลิตขึ้นมาใหม่ได้เรื่อยๆโดยเอ็นไซม์ที่ชื่อ NAD และ FAD, ซึ่งเอ็นไซม์ทั้งสองนี้จะประกอบด้วย niacin และ riboflavin วิตามินอี จะช่วยในการทำลายพิษของอนุมูลไขมันเปอร์ออกซี  (lipid peroxy radicals)  ส่วน เคโรทีนก็มีบทบาทสำคัญในการช่วยการทำงานของระบบทำลายพิษมะเร็งนี้เ ช่นกัน      ระบบจะทำลายพิษมะเร็งโดยผ่านขบวนการออกซิเดชัน, รีดักชั่น,  conjugation,  และ hydrolysis

                เมื่ออนุมูลออกซิเจนที่ก่อมะเร็ง, อนุมูลอิสระ และ สารที่ชอบอิเลคตรอน ถูกสร้างขึ้นภายในเซล มันจะถูกทำลายพิษโดยเอ็นไซม์ในร่างกายทันทีด้วยขบวนการออกซิเดชัน และ รีดักชั่น   เมื่อสารพิษจากสภาพแวดล้อมเข้าสู่ร่างกาย เช่นสารในควันบุหรี่ และมลพิษในอากาศ มันจะถูกทำลายโดยเอ็นไซม์ และถูกขจัดออกจากร่างกายด้วยขบวนการ conjugation และ hydrolysis    แต่หากสารก่อมะเร็งจากสิ่งแวดล้อมที่เข้าไปในร่างกายไม่ได้ถูกทำลายพิษให้ หมด  มันก็จะผลิตอนุมูลอิสระที่เป็นพิษ รวมทั้งสารที่ชอบอิเลคตรอนขึ้นมาได้อีก 

                อย่างไรก็ตาม ได้มีความพยายามในการคิดค้นสารต้านอนุมูลอิสระ เพื่อช่วยการทำงานของระบบทำลายพิษมะเร็งดังกล่าวเช่น การใช้สารสกัดจากเมล็ดองุ่น (grapeseed extract), สารสกัดจากใบมะกอก (olive leaf extract), สารสกัดจากเปลือกส้ม หรือ มะนาว (limonene) สารสกัดจากขมิ้น (curcumin) และอื่นๆ ในการป้องกันการเกิดมะเร็ง และเพิ่มศักยภาพการทำงานของระบบทำลายพิษมะเร็ง  ซึ่งรายละเอียดของสารต้านอนุมูลอิสระชนิดต่างๆจะได้กล่าวในบทต่อไป   

 

อ้างอิง

1.          A.P. John Institute for Cancer Research (2003). The First Line of Defense against Developing Cancer.    Retrieved January 15, 2009, from http://www.apjohncancerinstitute.org/cancer.htm

2.          Emory University (2008). Cancer Prevention: Free Radical. Retrieved January 16, 2009, from

           http://www.cancerquest.org/index.cfm?page=3603http://www.cancerquest.org/index.cfm?page=3603

Thailabonline Health Site (1999-2000). Understanding Antioxidants. Retrieved January 17, 2009,                             from  http://www.thailabonline.com/antioxidant.htm

 

 

ที่มา: ชมรมฟื้นฟูสุขภาพผู้ป่วยโรคมะเร็งแห่งประเทศไทย