ฟูโคแซนทิน

ฟูโคแซนทิน

ชื่อสามัญ Fucoxanthin

ประเภทและข้อแตกต่างสารฟูโคแซนทิน

สารฟูโคแซนทินเป็นสารในกลุ่มแคโรทีนอยด์ (carotenoids) ที่พบได้มากกว่า 10% ของสารกลุ่ม carotenoids ทั้งหมดที่ถูกสร้างขึ้นในธรรมชาติโดยเฉพาะอย่างยิ่งในสิ่งแวดล้อมทางทะเล ฟูโคแซนทินเป็นสารที่มีสีส้ม (orange-colored pigment) คล้ายกับสารจำพวก chlorophylls a, chlorophylls c และ β-carotene ซึ่งฟูโคแซนทินจะสามารถดูดซับแสงเป็นหลักในส่วนสีเขียวอมฟ้าถึงสีเหลือง และเขียวของสเปกตรัมที่มองเห็นได้โดยมีจุดสูงสุดที่ประมาณ 510-525 นาโนเมตร โดยการประมาณต่างๆ และดูดซับอย่างมีนัยสำคัญในช่วง 450 ถึง 540 นาโนเมตร และมีสูตรทางเคมี คือ C 42 H 58 O 6 ส่วนโครงสร้างของฟูโคแซนทินจะมีหมู่ functional อยู่ที่ terminal ring ซึ่งเป็นโครงสร้างที่ไม่เหมือนใครและมีทั้งพันธะอีพอกไซด์และหมู่ไฮดรอกซิลพร้อมด้วยพันธะอัลเลนิก (พันธะคู่คาร์บอน - คาร์บอน) และหมู่คาร์บอนิลคอนจูเกต (พันธะคู่คาร์บอน - ออกซิเจน) ในสายโซ่โพลีอีน ซึ่งคุณสมบัติทั้งหมดนี้ทำให้ฟูโคแซนทินมีฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระที่มีประสิทธิภาพสูง โดยฟูโคแซนทินถูกแยกออกมาจากสาหร่ายสีน้ำตาลครั้งแรกโดย Willstatter and Page ในปี 1914
           สำหรับประเภทของฟูโคแซนทินนั้นมีเพียงประเภทเดียวแต่จะมีการเปลี่ยนแปลงสารในการงานการดูดซึมของฟูโคแซนทินโดยฟูโคแซนทินจะเปลี่ยนเป็น ฟูโคแซนทินนอลในระบบทางเดินอาหารและลำไส้ และจะถูกเปลี่ยนเป็น amarouciaxantrin เป็นต้น

แหล่งที่พบและแหล่งที่มาสารฟูโคแซนทิน

ฟูโคแซนทินสามารถพบได้ในสาหร่ายทะเล โดยเฉพาะสาหร่ายสีน้ำตาล(BROWN ALGAE) เช่น Undaria (สาหร่ายวากาเมะ) และ Laminaria (สาหร่ายคอมบู) เป็นต้น นอกจากนี้ยังพบว่า สาหร่ายไดอะตอมหรือแพลงตอนไดอะตอม ซึ่งเป็นสาหร่ายเซลล์เดียว หรือแพลงตอนพืชชนิดหนึ่ง (Bacillariophyta) ยังเป็นแหล่งของฟูโคแซนทินอีกด้วยและโดยทั่วไปไดอะตอมมีฟูโคแซนทิน มากกว่าสาหร่ายทะเล ถึง 4 เท่า จึงทำให้ไดอะตอมเป็นแหล่งที่มีประสิทธิภาพสำหรับฟูโคแซนทินในระดับอุตสาหกรรม

 

ฟูโคแซนทิน

ปริมาณที่ควรได้รับจากสารฟูโคแซนทิน

สำหรับในปัจจุบันฟูโคแซนทินยังไม่ถูกจัดเป็นสารอาหารสำคัญที่ร่างกายมีความต้องการและมีความจำเป็นต้องได้รับเหมือนกับสารอาหารหลักอื่นๆ ดังนั้นจึงยังไม่มีการกำหนดเกณฑ์หรือขนาดการบริโภค โดยในปัจจุบันนั้น การใช้การใช้สารฟูโคแซนทินจะเป็นการสกัดเพื่อนำมาผลิตเป็นผลิตภัณฑ์อาหารเสริมฟูโคแซนทินเพื่อสุขภาพเสียมากกว่า นอกจากนี้ยังได้เริ่มมีการศึกษาวิจัยและพัฒนานำฟูโคแซนทินมาประยุกต์ใช้ทำยาในการป้องกันและรักษาโรคตามฤทธิ์การชีวภาพของมัน

ประโยชน์และโทษสารฟูโคแซนทิน

จากข้อมูลการศึกษามากมายแสดงให้เห็นว่า ฟูโคแซนทินมีฤทธิ์ทางชีวภาพหลายประการได้แก่ ฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระ (anti-oxidant), ฤทธิ์ต้านการอักเสบ (anti-inflammatory), ฤทธิ์ต้านมะเร็งปอด มะเร็งลำไส้ มะเร็งเต้านม (anticancer), ฤทธิ์ป้องกันโรคอ้วน (anti-obecity), ฤทธิ์ต้านเบาหวาน (anti-diabetic), ฤทธิ์ต้านมาลาเรีย (antimalarial), ฤทธิ์ป้องกันโรคหลอดเลือดหัวใจและหลอดเลือดสมอง (cardiovascular and cerebrovascular protective effect) และฤทธิ์ป้องกันตับจากสารพิษ (hepatoprotective effect) เป็นต้น
           โดยในฤทธิ์การต้านมะเร็งนั้นฟูโคแซนทินจะทำให้เกิดการจับกุมวงจรเซลล์ G1และการตายของเซลล์ในเซลล์มะเร็งต่างๆ และการเติบโตของเนื้องอกได้ และนอกจากผลในการยับยั้งเซลล์มะเร็งแล้ว ในการทดลองในหนูทดลอง ยังพบว่าฟูโคแซนทินยังมีส่วนช่วยเพิ่มจำนวน ของ docosahexaenoic acid (DHA) และ arachidonic acid (AA) ในตับของหนูทดลองได้ ซึ่งกรดไขมันทั้งสอง ชนิดนี้มีคุณสมบัติที่เป็นประโยชน์ต่อสุขภาพ เช่น ลดระดับไตรกลีเซอร์ไรด์ และโคเลสเตอรอลในเลือด ต้านการอักเสบ และมีผลในการต้านเซลล์มะเร็งได้เช่นกัน พบว่าฟูโคแซนทินที่สกัดได้จาก Sargassum siliquastrum ยังมีความสามารถในการป้องกันเซลล์จากการถูกทำลายด้วย UV-B ได้ถึง 81.47% ซึ่งแสดงให้เห็นว่าฟูโคแซนทินนั้นสามารถใช้เพื่อเป็นสารป้องกันการเกิด oxidative stress ที่ถูกกระตุ้นด้วยรังสี UV-B และสามารถนำมาประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมเครื่องสำอางได้
           สำหรับข้อมูลต้านความปลอดภัยของฟูโคแซนทินพบว่า เมื่อให้ฟูโคแซนทิน (95% purity) ทางปากในหนู rats เป็นเวลา 4 สัปดาห์ พบว่าฟูโคแซนทินไม่ทำให้เกิดความเป็นพิษในหนู rats นอกจากนี้ ฟูโคแซนทินอล ซึ่งเป็นสาร metabolites ก็ไม่ทำให้เกิดผลข้างเคียงที่มีความสำคัญอีกด้วย

การศึกษาวิจัยที่เกี่ยวข้องสารฟูโคแซนทิน

มีผลการศึกษากระบวนการดูดซึมและการเปลี่ยนแปลงของฟูโคแซนทินในร่างกายโดย มีการศึกษาใน in vivo โดยทำการทดลองในหนู mice พบว่า fucoxanthin จะถูก hydrolyzed อย่างรวดเร็วไปเป็น fucoxanthinol ในระบบทางเดินอาหารและลำไส้เล็ก ภายใน 2 ชั่วโมง หลังการรับประทาน และบางส่วนจะยังคงอยู่ในรูปที่ไม่เปลี่ยนแปลง ซึ่งสามารถตรวจพบได้ในพลาสมาและในตับจากนั้น fucoxanthinol จะถูกเปลี่ยนเป็น amarouciaxanthin A และจะถูกดูดซึมไปยังระบบต่างๆ ของร่างกายของหนู mice ซึ่งสามารถตรวจพบได้ใน liver microsomes microsomes ของหนู mice ส่วนการศึกษาวิจัยฤทธิ์ในการต้านอนุมูลอิสระพบว่า สารฟูโคแซนทินที่พบในสาหร่ายสีน้ำตาลนี้มีความสามารถในการต้านอนุมูล อิสระได้สูงกว่าวิตามินอี ถึง 13.5 เท่า และผลจากการวิเคราะห์ความสามารถในการต้านอนุมูล superoxide ด้วย การใช้ electron spin resonance (ESR) พบว่าสารฟูโคแซนทินมีความสัมพันธ์กับความสามารถในการออกฤทธิ์ เช่น เดียวกับสารโพลีฟีนอล โดยมีการทดสอบฤทธิ์ต้านอนุมูล DPPH, peroxy และ ABTS ของสารสกัดเมทานอลจากสาหร่าย 5 ชนิด ผลการศึกษาพบว่า Sargassum honeri และ Cystoseira hakodatensis มีความสามารถในการต้านอนุมูลอิสระได้ดีที่สุดโดยมีความสัมพันธ์ในเชิงบวกกับปริมาณโพลีฟีนอล และฟูโคแซนทินที่พบได้สูงในสำรสกัดของสาหร่ายทั้งสองชนิดนี้ และยังมีผลการศึกษาวิจัยฤทธิ์ต้านมะเร็งของฟูโคแซนทินซึ่งระบุว่า จากการศึกษาฟูโคแซนทิน(fucoxanthin) และ นีโอแซนทิน (neoxanthin) ต่อการรอดชีวิตของเซลล์มะเร็ง human colorectal carcinoma Caco-2, human colorectal adenocarcinoma HCT116, mouse melanoma B16, human normal embryonic lung fibroblast MRC-5 และ human male umbilical cord fibroblast HUC-Fm พบว่าฟูโคแซนทิน และ นีโอแซนทิน ออกฤทธิ์ต่อเซลล์ที่ใช้ศึกษาเหมือนๆ กัน โดยสารทั้งสองชนิด มีประสิทธิภาพในการลดการรอด ชีวิตของเซลล์มะเร็งลำไส้ใหญ่และทวารหนักชนิด HCT116 มากกว่าเซลล์มะเร็งชนิดอื่นๆ และเซลล์ปกติ (normal cell) ส่วนอีกงานวิจัยหนึ่งพบว่าฟูโคแซนทินสามารถยับยั้งการเพิ่ม จำนวนของ human colon cancer cell lines ชนิด WiDr และ HCT116 cells โดยเหนี่ยวนำให้เกิดการ ยับยั้งการดำเนินของวัฎจักรของเซลล์ในระยะ G0/G1 ผ่านทางการเพิ่มการแสดงออกของ cyclindependent kinase inhibitory protein p21WAF1/Cip1 และ retinoblastoma protein (pRB) ได้อีกด้วย
           นอกจากนี้ยังมีผลการศึกษาวิจัยเกี่ยวกับกลไกการช่วยลดความอ้วนของฟูโคแซนทินระบุว่า กลไกในการเกิดฤทธิ์ในการลดความอ้วนนั้นเกิดจากการที่ฟูโคแซนทินกระตุ้นให้มีการสร้าง uncoupled protein-1 (UCP-1) ในเซลล์ไขมันสีขาว (White adipose tissue) ซึ่งปกติ UCP-1 นั้นจะมีหน้าที่ในการสลายไขมันเพื่อทำให้เกิดความร้อนในร่างกาย 3 โดยจะสามารถพบ UCP-1 ได้มากในเซลล์ไขมันสีน้ำตาล (brown adipose tissue) ซึ่งมีจำนวนน้อยในร่างกายคน โดย UCP-1 พบได้น้อยในเซลล์ไขมันสีขาวซึ่งพบเป็นส่วนมากในร่างกายมนุษย์ 4 ดังนั้นการเพิ่ม UCP-1 จึงทำให้มีร่างกายมีการสลายไขมันมากขึ้น โดยได้ทำการศึกษาในหนูทดลองโดยในให้หนูทดลองกินอาหารที่มีไขมันสูงแล้วแบ่งเป็นสองกลุ่ม คือกลุ่มที่ได้รับฟูโคแซนทินและกลุ่มที่ไม่ได้รับฟูโคแซนทินโดยติดตามน้ำหนักของหนูทดลองเป็นเวลา 5 สัปดาห์ พบว่าในกลุ่มหนูที่ได้รับฟูโคแซนทินมีน้ำหนักขึ้นน้อยกว่ากลุ่มหนูที่ไม่ได้รับฟูโคแซนทิน และพบว่ากลุ่มที่ได้รับฟูโคแซนทินมีน้ำหนักที่ใกล้เคียงกับหนูที่เป็นกลุ่มควบคุมที่ได้รับอาหารในแบบปกติอีกด้วย

โครงสร้างฟูโคแซนทิน

โครงสร้างฟูโคแซนทิน

 

ข้อแนะนำและข้อควรปฏิบัติ

ถึงแม้ว่าในการศึกษาวิจัยในสัตว์ทดลอง หรือการศึกษาวิจัยทางคลินิก จะระบุถึงประโยชน์และสรรพคุณของฟูโคแซนทินมากมายสักเพียงใด แต่สำหรับในการใช้จริงก็ยังไม่มีข้อกำหนด ขนาด ปริมาณในการใช้ที่ปลอดภัยอย่างชัดเจน ดังนั้นในการใช้ฟูโคแซนทินในรูปแบบของผลิตภัณฑ์เสริมอาหารจึงควรปรึกษาแพทย์ผู้เชียวชาญก่อนนำมาใช้เสมอ

อ้างอิงฟูดโคแซนทิน

⦁ สุวิศิษฐ์ แม้นเหมือน.รายงานวิจัยฉบับสมบูรณ์ โครงการสารฟลูโคแซนทินเพิ่มฤทธิ์ต้านมะเร็งของยา 5-ฟลูออโยรูราซิลต่อเซลล์มะเร็งลำไส้ใหญ่ และทวารหนักผ่านทางการลดระดับเอนไซม์แมทริกซ์เมทาโลโปรติเอส.โครงการวิจัยประเภทงบประมาณเงินรายได้ประจำปีงบประมาณ พ.ศ.2562
⦁ ธีระภัทร์ เสนะเปรม.สาหร่างวากาเมะลดความอ้วนได้จริงหรือ.บทความเสริมความรู้.คณะเภสัชศาสตร์มหาวิทยาลัยมหิดล
⦁ Englert, G.; Bjørnland, T.; Liaaen-Jensen, S. 1D and 2D NMR study of some allenic carotenoids of the fucoxanthin series. Magn. Reson. Chem.1990, 28, 519–528
⦁ Maeda H, Hosokawa M, Sashima T, Funayama K, Miyashita K. Fucoxanthin from edible seaweed, Undaria pinnatifida, shows antiobesity effect through UCP1 expression in white adipose tisuue. Biochemical and Biophysical Reseach Communication 2005; 332: 392-397.
⦁ Dembitsky, V.M.; Maoka, T. Allenic and cumulenic lipids. Prog. Lipid Res. 2007, 46, 328–375.
⦁ T. Kadekaru,H. Toyama, and T. Yasumoto, “Safety evaluation of fucoxanthin purified from Undaria pinnatifida,” Nippon Shokuhin Kagaku Kogaku Kaishi, vol. 55, no. 6, pp. 304–308, 2008.
⦁ Kotake-Nara, E, Sugawara, T, Nagao, A. Antiproliferative effect of neoxanthin and fucoxanthin on cultured cells. Fish. Sci. 2005, 71, 459–461.
⦁ Hu T, หลิว D, เฉิน Y วู J วัง S (มีนาคม 2010) "ฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระของเศษส่วนพอลิแซ็กคาไรด์ที่สกัดจาก Undaria pinnitafida ในหลอดทดลอง". International Journal of Biological Macromolecules . 46 (2): 193–8. ⦁ ดอย : ⦁ 10.1016 / j.ijbiomac.2009.12.004 . PMID20025899 
⦁ Beppu, F.; Niwano, Y.; Tsukui, T.; Hosokawa, M.; Miyashita, K. Single and repeated oral dose toxicity study of fucoxanthin (FX), a marine carotenoid, in mice. J. Toxicol. Sci. 2009, 34, 501–510.
⦁ Venugopal V. Marine products for healthcare: functional and bioactive nutraceutical compounds from the ocean. Boca Raton, Fla: CRC Press/Taylor & Francis. 2009.
⦁ Peng J, Yuan JP, Wu CF, Wang JH. Fucoxanthin, a marine carotenoid present in brown seaweeds and diatoms: metabolism and bioactivities relevant to human health. Marine drugs. 2011;9(10)
⦁ Das, S.K., Hashimoto, T., Shimizu, K., Yoshida, T., Sakai, T., Sowa, Y., Komoto, A., Kanazawa, K. Fucoxanthin induces cell cycle arrest at G0/G1 phase in human colon carcinoma cells through up-regulation of p21WAF1/Cip1. Biochim. Biophys. Acta 2005, 1726, 328–335.
⦁ A.Asai, T. Sugawara, H.Ono, and A.Nagao, “Biotransformation of fucoxanthinol into amarouciaxanthin a in mice and HepG2 cells: formation and cytotoxicity of fucoxanthin metabolites,” Drug Metabolism and Disposition, vol. 32, no. 2, pp. 205–211, 2004.
⦁ Saely CH, Geiger K, Drexel H. Brown versus white adipose tissue: A mini-riview. Gerontology 2012; 58: 13-23.
⦁ Nomura, T.; Kikuchi, M.; Kubodera, A.; Kawakami, Y. Proton-donative antioxidant activity of fucoxanthin with 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH). Biochem. Mol. Biol. Int. 1997, 42, 361–370.
⦁ C. Ishikawa, S. Tafuku, T. Kadekaru et al., “Antiadult T-cell leukemia effects of brown algae fucoxanthin and its deacetylated product, fucoxanthinol,” International Journal of Cancer, vol. 123, no. 11, pp. 2702–2712, 2008.