Food science, food industrial technology on blog

ผมกำลังทยอยเขียนบทความให้ความรู้ในเรื่องของสารชีวโมเลกุลทางอาหาร ก็ตั้งใจจะเขียนในซีรีส์ของไวตามินให้ครบก่อนนะครับ ยิ่งอ่านจากส่วนที่มาจาก wiki แล้วไปรื้อฟื้นในเรื่องของกลไก พาธเวย์ต่างๆที่เป็นความรู้เก่า แล้วนั่งเทียนเขียนก็ยิ่งมันมือแฮะ ในบทความนี้ สารอาหารไวตามินบีตัวนี้ ผมเชื่อว่าหลายคนอาจจะไม่ทราบว่า เจ้าไบโอติน (Biotin) หรือไวตามินบี 7 นั้นมันมีความสำคัญต่อกระบวนการเมตาบอลิสมอย่างไรบ้าง ไบโอตินเกี่ยวข้องอะไรกับปฏิกิริยาเบตา-ออกซิเดชันของกรดไขมัน มันมีส่วนช่วยอย่างไรในการเผาผลาญไขมันทั้งส่วนเกิน และในส่วนที่จำเป็น แ้ล้วนอกจากนั้นไบโอตินก็ยังมีความเกี่ยวพันกับการควบคุมน้ำตาลในเลือดอีกด้วย

ไบโอติน คือ??

จากโครงสร้างไบโอตินเป็นสารประกอบที่เป็นการเชื่อมรวมกันของวงเตตระไฮโดรอิมิไดซาโลน (tetrahydroimidizalone) ที่มีไนโตรเจนอะตอมกับวงเตตระไฮโดรไทโอฟีน (tetrahydrothiophene) ที่มีหมู่ซัลเฟอร์เป็นองค์ประกอบในวงดังกล่าวด้วย แล้วที่ตำแหน่งใกล้กับอะตอมซัลเฟอร์ก็จะมีกรดคาร์บอกซิลิคโซ่ตรงที่มีคาร์บอน 5 อะตอม (pentanoic acid) เชื่อมอยู่

นอกจากนั้นไบโอตินยังได้รับการขนานนามว่าไวตามินเอช (Haar und Haut หรือ Hair and Skin) ซึ่งนั่นก็สืบเนื่องมาจากลักษณะความผิดปกติที่ปรากฏ ในผู้ป่วยที่ร่างกายขาดแคลนไวตามินชนิดนี้กับเส้นผม และ ผิวหนัง

หน้าที่ของไบโอติน

ไบโอตินจะทำหน้าที่เป็นโคเอนไซม์ของปฏิกิริยา Carboxylase ที่สำคัญๆของร่างกาย เช่นในกระบวนการส่วนท้ายของการตัดกรดไขมันที่เป็นเลขคี่, กระบวนการเปลี่ยนไพรูเวทไปเป็นออกซาโลอะซีเตต, กระบวนการสังเคราะห์กรดไขมัน, กระบวนการคะตาบอลิสมกรดอะมิโนบางตัว โดยไบโอตินจะเข้าร่วมทำงานกับเอนไซม์ดังต่อไปนี้ครับ

1) Acetyl CoA carboxylase

2) Methylcrotonyl CoA carboxylase

3) Propionyl CoA carboxylase

4) Pyruvate carboxylase

ภาพโดยรวมของบทบาทที่ไบโอตินมีต่อร่างกายของสิ่งมีชีวิตทั่วไป รวมถึงมนุษย์เราด้วยนะครับ ในการเติมหมู่คาร์บอนลงในอะไรก็แล้วแต่ โดยใช้เอนไซม์คาร์บอกซิเลสต่างๆ ร่วมกับโคเอนไซม์ไบโอติน จะต้องอาศัย 1ATP ด้วยเสมอ เพราะต้องใช้กำลังเข้าหักหาญโครงสร้างเดิม แล้วขอคืนพื้นที่ด้วยคาร์บอนไดออกไซด์1โมเลกุล

อธิบายการตัดสายกรดไขมันแบบคร่าวๆให้อ่านกันนะครับ ให้ดูตามชาร์ทข้างบนที่ผมวาดประกอบนะครับ จะได้ไม่งง (หรือยิ่งงง) ในเส้นทางปกติของกรดไขมันที่เป็นคาร์บอนเลขคู่ ซึ่งปกติเราก็พบพวกนี้ในธรรมชาติเสียเป็นส่วนใหญ่ด้วย สารเมตาบอไลท์ที่จะเข้าวัฏจักร TCA ในสภาวะปกติ จะเป็นอะเซติล โคเอนไซม์เอที่มีคาร์บอน 2อะตอม ส่วนการตัดกรดไขมันครั้งนึงจะได้อะเซติล โคเอนไซม์เอกี่ตัว ก็ขึ้นอยู่ที่จำนวนคาร์บอนของกรดไขมันที่เข้าเบตา-ออกซิเดชัน เช่น กรดไขมันที่มีคาร์บอน 16ตัว ก็จะได้อะเซติล โคเอนไซม์เอ 8ตัว ส่วนในปฏิกิริยาเบตา-ออกซิเดชันของกรดไขมันอื่นๆที่มีจำนวนคาร์บอนเป็นเลขคี่ การตัดทอนสายโซ่จะแตกต่างจากข้างต้นเล็กน้อยนะครับ ในรอบสุดท้ายนั้น จะตัดได้โพรพิโอนิล โคเอนไซม์เอ ที่มีคาร์บอน 3อะตอม แล้วจะถูกเติมคาร์บอนไดออกไซด์ลงไป 1โมเลกุล โดยอาศัยเอนไซม์คาร์บอกซิเลส ร่วมกับไบโอติน ส่วนที่เหลือจะเป็นอะเซติล โคเอนไซม์ เช่นในการตัดกรดไขมันที่มีคาร์บอน 17ตัว ท้ายที่สุดจะได้อะเซติล โคเอนไซม์เอ 7ตัว และ ซัคซินิล โคเอนไซม์เอ 1ตัว

สำหรับกระบวนการกลูโคนีโอเจเนซิส (Gluconeogenesis) หรือกระบวนการนำกลับน้ำตาลไปสะสมในร่างกายของเรา เป็นปฏิกิริยาย้อนกลับของไกลโคไลซิส ตามปกติฟอสโฟอีนอลไพรูเวทอันเป็นสารเมตาบอไลท์ (phosphoenol pyruvate, PEP) ที่อยู่ในบริเวณไซโทพลาสม แต่เนื่องจากการที่ร่างกายมนุษย์จะไม่สามารถเปลี่ยนไพรูเวทไปกลับฟอสโฟอีนอลไพรูเวทได้โดยตรง จึงจำเป็นจะต้องนำเข้าไพรูเวท เข้าไปในไมโทคอนเดรียก่อน แล้วถึงจะอาศัยไบโอตินทำหน้าที่เป็นโคเอนไซม์ เพื่อทำการเติมคาร์บอนไดออกไซด์ จึงจะทำให้กลไกกลูโคนีโอเจเนซิสจากไพรูเวทดำเนินการต่อไปได้ ก่อนจะแปลงกลับไปเป็น PEP ตามตัวอย่างชาร์ทข้างต้น

อะวิดินของแสลงสำหรับไบโอติน

อะวิดิน(avidin)พบได้ในไข่ขาวดิบ เป็นไกลโคโปรตีนที่มีความสามารถในการจับกับไบโอติน ซึ่งธรรมชาติสร้างอะวิดินขึ้นมาเพื่อเป็นสารยับยั้งการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ต่างๆในไข่ โดยไปทำให้กลไกในการเติมหมู่คาร์บอกซิลมีปัญหา เพราะในจุลินทรีย์ก็ต้องการไบโอตินในกระบวนการดังกล่าวเช่นเดียวกับสิ่งมีชีวิตชั้นสูงกว่า

ความผิดปกติที่เกิดจากการขาดไบโอติน

ปกติแล้วร่างกายของเราไม่ค่อยจะขาดแคลนไบโอติน เพราะสารอาหารชนิดนี้มีความเสถียรสูง ทนกรด ทนร้อน แต่กับผู้ที่นิยมทานไข่ลวก ไ่ข่ดิบก็มีความเสี่ยงในการเกิดอาการความผิดปกติของร่างกายปรากฏให้เห็นบ้าง โดยอาการที่พบเห็นกันจะเป็นอาการ ผิวหนังกำพร้าลอก, ผมร่วง, เส้นเลือดฝอยในตาแตก เป็นต้น

ในสำหรับโรคเบาหวาน ไบโอตินยังมีความเกี่ยวข้องกับระดับน้ำตาลในเลือดอยู่บ้าง โดยไบโอตินจะช่วยในกลไกในการลดระดับน้ำตาลลงอย่างรวดเร็ว ด้วยการเพิ่มทางเลือกของสารที่จะเข้าวัฏจักร TCA ด้วยการเปลี่ยนไพรูเวทไปเป็นออกซาโลอะซีเตตอีกทางนึง

แหล่งไบโอติน

จากหน้าที่และสรรพคุณของเจ้าไบโอตินที่ผมร่ายยาวมาข้างต้นนี้ เรายังสามารถที่จะหารับประทานไบโอตินได้ไม่ยากเย็นนัก พบได้ทั่วไปในอาหารที่เรารับประทานกันเป็นประจำอยู่แล้ว เช่น ขนมปัง, ยีสต์, เนื้อสัตว์, เครื่องใน, ผักใบเขียว เป็นต้น ส่วนความต้องการของร่างกายในแต่ละวันนั้นจะขึ้นอยู่กับกิจกรรม,เพศ เป็นหลัก โดยหญิงมีครรภ์ และให้นมบุตร ควรจะได้รับไบโอตินอย่างพอเพียงประมาณวันละ 30ไมโครกรัมต่อน้ำหนักตัว นอกไปจากนั้นในลำไส้ใหญ่ของเรา ยังมีแบคทีเรียที่มีความสามารถในการผลิตไบโอตินอีกด้วยครับ นั่นจึงเป็นสาเหตุที่ว่าทำไมร่างกายของเราจึงไม่ค่อยจะขาดสารชีวโมเลกุลชนิดนี้

ในต่างประเทศมีการใส่ไบโอตินลงไปในผลิตภัณฑ์ยาสระผม และยาปลูกผมด้วยนะครับ โดยโฆษณาว่าจะช่วยยับยั้งอาการผมร่วงได้ ทั้งที่ในความเป็นจริงนั้นไบโอตินไม่สามารถแทรกผ่านชั้นผิวหนังหรือดูดซึมเข้าสู่เส้นผม ตามที่เขาโฆษณา ดังนั้นไบโอตินที่ร่างกายสามารถใช้งานได้ จะมาจากสองทางเท่านั้นคือ จากการบริโภคอาหารทั่วไป และจากการผลิตของแบคทีเรียบางชนิดภายในลำไส้ใหญ่