Food science, food industrial technology on blog

หนึ่งในสารอาหารที่มีความสำคัญกับกระบวนการสร้างพลังงาน และเมตาบอไลท์อื่นๆภายในร่างกายของสิ่งมีชีวิิต ที่ผมเชื่อว่าหลายคนคงคาดไม่ถึงว่าเจ้าไวตามินชนิดนี้ มันมีความสำคัญกับเราได้ถึงขนาดนี้ได้เลยรึ เกริ่นไว้ก่อนว่า ไวตาิมินชนิดที่มีราคาไม่แพง หาได้ง่ายตามธรรมชาติ แต่ก็สลายตัวง่ายอย่างไทอามีนนี้ มีความเกี่ยวข้องกับระบบความสามารถในการจดจำ และการเผาผลาญน้ำตาลของคนทุกเพศทุกวัยด้วย

รู้จักกับไวตามินบี1กันก่อนครับ

ไวตามินบี1 หรือ ไทอามีน (thiamine) ซึ่งก็แปลตรงๆตัวได้ว่า ไวตามินที่มีซัลเฟอร์เป็นองค์ประกอบ (thio-vitamine) เราจะเห็นว่าโดยในวงไทอะโซล (thiazole)จะมีหมู่ซัลเฟอร์อยู่ด้วย ไวตามินบี1 มีชื่อเดิมด้วยนะครับ อีนเป็นชื่อที่แสดงถึงความสำคัญและจำเป็นของไวตามินบี1 ที่มีต่อร่างกาย นั่นก็คือ Aneurin นั่นเป็นตัวย่อมาจากชื่อเต็มๆอีกทีก็คือ Anti Neuritis Vitamine ซึ่งก็แปลแบบคร่าวๆได้ว่า ไวตามินที่ช่วยป้องกันโรคทางระบบประสาท (Neuritis = Inflammation of many nerves at same time) อาจารย์ที่สอนโภชนศาสตร์ช่วยตรวจสอบตรงนี้ให้ผมด้วยนะครับ ว่าผมแปลถูกหรือเปล่า

โครงสร้างและหน้าที่ของไทอามีน รวมถึงอนุพันธ์ในรูปต่างๆ

จากโครงสร้างของมัน เราจะเห็นได้ว่ามันมีซัลเฟอร์เป็นองค์ประกอบอยู่ด้วย ซึ่งการที่มันมีซัลเฟอร์ตามโครงสร้างนี่แหละครับ มันก็เลยสามารถที่จะไปจับหรือเกาะกับสารประกอบอื่นที่มีซัลเฟอร์ด้วย เพราะตัวมันเองก็มีคู่อิเล็กตรอนที่ว่างงานอยู่ พร้อมที่จะทำตัวเป็นนิวคลีโอไฟล์ให้กับสารตั้งต้นตัวอื่น ไทอามีนเป็นไวตามินชนิดที่ละลายในน้ำ ซึ่งหลายคนก็คงจะท่องจำกันมานะครับ ด้วยความที่มันละลายในน้ำเนี่ยแหละ มันก็เลยสามารถที่จะไปกับกระแสเลือดที่สามารถเข้าออกระบบคัดเลือกของเซลล์เมมเบรนได้

thiamine pyrophosphate (TPP) หรือ thiamine diphosphate (TDP) เป็นสารที่จำเป็นต้องใช้ในกระบวนการไกลโคไลซิสเปลี่ยนน้ำตาลกลูโคสที่สะสมในกระแสเลือดให้เป็นพลังงานตามลำดับขั้นตอนต่างๆ จนถึงไพรูเวท (Pyruvate) แล้วถึงจะเปลี่ยนไปเป็นอะเซติล โคเอนไซม์เอ (Acetyl CoA) ซึ่งเจ้าตัวหลังนี่แหละครับ ที่จะเป็นสารตั้งต้นก่อนเข้าวัฏจักร TCA เพื่อสร้างพลังงาน, สร้างเมตาบอไลต์อื่นๆ และรวมไปถึงช่วยเผาผลาญน้ำตาลในร่างกายด้วย

ในชาร์ทข้างบนนี้ กลูโคสจะเข้าสู่ขั้นตอนกระบวนการไกลโคไลซิส โดยกลูโคสหนึ่งโมเลกุล จะได้ไตรโอสฟอสเฟตสองโมเลกุล ซึ่งในขั้นตอนกว่าที่จะกลายเป็นไพรูเวทได้นั้นมีอีกหลายขั้นตอนครับ จนถึงขั้นตอนเปลี่ยนไปเป็นอะเซติล โคเอนไซม์เอ จะมีเอนไซม์ไพรูเวท ดีไฮโดรจีเนส (pyruvate dehydrogenase)ซึ่งจะต้องอาศัย TPP ที่ทำหน้าที่เป็นส่วนเสริมของโคเอนไซม์ของปฏิกิริยาในขั้นตอนดังกล่าว

ไทอามีนจะทำตัวเป็นส่วนเติมเต็มให้กับโคเอนไซม์อีกทีนึง

สำหรับ thiamine triphosphate (TTP) ซึ่งเป็นอนุพันธ์ของไทอามีน พบในระบบสมอง โดยจะทำหน้าที่ช่วยขับเคลื่อนอิเล็กโทรไลท์ผ่านเข้าออกระบบเซลล์เมมเบรนของระบบเนื้อเยื่อสมอง และกล้ามเนื้อ สังเกตโครงสร้างไหมครับว่า ในตำแหน่งของออกซิเจนที่เป็นแอนอิออน พร้อมที่จะให้บรรดาแคทอิออนต่างๆ เช่น โลหะ เข้าจับเพื่อที่จะนำเข้าระบบดูดซึมผ่านเซลล์เมมเบรน

โรคจากการขาดไวตามินบี1

Beriberi ตัวนี้ไม่ได้ย่อว่า BB นะครับ หรือโรคเหน็บชาเป็นอาการโรคขาดสารอาหารที่พบในผู้ป่วยที่ขาดไวตามินบี มีการบันทึกเป็นลายลักษณ์อักษรไว้โดยนายแพทย์ชาวญี่ปุ่นนามว่า Kanehiro Takaki ในปี 1884 โดยได้ทำการรักษาผู้ป่วยที่มีอาการกล้ามเนื้ออ่อนแรง ร่วมกับปัญหาการตอบสนองของระบบสมองเชื่องช้ากว่าคนปกติ ด้วยการให้บริโภคข้าวซ้อมมือ

นอกจากนั้นในปี 1897 Christiaan Eijkman แพทย์ทหารที่ประจำการบนเรือรบ ยังได้รักษาอาการกล้ามเนื้อลีบเล็ก, น้ำหนักลดอย่างรวดเร็ว และการตอบสนองทางสมองช้ากว่าปกติของทหารเรือที่ออกทะเลเป็นเวลานานๆ ด้วยการให้รับประทานข้าวซ้อมมือ ซึ่งจากการสังเกต และรักษาอย่างเป็นระบบของเขานี้ ยังผลให้นายแพทย์ท่านนี้ได้รับรางวัลโนเบลสาขาการแพทย์ในปี 1929 อีกด้วย

สำหรับการวิเคราะห์ทางชีวเคมีนั้น เราจะตรวจวัดระดับของ transketolase ในเม็ดเลือดแดง โดยผู้ที่มี TPP เกิน16% จะถือว่าร่างกายมีสภาพของการขาดไทอามีน โดยอาการberiberi นั้น เราสามารถจำแนกตาลักษณะภายนอกได้เป็นสองกลุ่มคือ dry berberi ในกลุ่มนี้ผู้ป่วยจะมีร่างกายซูบผอมอย่างชัดเจน และ wet beriberi ซึ่งจะตรงข้ามกับแบบแรก โดยจะีมีอาการทางสมองร่วมด้วย

ดังนั้นอาการความผิดปกติของสภาวะที่ร่างกายขาดไวตามินบี1 นั้น จะแสดงออกมาอย่างชัดเจนใน2ทาง ซึ่งก็ได้แก่ ทางร่างกาย และทางการตอบสนองของระบบประสาท นั่นก็เพราะไทอามีนเป็นสารสำคัญในกระบวนการเผาผลาญพลังงานของร่างกาย และกระบวนการส่งอิเล็กโทรไลท์ในระบบสมองอีกด้วย นอกจากนั้นการขาดไทอามีนยังมีผลการจดจำของสมองในระยะสั้นลดลงอีกด้วย

ของแสลงสำหรับไวตามินบี 1

เอนไซม์ไทอะมิเนส (thiaminase)

ในเนื้อปลาดิบ, หอย มีเอนไซม์ไทอามิเนส (thiaminase) ซึ่งก็เลยทำให้คนญี่ปุ่นสมัยก่อนเป็นโรค beriberi กันมาก เพราะความรู้ในเรื่องโภชนาการในอดีตยังไม่เจริญเท่ากับปัจจุบัน รวมไปถึงนักเดินเรือในสมัยโบราณที่ไม่ได้รับประทานอาหารอื่นนอกเหนือไปจากอาหารทะเลก็เป็นเหน็บชากันเยอะ นอกจากนั้นในพืชตระกูลผักกูด, ผักแว่น ก็เอนไซม์ประเภทเดียวกันนี้อยู่ด้วย

กรดแคฟเฟอิค(Caffeic acid), กรดคลอโรเจนิค (Chlorogenic acid) สารประกอบในกลุ่มแทนนิน ( Tannin)

พบในใบชา กาแฟ, ชา โดยสารประกอบในกลุ่มนี้ จะเข้าออกซิไดส์ในวงthiazole ซึ่งก็ทำให้คุณค่าทางชีวภาพของไทอามีนสูญเสียไป

ซัลไฟต์ (Sulfite)

กลไกในการทำลายไทอามีนนั้น สารประกอบซัลไฟต์เข้าไปทำลายในตำแหน่งวงไทอะโซล โดยจะเข้าไปจับกับแคทอิออนของไนโตรเจนที่เกินมา และจะเกิดได้ดีในสภาวะที่เป็นกรด ในกระเพาะอาหารของสัตว์เคี้ยวเอื้อง จะมีแบคทีเรียที่สามารถเปลี่ยนซัลเฟตไปเป็นซัลไฟต์อยู่ด้วย

แอลกอฮอล์

จะไปขัดขวางการดูดซีมไทอามีนของร่างกาย และยังยับยั้งปฏิกิริยาฟอสโฟรีเลชัน (Phospholylation, ปฏิกิริยาการเติมหมู่ฟอสเฟต) ในช่วงของการเปลี่ยนไทอามีนเป็น TPP

ความร้อน

ผมเองก็ไม่ทราบเหมือนกันนะครับว่ามีคนหาค่า D ของไทอามีนขึ้นมาแล้วหรือยัง แต่อย่างที่ทราบกันว่าไทอามีนสามารถสูญเสียไปกับความร้อนได้ ส่วนหนึ่งจะไปกับน้ำที่ระเหยในกระบวนการปิ้งย่าง อีกส่วนจะสลายไปเพราะความร้อนเข้าไปทำลายโครงสร้าง การหุงข้าวเช็ดน้ำของคนไทยในสมัยก่อน จะทำให้สูญเสียไทอามีนไปกับน้ำซาวข้าว และน้ำข้าวในช่วงดงข้าว ร่วมกับความร้อนที่ใช้ในการหุงต้มด้วย

ความต้องการของร่างกาย และแหล่งไวตามินบี1

ความต้องการไทอามีนของร่างกายเราก็จะขึ้นอยู่กับกิจกรรมในชีวิตประจำวันเป็นหลักนะครับ โดยทั่วไปแล้วในบุคคลปกติต้องการไทอามีนประมาณ 1.2มิลลิกรัมต่อน้ำหนักตัว1กิโลกรัม และต้องการมากขึ้นในสตรีมีครรภ์ นอกจากนั้นในร่างกายของมนุษย์ก็จะมีอนุพันธ์ของไทอามีนสะสมอยู่ใน กระแสเลือด, กล้ามเนื้อลาย,กล้ามเนื้อหัวใจ, เซลล์สมอง, ตับ และไต โดยร่างกายจะขับไทอามีนส่วนเกินออกจากร่างกายพร้อมกับปัสสาวะในรูปของกรดต่างๆไม่ว่าจะเป็น 2-methyl-4-amino-5-pyrimidine carboxylic acid, 4-methyl-thiazole-5-acetic acid และ thiamine acetic acid เป็นต้น

สำหรับแหล่งอาหารที่อุดมไปด้วยไทอามีน ก็ได้แก่ ขนมปังโฮลวีท, ข้าวซ้อมมือ, หัวใจ, เนื้อหมู, เมล็ดทานตะวัน, ไข่ พาสต้าและเส้นสปาเกตตี้ ในการกำหนดอาหารให้กับนักกีฬาอาชีพ กาแฟและเครื่องดื่มแอลกอฮอล์จะเป็นสิ่งต้องห้าม ไม่ควรจะดื่มบ่อยนัก เพราะทั้งกาแฟและแอลกอฮอล์ จะเป็นตัวขัดขวางการทำงานของไทอามีน ที่เป็นส่วนหนึ่งในการเผาผลาญพลังงานในระหว่างการแข่งขันด้วย