บทบาทของภาวะเครียดออกซิเดชั่นและระบบต้านอนุมูลอิสระต่อกลุ่มโรคเมแทบอลิก

Main Article Content

ณัฐรัตน์ เจียระพงษ์
กนกวรรณ จารุกำจร

บทคัดย่อ

อนุมูลอิสระ (reactive oxygen species) เป็นผลิตภัณฑ์จากกระบวนการสันดาปของเซลล์ในร่างกายที่มีความสำคัญต่อระบบต่างๆ ทางกายภาพ โดยสารดังกล่าวสามารถก่อให้เกิดอันตรายจากภาวะเครียดออกซิเดชั่นเมื่อการผลิตอนุมูลอิสระมีมากกว่าขีดความสามารถในการกำจัดของร่างกาย ภาวะเครียดออกซิเดชั่นส่งผลรบกวนระบบต่างๆ ในร่างกายและเป็นปัจจัยสำคัญหนึ่งของโรคเมแทบอลิกต่างๆ อาทิ โรคอ้วน ภาวะดื้อต่ออินซูลิน และภาวะไขมันพอกตับ เป็นต้น การศึกษาที่ผ่านมาพบความสัมพันธ์ระหว่างการเพิ่มขึ้นของค่าดัชนีมวลกายและเส้นรอบเอวในภาวะอ้วนลงพุงกับการเพิ่มขึ้นของดัชนีบ่งชี้ภาวะลิปิดเปอร์ออกซิเดชั่น ซึ่งได้แก่ thiobarbituric acid reactive substances (TBARS) ในพลาสม่า และ 8-epi-prostaglandin-F2α ในปัสสาวะ ในทางตรงกันข้ามกลับส่งผลลดระดับอะดิโพเนกตินและลดสมรรถนะของเอนไซม์ต้านภาวะเครียดออกซิเดชั่นต่างๆ ได้แก่ superoxide dismutase, glutathione peroxidase และ catalase (CAT) สอดคล้องกับการเพิ่มขึ้นของระดับ TBARS และไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ในพลาสม่าและเนื้อเยื่อไขมันขาวของหนูไมส์ที่ถูกชักนำภาวะอ้วนลงพุงและเบาหวาน ร่วมกับการลดลงของการแสดงออกของยีนอะดิโพเนกติน และเพอร์ออกซิโซมโพรลิฟเฟอเรเตอร์แอคติเวทรีเซพเตอร์แกมม่า (PPAR-γ) ในขณะที่การแสดงออกของยีนทูเมอร์เนโครซิสแฟคเตอร์อัลฟ่า (TNF-α) พลาสมิโนเจนแอคติเวเตอร์อินฮิบิทเตอร์วัน (PAI-1) และ นิโคตินาไมด์อดีนีนไดนิวคลีโอไทด์ฟอสเฟตออกซิเดสสับยูนิต (NADPH oxidase subunits) ต่างๆ กลับเพิ่มขึ้น นอกจากนี้ ยังสอดคล้องรายงานการเพิ่มขึ้นของระดับ conjugated dienes และ malondialdehyde ซึ่งเป็นดัชนีบ่งชี้ภาวะลิปิดเปอร์ออกซิเดชั่น ร่วมกับการลดลงของกลูตาไทโอนและสมรรถนะของเอนไซม์ CAT ในผู้ป่วยไขมันพอกตับ ดังนั้น จึงอาจกล่าวได้ว่าโรคเมแทบอลิกต่างๆ นั้นมีความเกี่ยวพันกับความไม่สมดุลของระบบต้านออกซิเดชั่น หรืออีกนัยหนึ่งการเพิ่มขึ้นของภาวะเครียดออกซิเดชั่นเป็นปัจจัยกระตุ้นหนึ่งของโรคเมแทบอลิก การศึกษาต่อยอดเพื่อความเข้าใจตัวแปรต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับภาวะเครียดออกซิเดชั่นและกลไกของโรคเมแทบอลิก จึงมีความน่าสนใจและจำเป็นต่อการป้องกันหรือชะลอโรคเมแทบอลิกได้

Article Details

ประเภทบทความ
บทความปริทัศน์ (Review Article)

เอกสารอ้างอิง

Adachi Y, Yoshikawa Y, Yoshida J, et al. Improvement of diabetes, obesity and hypertension in type 2 diabetic KKAy mice by bis(allixinato)oxovanadium(IV) complex. Biochem Biophys Res Commun 2006; 345(3): 945-950.

Alberti KG, Eckel RH, Grundy SM, et al. Harmonizing the metabolic syndrome: a joint interim statement of the international diabetes federation task force on epidemiology and prevention; national heart, lung, and blood institute; american heart association; world heart federation; international atherosclerosis society; and international association for the study of obesity. Circulation 2009; 120(16): 1640-1645.

Al-Busafi SA, Bhat M, Wong P, Ghali P, Deschenes M. Antioxidant therapy in nonalcoholic steatohepatitis. Hepat Res Treat [serial online] 2012 [cited 2012 Dec 25]; Article ID 947575: [8 screens]. Available from: https://www.hindawi.com/journals/heprt/2012/947575/.

Amirkhizi F, Siassi F, Djalali M, Shahraki SH. Impaired enzymatic antioxidant defense in erythrocytes of women with general and abdominal obesity. Obes Res Clin Pract 2012 [cited 2013 Feb 10]; [9 screens] Available from: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1871403X12000403.

Azzi A, Stocker A. Vitamin E: non-antioxidant roles. Prog Lipid Res 2000; 39(3): 231-255.

Baynes JW, Thorpe SR. Role of oxidative stress in diabetic complications: a new perspective on an old paradigm. Diabetes 1999; 48(1): 1-9.

Buetler TM, Krauskopf A, Ruegg UT. Role of superoxide as a signaling molecule. News Physiol Sci 2004; 19(3): 120-123.

Comhair, SA, Erzurum SC. Redox Control of asthma: Molecular mechanisms and therapeutic opportunities. Antioxid Redox Signal 2012; 12(1): 93-124.

Dalle-Donne I, Rossi R, Colombo R, Giustarini D, Milzani A. Biomarkers of oxidative damage in human disease. Clin Chem 2006; 52(4): 601-623.

Dandona P, Aljada A, Chaudhuri A, Mohanty P, Garg R. Metabolic syndrome: a comprehensive perspective based on interactions between obesity, diabetes, and inflammation. Circulation 2005; 111(11): 1448-1454.

Day CP, James OF. Hepatic steatosis: innocent bystander or guilty party? Hepatology 1998; 27(6): 1463-1466.

Diani AR, Sawada GA, Zhang NY, et al. The KKAy mouse: a model for the rapid development of glomerular capillary basement membrane thickening. Blood Vessels 1987; 24(6): 297-303.

Dröge W. Free radicals in the physiological control of cell function. Physiol Rev 2002; 82(1): 47-95.

Evans JL, Goldfine ID, Maddux BA, Grodsky GM. Oxidative stress and stress-activated signaling pathways: a unifying hypothesis of type 2 diabetes. Endocr Rev 2002; 23(5): 599-622.

Farmer JA. Obesity and Inflammation: Implications for Atherosclerosis. In: Packer L, Cadenas E, editors. Oxidative stress and inflammatory mechanisms. Boca Raton (FL): CRC Press, Taylor & Francis Group; 2008. 139-166.

Feillet-Coudray C, Sutra T, Fouret G, et al. Oxidative stress in rats fed a high-fat high-sucrose diet and preventive effect of polyphenols: Involvement of mitochondrial and NAD(P)H oxidase systems. Free Radic Biol Med 2009; 46(5): 624-632.

Fujita K, Nishizawa H, Funahashi T, Shimomura I, Shimabukuro M. Systemic oxidative stress is associated with visceral fat accumulation and the metabolic syndrome. Circ J 2006; 70(11): 1437-1442.

Furukawa S, Fujita T, Shimabukuro M, et al. Increased oxidative stress in obesity and its impact on metabolic syndrome. Clin Invest 2004; 114(12): 1752-1761.

Grundy SM, Cleeman JI, Daniels SR, et al. Diagnosis and management of the metabolic syndrome: an American Heart Association/National Heart, Lung, and Blood Institute Scientific Statement. Circulation 2005; 112(17): 2735–2752.

Haffner SM. Relationship of metabolic risk factors and development of cardiovascular disease and diabetes. Obesity 2006; 14(Suppl 3): 121S-127S.

Huang PL. A comprehensive definition for metabolic syndrome. Dis Model Mech 2009; 2(5-6): 231-237.

Kumar A, Sharma A, Duseja A, et al. Patients with nonalcoholic fatty liver disease (NAFLD) have higher oxidative stress in comparison to chronic viral hepatitis. J Clin Exp Hepatol 2013; 3(1): 12-18.

Lam BP, Younossi ZM. Treatment regimens for non-alcoholic fatty liver disease. Ann Hepatol 2009; 8(Suppl 1): S51-S59.

Lee AY, Chung SS. Contributions of polyol pathway to oxidative stress in diabetic cataract. FASEB J 1999; 13(1): 23-30.

Maritim AC, Sanders RA, Watkins JB 3rd. Diabetes, oxidative stress, and antioxidants: a review. J Biochem Mol Toxicol 2003; 17(1): 24-38.

Marnett LJ. Oxy radicals, lipid peroxidation and DNA damage. Toxicology 2002; 181-182: 219-222.

Mehta JL, Rasouli N, Sinha AK, Molavi B. Oxidative stress in diabetes: a mechanistic overview of its effects on atherogenesis and myocardial dysfunction. Int J Biochem Cell Biol 2006; 38(5-6): 794-803.

Narasimhan S, Gokulakrishnan K, Sampathkumar R, et al. Oxidative stress is independently associated with non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD) in subjects with and without type 2 diabetes. Clin Biochem 2010; 43(10-11): 815-821.

Robertson RP, Harmon J, Tran PO, Tanaka Y, Takahashi H. Glucose toxicity in beta-cells: type 2 diabetes, good radicals gone bad, and the glutathione connection. Diabetes 2003; 52(3): 581-587.

Robertson RP, Zhang HJ, Pyzdrowski KL, Walseth TF. Preservation of insulin mRNA levels and insulin secretion in HIT cells by avoidance of chronic exposure to high glucose concentrations. J Clin Invest 1992; 90: 320–325.

Rolo AP, Teodoro JS, Palmeira CM. Role of oxidative stress in the pathogenesis of nonalcoholic steatohepatitis. Free Radic Biol Med 2012; 52(1): 59-69.

Seneff S, Wainwright G, Mascitelli L. Is the metabolic syndrome caused by a high fructose, and relatively low fat, low cholesterol diet? Arch Med Sci 2011; 7(1): 8-20.

Singh PP, Mahadi F, Roy A, Sharma P. Reactive oxygen species, reactive nitrogen species and antioxidants in etiopathogenesis of diabetes mellitus type-2. Indian J Clin Biochem 2009; 24(4): 324-342.

Sun Y, Oberley LW, Li Y. A simple method for clinical assay of superoxide dismutase. Clin Chem 1988; 34(3): 497-500.

Traber MG, Stevens JF. Vitamins C and E: beneficial effects from a mechanistic perspective. Free Radic Biol Med. 2011; 51(5): 1000-1013.

Valko M, Leibfritz D, Moncol J, Cronin MT, Mazur M, Telser J. Free radicals and antioxidants in normal physiological functions and human disease. Int J Biochem Cell Biol 2007; 39(1): 44-84.

World Health Organization. Global health observatory data Repository. in overweight/obesity:overweight (body mass index ≥ 25) [Online]. 2008 [cited 2012 Dec 25]. Available from: https://apps.who.int/gho/data?theme=main&vid=2430.

World Health Organization. Global health observatory data repository. in overweight/obesity:obesity (body mass index ≥ 30) [Online]. 2008 [cited 2012 Dec 25]. Available from: https://apps.who.int/gho/data? theme=main&vid=2450.

Zivkovic AM, German JB, Sanyal AJ. Comparative review of diets for the metabolic syndrome: implications for nonalcoholic fatty liver disease. Am J Clin Nutr 2007; 86(2): 285-300.