แบคทีเรียย่อย PhIP ในคน

PhIP  มีโครงสร้างทางเคมีเป็นสารประกอบเอมีน ชนิดที่มีโครงสร้างวงแหวนหลายชนิดรวมกัน (HAA) สารกลุ่ม HAA ที่ทราบแล้วมีจำนวน 19 ชนิด โดย PhIP เป็นสารที่พบได้มากที่สุดที่เกิดขึ้นในการปรุงอาหารประเภทเนื้อสัตว์ (เนื้อ หมู ไก่)  และเป็นสารก่อกลายพันธุ์และมีพิษต่อยีนที่แรง การศึกษาในหนูขาวพบว่าทำให้เกิดเนื้องอกของต่อมน้ำนม ต่อมลูกหมาก และลำไส้ใหญ่โคลอน

ภาพโมเลกุล PhIP

(2-Amino-1-methyl-6-phenylimidazo[4,5-β]pyridine)

Figure source: www.aapn.org

ในร่างกายเมื่อได้รับสารนี้เข้าไปจะเปลี่ยนแปลงในตับ ไปเป็นสารหลัก 2 ชนิด คือ 2-hydroxyamino-PhIP และ 4-hydroxyamino-PhIP โดยสารแรกมีความสามารถก่อการกลายพันธุ์ได้สูง (highly mutagenic) ส่วนสารที่สองไม่ก่อการกลายพันธุ์ หลังจากนั้นสารทั้งสองอาจเกิดการเปลี่ยนแปลงต่อไปในกระบวนเมตาบอลิสมโดยวิธีคอนจูเกชัน

ภาพผลการวิเคราะห์ด้วย HPLC ของสารต่างๆที่เปลี่ยนแปลงใน หนูขาว หนูแฮมสเตอร์ หนูเมาส์และหนูตะเภา โดยเลขของแต่ละกราฟหมายถึง 1= 4´-PhIP-sulfate; 2 = 4´-O-glucuronide-PhIP; 3 = 4´-hydroxy-PhIP; 4 = PhIP-glucuronide3; 5 = N(OH)-PhIP-glucuronide; 6 = PhIP-glucuronide2; 7 = phenyl-substituted-PhIP; และ P = PhIP (รายละเอียดเพิ่มเติม ดูจากเอกสาร 2)

มีงานวิจัยที่ทดสอบความสามารถในการเปลี่ยนแปลงสารนี้ของแบคทีเรียทั้งหมดที่อยู่ในลำไส้คน พบว่ามันสามารถเปลี่ยนสารนี้ส่วนใหญ่ไปเป็นสารชนิดเดียวคือ PhIP-M1 ด้วยประสิทธิภาพที่แตกต่างกันมากๆ คือตั้งแต่ 1.8%-96% ในเวลา 72 ชั่วโมง โดยแบคทีเรีย(ทุกชนิด)ที่อยู่ในตัวอย่างอุจจาระของอาสาสมัครส่วนมาก (11 ใน 18 คน) สามารถเปลี่ยนแปลงได้มากกว่า 70 % ขึ้นไป และใน 5 คน แบคทีเรียของเขามีความสามารถเปลี่ยนสารนี้ต่ำกว่า 50 เปอร์เซ็นต์ โดย 3 คนใน 5 คนนี้เปลี่ยนได้น้อยกว่า 10 เปอร์เซ็นต์

จากนั้นนำตัวอย่างอุจจาระที่สามารถเปลี่ยนแปลงสาร PhIP ได้มากที่สุดสองตัวอย่าง มาทำการแยกหาเชื้อแบคทีเรียที่ทำหน้าที่ย่อยสารนี้ จากจำนวน 65 โคโลนีที่เจริญขึ้นมา พบสองโคโลนีที่สามารถย่อยสาร PhIP

จากนั้นทำการตรวจพิสูจน์เอกลักษณ์เชื้อและวิเคราะห์ลำดับเบส (16S rRNA และ pheS sequence) พบว่าทั้งสองสายพันธุ์เป็นแบคทีเรีย Enterococcus faecalis faecium

การเปลี่ยนแปลงสารนี้โดยแบคทีเรียในลำไส้นี้จะเป็นการล้างพิษให้ร่างกายหรือไม่ยังต้องการการศึกษาวิจัยที่มากขึ้น แต่ที่ทราบขณะนี้ คือ PhIP-M1 เป็นสารที่เป็นพิษต่อเซลล์เมือ่ทดสอบกับเซลล์ Caco-2 แต่อย่างไรก็ตามไม่ก่อการกลายพันธุ์โดยการทดสอบเอมส์ (Ames test)

 

คำย่อ

HAA = heterocyclic aromatic amine

 

References and more info

1. Vanhaecke, L. et al (2008) Isolation and Characterization of Human Intestinal Bacteria Capable of Transforming the Dietary Carcinogen 2-Amino-1-Methyl-6-Phenylimidazo[4,5,-β]Pyridine. Applied and Environmental Microbiology, Mar.2008, p.1469-1477.

2. Jan Alexander, Benedicte Heidenreich Fossum, and Jørn A. Holme. Metabolism of the Food Mutagen 2-Amino-1-methyl-6-phenylimidazo[4,5-β]pyridine (PhIP) in Isolated Liver Cells from Guinea Pig, Hamster, Mouse, and Rat. from http://www.ehponline.org/members/1994/Suppl-6/alexander-full.html