ส่วนผสมจากพืชเพื่อช่วยกระตุ้นระบบเผาผลาญพลังงานในร่างกาย Plant-derived Food Ingredients for Boosting Energy Expenditure

By:   ผศ.ดร. สุดาทิพย์ แซ่ตั้น
Asst. Prof. Sudathip Sae-tan, Ph.D.
Department of Food Science and Technology
Faculty of Agro-Industry
Kasetsart University
sudathip.sa@ku.th

กลไกการเพิ่มระบบเผาผลาญไขมันของสารสำคัญจากพืช
     Adenosine 5¢-monophosphate-activated protein kinase (AMPK) เป็นวิถีทางชีวภาพที่สำคัญในระบบควบคุมการเผาผลาญของร่างกาย โดยมีบทบาทในการควบคุมเอนไซม์ Hormone Sensitive Lipase (HSL) ซึ่งทำหน้าที่เปลี่ยนไตรกลีเซอไรด์ให้เป็นกรดไขมันอิสระและยับยั้งการสร้างไขมัน นอกจากนี้ AMPK ยังทำหน้าที่กระตุ้นกระบวนการออกซิเดชันของกรดไขมันที่จะเกิดขึ้นภายในตับ ซึ่งมีงานวิจัยมากมายที่ได้ศึกษาถึงองค์ประกอบของพืชในการนำมาใช้เป็นส่วนผสมอาหารที่มีบทบาทต่อการกระตุ้นวิถีชีวภาพนี้

     องุ่น เป็นพืชที่อุดมไปด้วยสารประกอบฟีนอลิกหลากหลายชนิด ซึ่งมีรายงานว่า สารสกัดโปรแอนโทไซยานิดินที่สกัดได้จากเมล็ดองุ่นช่วยลดการขยายขนาดของเซลล์ไขมัน (Adipocyte hypertrophy) และเพิ่มการแบ่งตัวของเซลล์ไขมันได้ ซึ่งเป็นการเพิ่มหน้าที่ของเซลล์ไขมันด้วย นอกจากนี้ ยังช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการเผาผลาญของเนื้อเยื่อไขมันสีน้ำตาล ด้วยการช่วยเพิ่มฤทธิ์ของเอนไซม์ออกซิเดส (Oxidase activity) และหน้าที่ของไมโทคอนเดรีย ซึ่งจะทำให้เกิดการเผาผลาญพลังงานได้ดียิ่งขึ้น นอกจากนี้ สารสกัดเรสเวอราทรอลก็เป็นพอลิฟีนอลจากเมล็ดองุ่นอีกชนิดหนึ่งที่มีการศึกษากันอย่างแพร่หลาย โดยมีรายงานว่าเรสเวอราทรอลสามารถเพิ่มการสลายไตรกลีเซอไรด์ให้กลายเป็นกรดไขมันอิสระและกลีเซอรอล รวมถึงเพิ่มกระบวนการออกซิเดชันของไขมัน และเพิ่มจำนวนไมโทคอนเดรีย ซึ่งส่งผลให้มีการเผาผลาญพลังงานได้มากขึ้น

     สารสกัดจากพืชตระกูลซิตรัส เช่น ส้ม มะนาว และเกรปฟรุต ก็เป็นหนึ่งในสารสกัดจากพืชที่มีรายงานถึงสมบัติที่ช่วยเพิ่มการเผาผลาญพลังงานในร่างกาย โดยจากผลการศึกษาประสิทธิภาพของสารสกัดจากพืชตระกูลซิตรัสในมนุษย์ ร่วมกับผลการทบทวนวรรณกรรมอย่างเป็นระบบและ Meta-analysis ได้ข้อสรุปว่าการบริโภคพืชตระกูลซิตรัสและสารสกัดจากพืชตระกูลซิตรัสสามารถลดค่าดัชนีมวลกาย (Body Mass Index; BMI) เส้นรอบเอว เส้นรอบสะโพก และน้ำหนักตัวได้ โดยมีประสิทธิภาพเพิ่มขึ้นตามความเข้มข้นที่ใช้ โดยสารสกัดจากพืชตระกูลซิตรัสช่วยเพิ่มการเผาผลาญพลังงานที่ได้จากการกระตุ้น b-3 cell receptor และช่วยเพิ่มการสร้างไมโทคอนเดรีย รวมถึงเพิ่มการเปลี่ยนเนื้อเยื่อไขมันสีขาวเป็นเนื้อเยื่อไขมันสีน้ำตาล ซึ่งส่งผลให้มีการเผาผลาญพลังงานและไขมันเพิ่มขึ้นอีกด้วย

     สารสกัดกลุ่มสุดท้ายที่จะกล่าวถึงคือ สารสกัดจากชา ผลการศึกษาในมนุษย์พบว่า การบริโภคชาสามารถลดน้ำหนักและสัดส่วนได้ ซึ่งคาดว่ามีส่วนช่วยในการเพิ่มระบบการเผาผลาญพลังงาน ลดการย่อยและการดูดซึมสารอาหาร เพิ่มการสลายไขมัน ลดการสังเคราะห์ไขมัน ลดการสะสมไขมันในเซลล์ไขมัน ช่วยในเรื่องระบบประสาทและการปรับสมดุลจุลินทรีย์ในลำไส้ โดยการทดสอบในสัตว์ทดลองพบว่า การให้สารสกัดจากชาเขียวที่ไม่มีคาเฟอีนสามารถเพิ่มการเปลี่ยนจากเนื้อเยื่อไขมันสีขาวเป็นเนื้อเยื่อไขมันคล้ายสีน้ำตาลด้วยกระบวนการ browning effect ได้ ซึ่งทำให้เห็นว่าเซลล์สามารถเผาผลาญพลังงานได้มากขึ้น

Mechanism of Increasing Energy Expenditure by Plant-derived Compounds
     Adenosine 5'-monophosphate-activated protein kinase (AMPK) is a crucial biological pathway in regulating the body's metabolism. It plays a role in controlling the Hormone Sensitive Lipase (HSL), which converts triglycerides into free fatty acids and inhibits fat synthesis. Additionally, AMPK stimulates the oxidation of fatty acids in the liver. Various studies have shown that plant components used as food ingredients can activate this biological pathway. These essential compounds help increase the body's energy metabolism and reduce the risk of obesity.

     Grapes are rich in various phenolic compounds. Studies report that proanthocyanidin extract from grape seeds can reduce adipocyte hypertrophy and increases adipocyte proliferation, enhancing fat cell function. In addition, this extract improves brown adipose tissue metabolism by increasing oxidase activity and mitochondrial function, leading to better energy expenditure. Apart from numerous proanthocyanidins research, resveratrol extract, another polyphenol from grape seeds, has been extensively studied. Reports indicate that resveratrol can increase triglyceride breakdown into free fatty acids and glycerol, boost fatty acid oxidation, and enhance mitochondrial biogenesis, thereby promoting energy expenditure.

     Citrus extracts such as oranges, lemons, and grapefruits have been reported to boost energy expenditure. Studies on the efficacy of citrus extracts in humans, along with systematic reviews and meta-analyses, conclude that consuming citrus plants and their extracts can reduce body mass index (BMI), waist circumference, hip circumference, and body weight, increasing effectiveness according to the concentration. Citrus extracts enhance energy expenditure by stimulating β-3 cell receptors and increasing mitochondrial synthesis, as well as converting white adipose tissue to brown adipose tissue, which further increases energy and fat metabolism.

     The final group of extracts to discuss are tea extracts. Human studies have found that tea consumption can reduce weight and body measurements due to increased energy expenditure, reduced digestion and nutrient absorption, increased fat breakdown, reduced fat synthesis, decreased fat accumulation in adipocytes, improved nervous system function, and balanced gut microbiota. Animal studies have shown that decaffeinated green tea extract can increase the conversion of white adipose tissue into brown-like adipose tissue by the browning effect mechanism, thereby increasing cellular energy expenditure.