ทำไม? ต้องเติมเอนไซม์ไลเพสในอาหารสัตว์

บทความโดย รศ.พันทิพา พงษ์เพียจันทร์

     เอนไซม์ไลเพส ที่ร่างกายขับออกมา (Endogenous lipase) เพื่อทำหน้าที่ย่อยไขมันนั้น มีแหล่งผลิตหลายแหล่งในร่างกายคนและสัตว์ เช่น สุกร ไก่ และสุนัข แต่การจะย่อยไขมันได้ดี ต้องทำงานร่วมกับน้ำดี ซึ่งจะทำหน้าที่เป็นตัวกระจายเม็ดไขมัน ทำให้เอนไซม์เข้าย่อยได้ทั่วถึง

ชนิดของไลเพส ไลเพสมีหลายชนิด มีทั้งอยู่ในทางเดินอาหาร และนอกทางเดินอาหาร ในที่นี้จะขอกล่าวถึงไลเพส ที่อยู่ในทางเดินอาหารเท่านั้น ซึ่งมีอยู่หลายตัวด้วยกัน โดยจะกล่าวเรียงลำดับไป ตามแหล่งผลิต โดยแบ่งเป็นกลุ่มได้ 4 กลุ่ม คือ

     1. Pharyngeal lipase หรือ Lingual Lipase ผลิตโดยต่อมน้ำลาย ด้านหลังของลิ้น ทำงานที่ปากและหลอดอาหาร
     2. Gastric lipase ผลิตที่กระเพาะอาหาร ทำงานที่กระเพาะอาหารและลำไส้เล็ก แม้จะขับออกมาในปริมาณน้อยกว่า pancreatic lipase แต่ก็มีบทบาทสำคัญในกระเพาะอาหาร   
     3. Pancreatic lipase (หรือ Steapsin)ผลิตที่ตับอ่อน ส่งเข้าไปทำงานที่ ลำไส้เล็กตรงส่วน Duodenum ถูกขับออกมาในปริมาณที่มากกว่า Gastric lipase และมีความสามารถในการย่อย Tributyrin ได้ดี และมีค่ากิจกรรม (activity) สูงกว่า Gastric lipase ถึง 600 เท่า (Jensen, et all. 1997)
     4. Hepatic lipase ผลิตที่ตับ ทำงานที่ตับ

     ทั้ง Gastric lipase และ Pharyngeal lipase หรือ Lingual lipase จะมีน้ำหนักโมเลกุลเบาและทนต่อค่าความเป็นกรด-ด่างสูงได้ดีกว่า pancreatic lipase

บทบาทของเอนไซม์แต่ละชนิดในสุกร

     1. Lingual Lipase คือเอนไซม์ไลเพสที่ปนอยู่ในน้ำลาย โดยผลิตออกมาจากต่อมน้ำลายช่องแก้ม (buccal cavity) ผลิตโดยต่อม Ebner, sublingual glands ที่อยู่ใต้ลิ้น และ Parotid glands ที่อยู่หน้าหู ซึ่งได้เริ่มพัฒนาขึ้นก่อนที่ตัวอ่อนจะคลอด เพื่อเตรียมตัวย่อยไขมันในน้ำนมLingual Lipase จะติดไปกับอาหาร และไปทำหน้าที่ย่อยกรดไขมันอิ่มตัว และ ไขมันในน้ำนมตั้งแต่ปาก หลอดอาหาร และติดไปกับอาหารย่อยต่อในกระเพาะ กระเพาะอาหาร ซึ่งมีค่าความเป็นกรด-ด่างเหมาะสมต่อการทำงาน โดยอยู่ในช่วง 3.5-6 และยังมี Bile salt-stimulated lipase (or BSSL) เป็นเอนไซม์ไลเพสอีก ชนิดที่พบในน้ำนมทำหน้าที่กระตุ้นให้ Gastric lipase ทำงาน

     2. Gastric lipase (LIPF) พบในน้ำย่อยที่หลั่งออกมาในกระเพาะอาหาร ทำหน้าที่ย่อยไขมันในอาหารลูกอ่อน ทำงานได้ดีที่ค่าความเป็นกรดเป็นด่างเกือบเป็นกลาง
     ในกระเพาะอาหาร ทั้ง Lingual Lipase และ Gastric Lipase ซึ่งถูกผลิตออกมาในปริมาณที่น้อยกว่า pancreatic lipase แต่จะมีบทบาทมาก โดยทำหน้าที่ย่อยไขมันที่อยู่ในน้ำนมแม่ และอาหาร ซึ่งพวก medium chain จะถูกย่อยได้มากกว่า long chain-triglyceride บริเวณกระเพาะอาหาร ตั้งแต่สุกรแรกเกิด เนื่องจากน้ำย่อยไขมันจากตับอ่อนจะถูกปล่อยที่บริเวณลำไส้เล็ก ในกระเพาะจึงมีน้ำดีที่ผลิตจากตับมาช่วยกระจายไขมัน ทำให้เกิด emulsification ทำให้ gastric lipase เข้าทำการย่อย ได้ lipid droplet ส่งต่อไปยัง duodenum ในน้ำนมแม่เอง ก็จะมีเอนไซม์ Bile salt-stimulated lipase (or BSSL) ทำหน้าที่กระตุ้นให้ gastric lipase ทำงาน อาหารไขมันจะถูกย่อยที่กระเพาะประมาณ 10-30% ที่เหลือไปย่อยต่อในลำไส้เล็ก โดยอยู่ในรูปของ emulsification แต่ไขมันในน้ำนม จะถูกย่อยอย่างสมบูรณ์ตั้งแต่อยู่ในกระเพาะ

     3. Pancreatic Lipase (PL) ชื่อเต็มๆ คือ Pancreatic triacylglecerol lipase ผลิตโดยตับอ่อน ส่งเข้าสู่ ลำไส้เล็กตรงส่วน Duodenum เป็นเอนไซม์ตัวแรกที่ย่อยไขมัน (triglyceride) ที่ถูกทำให้กระจายตัวด้วยน้ำดี ได้เป็นกรดไขมันและโมโนกลีเซอรอล นอกจากนี้ยังมี

       *Colipase เป็น protein co-enzyme ที่ขับจากตับอ่อนเช่นกัน ในสภาพที่ยังไม่ทำงานเรียกว่า procolipase และถูกกระตุ้นเปลี่ยนเป็น colipase โดย trypsin ทำหน้าที่ช่วยให้ pancreatic lipase ทำงานได้อย่างพอเหมาะ

       *Bile salt-dependent lipase (or BSDL) หรืออีกชื่อ carboxyl ester lipase (or CEL) เป็นเอนไซม์ไลเพสที่ผลิตจากตับอ่อนของสัตว์ที่โตเต็มวัยแล้ว ทำหน้าที่ช่วยย่อยไขมันร่วมกับไลเพส

Triacylglycerol + 2 H2O <-------------->  2-monoacylglycerol + 2 fatty acid anions

     กลุ่ม Pancreatic Lipase จะทำหน้าที่ย่อยไขมันต่อจากกระเพาะ ได้ free fatty acids และ 2-monoglycerides รวมตัวกันอยู่ในรูป micells ส่วนเอนไซม์ carboxyl ester hydrolase หรือก็คือ bile-salt dependent lipase จะย่อยไขมันเกิดเป็น cholesterol ester และ esters ของ vitamin A และ E จะรวมตัวกับ micelles หลาย micelles ไปเป็น mixed micelles และดูดซึมเข้า enterocyte ได้ ใน enterocyte นั้น FFA (free fatty acid) จะจับกับ fatty acid binding protein (FABP) แล้วถูกสร้างใหม่เป็น Triglycerides ซึ่งจะจับกับ apolipoprotein เกิดการสร้าง Chylomicron ผ่านเข้าไปทางท่อ lymphatic และเข้า thoracic duct เพื่อเข้าระบบเส้นเลือดของร่างกาย

การทำงานของกลุ่มเอนไซม์ไลเพสในลูกสุกรหย่านม

     ในแต่ละช่วงอายุของสุกร การหลั่งและทำงานของเอนไซม์แต่ละชนิดจะต่างกัน     ช่วง 7 วันแรกหลังคลอด pancreatic lipase, colipase และ carboxyl ester hydrolase จะมีค่ากิจกรรม (activity) เพิ่มขึ้น แต่หลังคลอด 7 วันไปแล้ว ค่ากิจกรรมของเอนไซม์ทั้ง      3 ตัวจะลดลง โดยเฉพาะ carboxyl ester hydrolase จะลดลงอย่างต่อเนื่อง แม้จะผ่านพ้นระยะหย่านม คือ 30 วันไปแล้ว ในขณะที่ pancreatic lipase, colipase จะเพิ่มขึ้น หลังคลอดได้ 20 วันจนถึงระยะหย่านม คือ 30 วัน หลังจากนั้น จะลดลงแบบฮวบฮาบ อย่างต่อเนื่อง ไปจนถึงวันที่ 35 หลังคลอด และจะคงระดับไว้จนถึงวันที่ 42 หลังคลอดโดยประมาณ และจะกลับเพิ่มขึ้นอีกค่อนข้างมากถึงวันที่ 50 หลังคลอด โดยประมาณ จากนั้น pancreatic lipase จะเพิ่มขึ้นค่อนข้างมาก ส่วน colipase และ carboxyl ester hydrolase จะเพิ่มขึ้นเล็กน้อยอย่างช้าๆ และมีแนวโน้มการลดต่ำลงมากของ carboxyl ester hydrolase

     ที่ระยะหย่านมของลูกสุกร Gastric Lipase จะทำงานเพิ่มขึ้น และยังทำงานคงที่หลังระยะหย่านมแล้ว ในขณะที่ช่วง 20 วันหลังคลอด จนอายุ 30 วัน คือถึงระยะหย่านม pancreatic lipase, colipase จะเพิ่มขึ้น หลังการหย่านม pancreatic lipase, colipase,  และ carboxyl ester hydrolase จะทำงานลดลง (Jensen, et all. 1997)

 แหล่งไขมันมีผลต่อการย่อยได้

     สิ่งที่ควรทำความเข้าใจคือ ความสามารถในการย่อยไขมันตามสภาพปกติของเอนไซม์จากตัวสัตว์ (Endogenous enzyme) จากแหล่งอาหารที่ต่างกัน ที่ช่วงอายุของลูกสุกรที่ต่างกัน ก็จะต่างกันด้วย ดังแสดงในกราฟรูปที่ 3 จะเห็นว่า

     1. แหล่งไขมันจากแหล่งเดียวกัน ในสุกรระยะหย่านมและสุกรรุ่นจะต่างกันอย่างเห็นได้ชัด
     2. แหล่งไขมันที่ต่างกัน ความสามารถในการย่อยไขมัน ของสุกรทั้งสองระยะ ก็จะต่างกันด้วย

 สรุป ทำไมต้องเติมเอนไซม์จากภายนอก (Exogenous Enzyme)

     จะเห็นได้ว่าช่วงก่อนหย่านมเล็กน้อย (อายุ 27-28 วัน) กลุ่มเอนไซม์ไลเพสทั้งหมดจะค่อยๆลดลงไปเรื่อยๆ จนอายุ 35 วัน จะลดต่ำสุด และจะค่อยๆเริ่มผลิตมากขึ้นเมื่ออายุประมาณ 45 วัน ไปจนถึงเกือบ 60 วัน แต่ก็ไม่สูงมากเท่าช่วงก่อนหย่านม
     โดยปกติ อาหารสุกรขุนมักให้ไขมันสูง เพื่อเพิ่มพลังงานในอาหาร และก็เป็นที่ทราบกันดีว่า การหลั่งน้ำดีของลูกสุกรไม่พอเพียงต่อการทำให้ไขมันกระจายตัว ทั้งในกระเพาะและลำไส้เล็ก ประกอบการกลุ่มเอนไซม์ที่ย่อยไขมันก็ลดลงด้วย การให้อาหารไขมันสูง จึงเปล่าประโยชน์ ทำให้ไขมันที่ย่อยไม่ทัน/ย่อยไม่ได้ ถูกขับออกมาในมูลมาก (Steatorrhea) มูลจะมีลักษณะยุ่ยและสีจางกว่าปกติ
     นอกจากนี้ การย่อยได้ของโปรตีนจะลดลงไปพร้อมๆกัน ดังนั้นควรมีการตรวจวัดปริมาณไขมัน ที่ขับออกมาในมูลด้วย เพื่อตรวจสอบว่าเอนไซม์มีมากพอในการย่อยหรือไม่ แต่อย่าสับสน เมื่อพบกรณีที่เพิ่มไขมันในอาหารให้สูงขึ้น กลับพบว่า ประสิทธิภาพในการย่อยไขมันเพิ่มขึ้นในระดับหนึ่ง นั่นเป็นเพราะไขมันที่เติมมีมากขึ้นจะไปเร่งการทำงานของเอนไซม์ให้มีประสิทธิภาพขึ้น เป็นเรื่องการทำงานที่เป็นปกติของเอนไซม์ ที่ขึ้นอยู่กับปริมาณของวัตถุดิบที่จะย่อย
     ดังนั้นหากพบว่าเมื่อมีการเพิ่มไขมันในอาหารแล้ว การย่อยได้ของไขมันลดลง จึงควรเติมเอนไซม์จากภายนอก (Exogenous enzyme) เพื่อทำให้ไขมันในอาหารย่อยได้มากขึ้

เอกสารอ้างอิง
1. https://en.wikipedia.org/wiki/Enzyme
2. https://en.wikipedia.org/wiki/Lipase
3. M. S. Jensen2, S. K. Jensen, and K. Jakobsen. 1997. Development of Digestive Enzymes in Pigs with Emphasis on Lipolytic Activity in the Stomach and Pancreas1  J. Anim. Sci. 75:437–445
4. K. R. Cera, D. C. Mahan and G. A. Reinhart. 1990. Effect of weaning, week postweaning and diet composition on pancreatic and small intestinal luminal lipase response in young swine. (abstract).https://dl.sciencesocieties.org/publications/jas/pdfs/68/2/384
5. C. Lauridsen & S. K. Jensen.  Fat degradation and absorption in the gastro-intestinaltract http://vsp.lf.dk/~/media/Files/Laerebog_fysiologi/Chapter_10.pdf