โรคเบาหวานเป็นหนึ่งโรคที่สำคัญมากทางระบาดวิทยาที่องค์การอนามัยโลกให้ความสนใจ ในปี 2550 พบผู้ป่วยเบาหวานแล้วถึง 246 ล้านคน โดยผู้ป่วยเบาหวานทั่วโลก 4 ใน 5 เป็นชาวเอเชีย ทั้งนี้พบว่าประชากรไทยทุกๆ 100 คนจะมีคนเป็นเบาหวานมากถึง 6 คน ทั้งนี้ผู้ป่วยเบาหวานมักจะมีอายุน้อยลงมากขึ้น จากสถิติการสำรวจทุกๆ 5 ปีของกระทรวงสาธารณสุข (สธ.) พบว่ามีผู้ป่วยโรคเบาหวานจาก 3% กลายเป็น 7% หรือประมาณ 3 ล้านคนต่อปี และจากการศึกษาทางระบาดวิทยาของกระทรวงสาธารณสุขพบว่า ในปี พ.ศ. 2528 มีผู้ป่วยเบาหวาน 33.3 ต่อประชากร 100000 คน และในปี พ.ศ.2537 พบผู้ป่วย 91.0 ต่อประชากร 100000 คน และเพิ่มเป็น 586.8 ต่อประชากร 100000 คน ซึ่งตัวเลขนี้คาดว่าในอนาคตต้องเพิ่มสูงขึ้น (1) โรคเบาหวานสามารถทำเกิดโรคแทรกซ้อนได้หลายโรคด้วยกัน เช่น โรคความดันโลหิตสูง(hypertension) การทำลายเรตินาในดวงตา (retinopathy) ไตผิดปกติ (nephropathy) ระบบประสาทผิดปกติ (neuropathy) และโรคแทรกซ้อนของ macro-vasculature เช่น ภาวะผิดปกติของหลอดเลือด เช่น โรคหลอดเลือดแดงตีบตัน (atherosclerosis) (2) สาเหตุหลักของโรคแทรกซ้อนเหล่านี้เกิดจาก เมื่อร่างกายเกิดภาวะน้ำตาลในเลือดสูง (hyperglycemia) จะเกิดปฏิกริยาไกลเคชั่น (glycation) ซึ่งเป็นปฏิกิริยาที่จะทำให้เกิดความผิดปกติของ คอลลาเจน และโปรตีน ทำให้โปรตีนเสียสภาพไป โดยจะเกิดการเชื่อมกัน (Cross-linked) ระหว่างผลิตผล (product) ของไกลเคชั่นและสายของ collagen และทำให้เกิดภาวะแทรกซ้อนในร่างกายหลายระบบ เช่น โรคแทรกซ้อนในระบบหลอดเลือด โรคแทรกซ้อนในระบบไต โรคแทรกซ้อนในระบบประสาท และโรคแทรกซ้อนทางตา เป็นต้น (3-6) ปฏิกิริยาของไกลเคชั่น เกิดจากน้ำตาลอัลดีไฮด์ (aldehydes) ทำปฏิกิริยากับโปรตีนหรือไขมันโดยไม่มีเอนไซม์เป็นเร่งปฏิกิริยา (non-enzymetic) แล้วเกิดเป็น early glycation ซึ่งเรียกว่า “ Amadori หรือ fructosamine” จากนั้น amadori จะเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชั่น (oxidation) ทำให้ได้สารประกอบจำพวก Alpha dicabonyl เช่น deoxyglucosone methylglyoxal และ glyoxal ซึ่งเรียกรวม ๆ ว่า AGE precursors และสุดท้ายก็จะได้สารที่มีสภาพคงตัวเป็นผลลัพธ์สุดท้าย คือ Advanced glycation end products (AGEs) ดังแสดงในรูปที่ 1(7) พบว่าปริมาณของ Amadori ที่เกิดจากปฏิกิริยาไกลเคชั่นในผู้ป่วยเบาหวานจะมีปริมาณสูงประมาณ 2-3 เท่าเมื่อเทียบกับคนปกติ การเกิดไกลเคชั่นระหว่างน้ำตาล (reducing sugar) และโปรตีนนั้น ส่วนใหญ่จะเกิดกับกรดอะมิโน lysine และ arginine ยิ่งไปกว่านั้น reducing sugar ยังสามารถทำปฏิกิริยาได้กับ ไขมัน และ ดีเอ็นเอ (DNA) แล้วทำให้เกิดสารใหม่ที่มีโครงสร้างเปลี่ยนแปลงไปและว่องไวต่อปฏิกิริยาที่เกิดขึ้น และสารเหล่านั้นก็มีคุณสมบัติต่าง ๆ เช่น crosslinking pigmentation และ fluorescence เป็นต้น ดังแสดงในรูปที่ 2 (8) รูปที่ 1 การเกิดสาร AGEs จากปฏิกิริยาของไกลเคชั่นและ oxidative stress เมื่อเกิดไกลเคชั่น และมี การเกิด early glycated end products เช่น Schiff bases และ Amadori (HbA1c และ fructosamine) ซึ่งสารเหล่านี้จะเกิดการ cross-link กับโปรตีนในเนื้อเยื่อเกี่ยวพัน (connective tissue) ของ ผิวหนัง หัวใจ ไต ตา และอวัยวะอื่น ๆ การเกิด cross-link นี้ปฏิกิริยาที่ย้อนกลับไม่ได้ (irreversible) ซึ่งจะใช้เวลาเป็นเดือน หรือเป็นปี ทำให้เกิดเป็น advanced glycation end products (AGEs) เช่น n-carboxymethyllysine (CML) glyoxal lysine dimer (GOLD) และ pentosidine (รูปที่ 2) พบว่า CML จะเกี่ยวข้องกับการเกิดโรคไตในผู้ป่วยเบาหวาน (diabetic nephropathy) (9) และ pentosidine พบในผู้ป่วยเบาหวานที่มีการอักเสบเรื้อรัง (10) ส่วน GOLD จะตรวจพบในซีรั่มของผู้ป่วยเบาหวาน (11) เมื่อเกิดไกลเคชั่นจะส่งผลให้มีทำลายโปรตีน ทำให้เกิดพังผืด และเนื้อเยื่อเกี่ยวพันไม่มีความยืดหยุ่น และทำให้เกิดโรคต่างๆในที่สุด เช่น โรคหลอดเลือดแข็งตัว (atherosclerosis) โรคไต (nephropathy)โรคต้อกระจก (cataracts) โรคทางระบบประสาท (neuropathy) โรคทางตา (retinopathy) และ โรคหัวใจ (myocardial dysfunction) นอกจากนี้พบว่าในผู้ป่วยโรคเบาหวานมีระดับอนุมูลอิสระในร่างกายสูงและมีความสามารถในการต้านอนุมูลอิสระลดลง การเกิดอนุมูลอิสระเกิดได้จากหลายกลไก ได้แก่ เมื่อมีการเกิดปฏิกิริยาไกลเคชั่นมีผลทำให้เกิดอนุมูลอิสระเช่นกัน เนื่องจากมีการเกิดปฏิกิริยาแบบ oxidation เช่นกัน ดังรูปที่ 3 และรูปที่ 4 รูปที่ 2 แสดง การเกิด cross-linked ระหว่างโปรตีนและน้ำตาล รูปที่ 3 แสดง การเกิด Advanced glycation endproducts และ อนุมูลอิสระ รูปที่ 4 แสดง การเกิด Advanced glycation endproducts และ อนุมูลอิสระ ในการเกิด advanced glycation endproducts (AGEs) มีการเกิดปฏิกิริยา oxidation ด้วยจึงมีชื่อเรียกว่า “glycoxidation” โดย glucose จะถูกเปลี่ยนเป็น enediol radical anion และ dicarbonyl ketoaldehyde ตามลำดับ หลังจากนั้น dicarnonyl ketoaldehyde จะจับกับโปรตีนแล้วเกิดเป็น AGEs ซึ่งขั้นตอนที่เกิดขึ้นเหล่านี้จะถูกเร่งปฏิกิริยาโดย ไอออนของโลหะแล้วทำให้เกิดอนุมูลอิสระ superoxide radical (O2? ) แล้ว superoxide radical จะถูกเปลี่ยนเป็น hydroxyl radical (OH?) ดังแสดงในรูปที่ 4 และเมื่อเกิด glycosidation แล้ว ทำให้ ketoamines ถูกเปลี่ยนให้เป็นสารประกอบ protein dicarbonyl ซึ่งขั้นตอนเหล่านี้ก็จะถูกเร่งปฏิกิริยาโดยไอออนของโลหะและเกิดอนุมูลอิสระพวก hydroxyl radical (OH?) จาก Fenton reaction (12) และเมื่ออนุมูลอิสระเหล่านี้เกิดขึ้นมาแล้ว ก็ส่งผลต่อการเกิดพยาธิสภาพต่าง ๆ เช่น ในผู้ป่วยเบาหวานเมื่อ AGEs เกิดขึ้นที่ผนังหลอดเลือดทำให้อนุมูลอิสระที่เกิดตามมานั้นทำลายไขมันที่เซลล์เมมเบรน จะทำให้เกิดโรคหลอดเลือดแข็ง (atherosclerosis) (13) และมีการทดลองในเซลล์ fibroblast ที่เกิด AGEs และถูกกระตุ้นด้วยแสงยูวี พบว่า เซลล์มีการตายเพิ่มสูงขึ้นเนื่องจากเกิด Superoxide anion radicals (14) ที่ผ่านมา Brownlee และคณะ ได้ศึกษาในเซลล์ bovine aortic endothelial ในสภาวะที่มีน้ำตาลสูง พบว่า มี reactive oxygen species (ROS) เพิ่มสูงขึ้น และเมื่อ ROS สูงขึ้นแล้วจะไปกระตุ้นให้เอนไซม์ aldose reductase กระตุ้น PKC และเหนี่ยวนำให้เกิด AGEs ซึ่งจะเกี่ยวข้องกับการเกิดภาวะแทรกซ้อนในผู้ป่วยเบาหวาน (15 16) นอกจากนี้พบว่าภาวะที่มีระดับน้ำตาลในกระแสเลือดสูงจะทำให้เกิดปฏิกิริยา lipid peroxidation ของ low density lipoprotein (LDL) โดยปฏิกิริยา superoxide-dependent pathway ซึ่งก็จะมีการสร้างอนุมูลอิสระในกลไกนี้ด้วย (16 17) เมื่อมีการศึกษาทั้งในผู้ป่วยเบาหวานและสัตว์ทดลอง พบว่าเมื่อเกิดปฏิกิริยาของ glycation และเกิด AGEs ในปริมาณที่สูงแล้วจะทำให้เกิดผลเสียต่อ collagen fibronectin tubulin lens crystalline myelin laminin actin รวมถึง hemoglobin albumin LDL และ apoprotein ด้วย ซึ่งองค์ประกอบเหล่านี้เมื่อเกิดความผิดปกติก็จะนำไปสู่โรคที่เกี่ยวข้องกับ ไต ตา ระบบประสาท และระบบเส้นเลือดฝอย (10-11) และพบว่าเมื่อมีสาร methylglyoxal glyoxal 3-deoxyglucosone malondialdehyde และ hydroxynonenal จะทำให้เกิดปฏิกิริยา oxidative stress และส่งผลต่อเนื้อเยื่อของร่างกายได้ (18 19) ปัจจุบันมีการศึกษาฤทธิ์ของสารจากสมุนไพร ผักและผลไม้ที่มีต่อ glycation พบว่า สารสกัดเหล่านี้มีฤทธิ์เป็น anti-glycation activity (20-23) พบว่าสารในกลุ่ม polyphenol มีคุณสมบัติในการยับยั้งการเกิด glycation ด้วย (24 25) และยังมีคุณสมบัติในการเป็นสารต้านอนุมูลอิสระ โดยสามารถพบสารสำคัญนี้ได้มากในธัญพืช ถั่ว เมล็ดพืช ช็อคโกเลต และในเครื่องดื่มต่าง ๆ เช่น ชา กาแฟ หรือ ไวน์ นอกจากนี้พบว่า polyphenol สามารถป้องกันการเกิดโรคมะเร็ง โรคทางสมองเสื่อม โรคหัวใจ ชะลอความแก่ และโรคเบาหวานได้ (24 26-28) และมีรายงานว่าสาร polyphenol ชนิด 7-O-galloyl-D-sedoheptulose สามารถลดน้ำตาลในเลือด รวมทั้งลดการสร้าง AGEs ได้ (29) ข้าวเป็นอาหารหลักของคนไทยและเป็นสินค้าส่งออกทำรายได้ให้ประเทศมาช้านาน และข้าวกล้องและข้าวแดงและข้าวดำเป็นอาหารที่อุดมไปด้วยสารอาหารและวิตามินที่สำคัญต่อร่างกาย ปัจจุบันคนไทยมีการบริโภคข้าวที่ไม่ได้ผ่านการขัดสีมากขึ้นเนื่องจากมีสารต้านอนุมูลอิสระมาก โดยเฉพาะข้าวแดงมันปูและและข้าวนิลที่มีสีม่วงดำ อย่างไรก็ตามยังไม่มีข้อมูลเชิงวิจัยที่เกี่ยวกับการต้านอนุมูลอิสระและการลดภาวะแทรกซ้อนจากโรคเบาหวาน ดังนั้นการศึกษาครั้งนี้จึงได้สนใจผลิตภัณฑ์จากธรรมชาติ คือข้าวแดงมันปู (red jasmine rice) และ และข้าวนิลหรือ ข้าวก่ำ (black jasmine rice) เนื่องจากข้าวดังกล่าวมีเยื่อหุ้มเมล็ดข้าวกล้องที่เป็นสีแดงหรือสีดำม่วง เมื่อนำสารสีแดงในข้าวแดงหรือสีม่วงดำจากข้าวนิลมาสกัด พบว่าสารสกัดมีสารแอนโทไซยานิน (anthocyanin) ซึ่งเป็นสารต้านอนุมูลอิสระชนิดหนึ่งในปริมาณสูง มีงานวิจัยจำนวนมากที่สนับสนุนว่าสารแอนโทไซยานิน มีคุณสมบัติในการต้านการเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน (antioxidant) ช่วยการหมุนเวียนของกระแสโลหิต ชะลอการเสื่อมของเซลล์ประสาทและร่างกาย ส่งเสริมการทำงานของระบบประสาทโดยเฉพาะด้านการเรียนรู้และความจำ (30) และพบว่าข้าวส่วนใหญ่ที่เราใช้บริโภคประจำวันส่วนใหญ่ (> 85%) เป็นข้าวที่ผ่านการขัดสีแล้ว (white rice) และส่วนน้อยจะเป็นข้าวแดงและข้าวดำ มีรายงานเกี่ยวกับการทดลองในสัตว์ทดลองที่กินข้าวแดงและข้าวนิลแล้ว พบว่าสามารถลดปริมาณไขมันในเลือดได้ รวมทั้งป้องกันการเกิด oxidative stress ได้ มีสาร antioxidant เพิ่มสูงขึ้น (31) นอกจากนี้ข้าวที่มีสียังประกอบด้วย สาร anthocyanin โดยที่ข้าวดำและข้าวแดง จะมีสาร anthocyanin ประเภท cyanidin-3-glucoside และ peonidin-3-glucoside ส่วนข้าวกล้องสีแดงและสีดำจะมีสาร proanthocyanins จำนวนมาก (32 33) ซึ่งมีฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระมากกว่าข้าวขัดสี และข้าวสีขาว งานวิจัยนี้จึงได้มุ่งเน้นที่จะนำเอาข้าวกล้องแดงมันปูและข้าวกล้องนิลมาศึกษาผลของสารสกัดจากข้าวแดงมันปูและข้าวนิลต่อการลดภาวะอนุมูลอิสระมากเกินและลดภาวะแทรกซ้อนต่างๆในหนูทดลองเบาหวาน