ตำราเรื่องเกลือแร่

เกลอื แรหวั ขอ ภทั รบุตร มาศรตั นบทนำ หนาแคลเซยี มฟอสฟอรัส 3แมกนีเซยี ม 3กํามะถนั 7เหล็ก 9สังกะสี 10ทองแดง 11ไอโอดีน 15ซเี ลเนียม 18แมงกานีส 20ฟลูออไรด 21โครเมยี ม 22โมลิยบดนี มั 23เอกสารอางอิง 23 24 25   2  

บทนำ เกลอื แร เปน สารอนินทรยี ทเ่ี กิดข้นึ โดยธรรมชาติ และประกอบดวยธาตุอ่ืนๆนอกเหนือไปจากคารบ อน,ไฮโดรเจน, ไนโตรเจน และอ็อกซิเจน (ซ่ึงพบไดในสารอินทรยี ทว่ั ไป) เกลือแรเปนสารทมี่ ีปรมิ าณไมมากในรา งกาย (ประมาณ 4-5% ของนาํ้ หนกั ตวั หรือ 2.8-3.5 กโิ ลกรัมในผใู หญ) แตเ กลอื แรห ลายชนดิมบี ทบาทสําคญั ตอ หนาทก่ี ารทํางานของระบบตางๆของรางกายเปนอยางมาก โดยอาจเปน สวนประกอบทางโครงสรา งของรา งกายหรอื อาจมีบทบาทในการควบคุมกระบวนการตางๆในรา งกาย อนึง่ ในรางกายมีเกลือแรอยูมากกวา 60 ชนดิ แตมเี กลือแรร าว 20 ชนดิ ที่มคี วามจาํ เปน สาํ หรับรางกายและตองไดร ับโดยการบริโภคโดยการทีร่ างกายขาดเกลือแรทม่ี ีความจาํ เปน (essential minerals) จะสง ผลกระทบตอ หนา ทกี่ ารทาํ งานทางชีววิทยา ซ่งึ สามารถปอ งกนั หรอื แกไ ขไดโดยการไดรับเกลอื แรชนิดน้ันๆใน physiological level โดยทั่วไปสามารถจาํ แนกเกลอื แรท ม่ี คี วามสําคัญ ซงึ่ เปน สารอาหารในรา งกาย ออกไดเ ปน 2 กลุมใหญๆคอื 1. Macrominerals (bulk elements) ไดแก เกลือแรท่ีรางกายมนษุ ยต องการในปริมาณทมี่ ากกวา100 mg ตอ วัน หรอื มปี รมิ าณในรางกายมากกวา 0.01% ของนํ้าหนักตวั เกลือแรในกลุม น้ีเปนเกลอื แรทพ่ี บอยูในรางกายในปริมาณมาก ไดแ ก แคลเซียม, ฟอสฟอรสั , โซเดียม, คลอรีน, โปแตสเซียม, แมกนีเซียม และกำมะถนั โดยเกลือแรใ นกลมุ นี้ทุกชนดิ ยกเวน กาํ มะถัน จะอยูในรางกายในสภาพ ที่เปน ion หรอื สารอนินทรีย 2. Microminerals (trace elements) ไดแก เกลอื แรที่มีปริมาณในรา งกายนอยกวา 0.01% ของนํา้ หนักตวั โดยคาํ วา “trace” มที มี่ าจากการท่ีปรมิ าณของเกลอื แรเ หลา น้มี อี ยูนอยมาก จนไมสามารถตรวจวดัโดยวธิ กี ารตรวจวเิ คราะหในยุคกอนๆไดโ ดยงาย อยางไรก็ตามนยิ ามของ trace elements โดยทวั่ ไปจะหมายถงึเกลือแรท่รี างกายมีความตองการนอ ยกวา 100 mg ตอ วนั ไดแ ก เหลก็ , สงั กะส,ี ไอโอดนี , ทองแดง,ซีเลเนียม, แมงกานีส, ฟลอู อรนี , โมลียบดีนมั และโครเมยี ม นอกจากน้ยี งั อาจมีการแยกเกลือแรท่ีรา งกายไดรับในระดบั microgram ตอ วนั ออกเปน ultratrace elements เชน นิเคิล, ซลิ กิ อน, ดบี ุก, วานาเดยี ม, อะลูมเิ นียมและอารเ ซนิค แคลเซียม (Calcium) แคลเซยี มเปนเกลอื แรท ่มี ีปรมิ าณมากทส่ี ุดในรางกาย คอื ราว 40% ของปริมาณเกลือแรท ้งั หมดในรา งกาย หรือ ประมาณ 1.5-2% ของนา้ํ หนกั ตวั โดย 99% ของแคลเซียมในรางกายจะอยูที่กระดกู และฟนสว นอีก 1% จะพบอยใู นเลอื ด, extracellular fluid และภายในเซลล นอกจากกระดกู จะเปนแหลงสะสมของแคลเซยี มในรา งกายแลว ยังมบี ทบาทในการ ปลอยแคลเซยี มทสี่ ะสมไวออกไปสูก ระแสเลอื ดหรอื extracellularfluid ทงั้ น้ีเพอื่ รกั ษาระดบั แคลเซยี มในเลอื ดใหคงที่ การดูดซมึ และเมแทบอลิซึม การดดู ซมึ แคลเซยี มเกิดขน้ึ ตลอดความยาวของลาํ ไสเลก็ แตพ บวา อตั ราการดูดซึมจะเกิดเรว็ ทีส่ ุดท่ีduodenum เนื่องจากแคลเซียมจะถูกดูดซมึ ไดดีในสภาวะท่ีเปนกรด อยา งไรก็ตามลาํ ไสเ ลก็ สว นปลายจะดดู ซมึ   3  

แคลเซียมในปริมาณทสี่ งู กวา อนึ่งรางกายสามารถดดู ซึมแคลเซียมไดป ระมาณ 30% ของแคลเซยี มทีอ่ ยใู นอาหาร โดยกลไกการดดู ซมึ แคลเซียม ประกอบดวยกลไก 2 ประเภท ไดแก 1) active transport เปนกลไกทีม่ บี ทบาทเดนในสภาวะทมี่ คี วามเขมขน ของแคลเซียมในทางเดนิอาหารตํา่ เกิดขึ้นที่ duodenum และ jejunum สว นตน โดยอยภู ายใตก ารควบคุมของวิตามนิ ดี 2) paracellular transport เปนการขนสงแคลเซียมแบบ passive transport จึงมบี ทบาทในภาวะที่ทางเดนิ อาหารมีความเขมขนของแคลเซียมสงู โดยกลไกน้เี กิดข้ึนตลอดความยาวของลาํ ไสเล็ก และไมข ึน้ อยกู บัอิทธพิ ลของวิตามนิ ดี เมอ่ื เขาสูกระแสเลือด แคลเซียมจะถูกขนสงใน 3 รปู แบบ คือ 1) Free ionized calcium (Ca2+) เปน physiological active form มีอยูป ระมาณ 47.5% 2) Complex calcium ไดแ ก แคลเซยี มทีจ่ บั อยกู บั anions ตา งๆ เชน ฟอสเฟต, ซเิ ตรต, ซลั เฟตแคลเซียมในกลมุ น้ี มีอยปู ระมาณ 6.5% 3) Protein-bound calcium มอี ยปู ระมาณ 46% โดย albumin เปนโปรตนี หลกั ทจ่ี ับกับแคลเซยี มในserum อน่ึงระดับรวมของแคลเซยี มใน serum (serum total calcium) เปนระดบั ใน serum ของแคลเซยี มท้งั 3รปู แบบ ทัง้ นเ้ี น่ืองจากแคลเซียมประมาณ 50% จะจบั อยกู บั โปรตนี ดงั นั้นระดบั โปรตนี ในเลือดจึงมีผลตอ ระดับprotein-bound calcium และ total calcium ความผิดปกติของระดบั โปรตนี โดยเฉพาะ albumin จงึ สงผลตอ การแปลผลปรมิ าณรวมของแคลเซียมไดในทางเวชปฏบิ ัติ หากผูป วยมี hypoalbuminemia จะสามารถคาดคะเนคา total calcium ในกรณที ร่ี ะดับ albumin ในเลือดปกติ ไดจ ากคา serum total calcium ท่ีวัดไดโดยจะเพมิ่ คา total calcium 0.8 mg/dL ตอทกุ 1 g/dL ของ albumin ทีต่ ํา่ กวา 4 g/dLAdjusted total calcium (mg/dL) = Total calcium (mg/dL) + 0.8 (4 – albumin in g/dL)นอกจากน้ีการจบั ของแคลเซยี มกบั โปรตนี ยังขน้ึ อยูกับ pH กลาวคือ โปรตีนจะจบั กับแคลเซียมไดนอยลงใน pH ท่ีเปน กรด ดงั นั้นสัดสวนของ free ionized calcium จึงสูงขึ้นในภาวะ acidosis และลดลงในภาวะ alkalosisสาํ หรับการขบั ถายแคลเซียมออกนอกรา งกาย พบวาแคลเซียมจะถูกขบั ออกทางปส สาวะและอุจจาระเปนหลัก โดยแคลเซียมทถี่ กู ขับออกทางอจุ จาระประกอบดว ยแคลเซียมท่ีถกู ขบั จากรางกายออกมาสทู างเดิน-อาหารรว มกบั แคลเซยี มในอาหารท่ีไมถ ูกดดู ซึมเขา สูร างกาย นอกจากนร้ี างกายยังสูญเสยี แคลเซยี มทางเหง่ือและการหลดุ ลอกของผิวหนังประมาณ 15 mg ตอ วัน สวนปรมิ าณแคลเซยี มท่ถี ูกขบั ออกทางปส สาวะขึน้ อยูกบั ปริมาณแคลเซยี มในเลอื ด กลาวคือ ในภาวะท่ีรางกายมีแคลเซยี มใน serum ต่าํ(hypocalcemia) แคลเซียมทถี่ ูกกรองออกมาจาก glomerulus จะถกู ดูดกลบั ทท่ี อไตมากข้นึ ทาํ ใหการขบัแคลเซียมทางปส สาวะลดลง   4  

ปจ จยั ทม่ี ีผลตอการดูดซึม การดดู ซมึ แคลเซยี มท่ีลาํ ไสเ ล็กข้ึนอยกู ับปจจยั หลายปจจยั เชน 1) pH ของทางเดนิ อาหาร โดยแคลเซยี มจะถกู ดูดซึมไดดขี น้ึ ในสภาวะท่ีเปนกรด 2) สารอ่ืนๆในอาหาร เชน oxalic acid (oxalate) หรอื phytic acid (phytate) ซ่ึงพบในถว่ั เหลือง,ขาวกลอง, ผกั คะนา , ผกั โขม จะจับกบั แคลเซยี มเกดิ เปนสารท่ไี มล ะลายน้าํ ทาํ ใหร า งกายดูดซมึ แคลเซยี มไดนอ ยลง ในขณะเดียวกัน สารอาหารหลายชนิด เชน นํ้าตาลและโปรตีน มผี ลเพมิ่ การ ดดู ซึมแคลเซยี มทางลําไส 3) Divalent cation เชน Zn2+, Mg2+ อาจมผี ลยบั ยั้งการดดู ซมึ แคลเซียม โดยเช่อื วา divalent cationเหลานี้ อาจใชก ลไกในการดดู ซมึ รว มกัน จึงอาจเกิดจากการแขง ขนั กนั ระหวาง divalent cation ดงั กลาว 4) ภาวะทร่ี า งกายมีความผดิ ปกติในการดดู ซมึ ไขมัน (fat malabsorption) จะสง ผลใหแ คลเซยี มจับกับกรดไขมันในทางเดินอาหาร และทาํ ใหลาํ ไสดดู ซมึ แคลเซียมไดนอ ยลง 5) ในภาวะทีร่ า งกายมีความตองการแคลเซยี มเพ่มิ ขึน้ เชน การตงั้ ครรภ, เดก็ ทกี่ ําลงั เจรญิ เตบิ โต จะมีการดดู ซมึ แคลเซยี มมากขน้ึ 6) วติ ามนิ ดี ในรูป 1,25(OH)2D3 มฤี ทธิ์กระตุน เซลลข องผนงั ลําไสใ หมีการดดู ซึมแคลเซยี มมากข้ึน แหลง ที่มาของแคลเซียม อาหารทีม่ ีปรมิ าณแคลเซยี มสงู ไดแก นมและผลิตภณั ฑจากนม (นอกจากอาหารจาํ พวกนจี้ ะมแี คลเซยี มมากแลว ยงั มี lactose ซง่ึ มสี วนชว ยในการดดู ซมึ แคลเซียมอีกดว ย), กระดกู สตั วท ี่รับประทานได (เชนปลากระปอ ง, ปลาเลก็ ปลานอย, กะป) และผักใบเขียว เชน broccoli การควบคมุ ระดับแคลเซยี มในรา งกาย รา งกายมีกลไกที่ทาํ หนา ท่รี กั ษาระดับแคลเซียมใน serum โดยเฉพาะแคลเซยี มในรปู free ionizedcalcium อยางเขมงวด โดยฮอรโ มน PTH มบี ทบาทหลกั ในการควบคมุ ระดับความเขมขน ของ free ionizedcalcium ใน serum นอกจากนี้ฮอรโมนอนื่ ๆ ไดแ ก calcitonin, estrogen และวิตามินดยี งั มีบทบาทรวมในการควบคุมดงั กลาว ผลทเ่ี กดิ ขน้ึ ทาํ ให ระดับความเขม ขน ของ แคลเซยี มรวม และระดบั free ionized calcium ในserum เปล่ียนแปลงอยูในชว งแคบๆ PTH มหี นา ท่ีในการรกั ษาระดบั แคลเซยี มในเลอื ด ตลอดจนควบคุมสมดลุ ระหวางแคลเซียมในเลอื ดและแคลเซยี มในกระดูก โดยในภาวะท่ีรางกายมรี ะดับแคลเซียมในเลือดตาํ่ (hypocalcemia) PTH จะกระตุนใหเ กิดการเคลอื่ นยายแคลเซียม จากกระดกู เขา สู serum และกระตุนการดดู แคลเซียมกลับท่ที อไต นอกจากนี้PTH ยังกระตุน การเปลย่ี นวิตามนิ ดีใหอ ยูใน active form สง ผลใหก ารดดู ซมึ แคลเซยี มที่ลาํ ไสเพิ่มข้ึนในทางตรงขาม calcitonin จะลดระดบั แคลเซยี มในเลอื ดโดยยับย้ังการดดู ซึมแคลเซียมที่ลาํ ไส, การดูดแคลเซยี มกลบั ทท่ี อไต, การเคลอื่ นยายแคลเซยี มออกจากกระดกู และการกระตุนวติ ามินดี โดยนักศกึ ษาไดเรียนในรายละเอียดมาแลวในวิชา สรรี วทิ ยา จึงไมขอกลาวในรายละเอยี ดในที่น้ี   5  

บทบาทหนาท่ที สี่ ําคญั ในรา งกาย 1) เปน สว นประกอบของกระดกู และฟน 2) การขนสง สารหรอื ion เขา สูเซลลหรอื organelle, การหล่งั สารสอื่ ประสาท, การทํางานของโปรตีนฮอรโมน ตลอดจนมผี ลตอ การหล่ังหรอื การทํางานของเอ็นไซมบางชนิด 3) บทบาทในการทาํ หนา ท่ีเปน second messenger ใน signal transduction 4) การทาํ งานของกลามเนอื้ และ nerve transmission 5) การแขง็ เปนลม่ิ ของเลอื ด เชน กระตุนการหล่งั thromboplastin จาก platelet, การเปลยี่ นprothrombin เปน thrombin ปริมาณความตองการแคลเซยี มของรา งกาย ในผูใหญป กตคิ วรไดร บั แคลเซียมอยางนอย 1000 mg ตอ วัน อยางไรก็ตามความตอ งการแคลเซียมของรางกายจะ เพิม่ สงู ข้นึ ในชว ง prepuberty, adolescence และ postmenopause การขาดแคลเซียม เนื่องจากรางกายมีกลไกทม่ี ปี ระสทิ ธิภาพในการควบคมุ ระดับแคลเซียมในเลอื ด เมื่อรา งกายไดร ับแคลเซยี มไมเพียงพอตอ ความตองการจะเกิดการเคล่อื นยายแคลเซยี มออกจากกระดกู มาสกู ระแสเลือด ผลท่ีเกิดขึน้ ทําใหปริมาณแคลเซยี มในกระดกู ลดลงจนเกิดเปน rickets, osteomalacia (ภาวะที่กระดูกมี bonematrix ปกติแตม แี คลเซยี มไปเกาะนอ ยกวา ปกติ) ในเดก็ หรอื osteoporosis (เกดิ จากการสลายแคลเซียมออกจากกระดูกมากเกนิ ไป) ในผสู ูงอายุไดใ นทีส่ ุด ความผดิ ปกติทางคลินิกท่เี กดิ จากความผิดปกตขิ องระดับแคลเซียมในเลอื ด ในภาวะแคลเซยี มในเลอื ดต่ํากวาปกติ (hypocalcemia) หากระดบั free ionized calcium ตา่ํ มากผปู ว ยจะมีอาการชกั แบบ tetany (uncontrolled muscle contraction) โดยภาวะนอ้ี าจเกดิ จาก การขาด PTHหรอื ขาดวติ ามินดี หรอื อาจพบไดหลงั การใหเ ลือดในปรมิ าณมากอยา งรวดเร็ว เนื่องจากในเลอื ดทีใ่ หม ีซเิ ตรตเปน anticoagulant ซง่ึ ซเิ ตรตจะไปจบั กบั แคลเซียมในเลือด ในภาวะทม่ี รี ะดับแคลเซียมในเลือดสงู กวา ปกติ (hypercalcemia) หาก free ionized calciumสูงขึ้นดวย จะทําให เกิดอาการเบ่ืออาหาร, คล่ืนไสอ าเจยี น, ทอ งผูก, กลามเนือ้ ออนแรง, ความดนั โลหติ สงู ,ซมึ และหมดสติ หากมแี คลเซยี มในเลือดสูงอยูนานๆรวมกับระดับฟอสฟอรสั ท่ีปกติหรือสูงขนึ้ จะทาํ ใหมีการจับเปนแคลเซียมฟอสเฟตเกาะตามเน้อื เยือ่ ตา งๆทไี่ มใชก ระดูก เชน ตามผนังหลอดเลอื ด, เยอ่ื เกย่ี วพันรอบขอ ,ผนงั กระเพาะอาหาร, กระจกตา และทางเดินปสสาวะ เปนตน ภาวะดงั กลา วอาจเกิดไดจากมะเร็งของตอ มพาราธัยรอยด, การไดร ับวติ ามนิ ดมี ากเกนิ ไป   6  

ฟอสฟอรสั (Phosphorus) ฟอสฟอรสั เปนเกลอื แรทีพ่ บมากเปนอนั ดบั สองในรางกายรองจากแคลเซียม โดยในรางกายผูใหญป กติจะมีฟอสฟอรัสอยูราว 700 g โดย 85% จะพบอยใู นกระดูกและฟนในรูปของ calcium phosphate crystalสว นอกี 15% จะพบอยภู ายในเซลล และใน extracellular fluid สาํ หรับฟอสฟอรสั ที่อยูใน serum น้นั พบวา50% อยูใ นรูป ion อสิ ระ เชน H2PO4-, HPO42- และ 10% จะจบั อยูก บั โปรตนี สว นอกี 40% ทเ่ี หลอื อยใู นรปูcomplex การดูดซมึ และเมแทบอลิซึม ฟอสฟอรัสในอาหารอาจอยใู นรูปอนิ ทรียห รืออนินทรยี ก็ได แตลาํ ไสจ ะดดู ซมึ ฟอสฟอรสั ในรูปอนนิ ทรยี โดย ฟอสฟอรสั ในรปู อนิ ทรยี  จะถูก hydrolyze ในทางเดินอาหารไดเปนฟอสฟอรัสอนินทรียโ ดย pancreaticหรือ intestinal phosphatase การดดู ซึมฟอสฟอรสั ท่ลี าํ ไส ประกอบดว ยกลไก active transport และparacellular transport โดยวิตามินดี มฤี ทธ์ิเพ่ิมการดูดซึมฟอสฟอรัสดวยกลไก active transport เชน เดยี วกับการดูดซมึ แคลเซียม อยางไรกต็ ามพบวา paracellular transport เปน กลไกทม่ี บี ทบาทหลักในการดูดซมึฟอสฟอรสั โดยท่ัวไปรางกายสามารถดดู ซึมฟอสฟอรัสในอาหารไดร าว 60-70% โดยมีอัตราการดดู ซมึ ทรี่ วดเร็วกวา แคลเซียมอีกดวย อนง่ึ pH ท่เี ปนกรดจะชว ยในการละลายตลอดจนการดดู ซมึ ฟอสฟอรสั ในทางเดนิ อาหาร อยางไรก็ตามฟอสฟอรสั บางกลมุ ท่ีอยใู นรูป organic phosphate ester เชน phytate จะถูกยอ ยและดูดซมึ ไดไมดีนอกจากนยี้ ังพบวา กรดไขมันไมอ่ิมตวั , เหลก็ , แมกนเี ซยี มและอะลมู เิ นยี ม มีผลขัดขวางการดูดซมึ ฟอสฟอรัสอกี ดว ย การขบั ถายฟอสฟอรัสออกนอกรางกายเกิดขึ้นทางปส สาวะเปน หลัก โดยปริมาณฟอสฟอรัสทถ่ี ูกขบัออกทางปสสาวะจะขึ้นอยูกบั ปริมาณฟอสฟอรสั ท่ีรางกายไดรบั และระดบั ฟอสฟอรสั ในเลือด โดย PTH หรอืภาวะทเ่ี ลอื ดเปน กรด (acidosis) มีผลเพ่มิ การขับฟอสฟอรัสทางปส สาวะ นอกจากนีร้ า งกายยังสามารถขบัฟอสฟอรสั ออกไดทางอจุ จาระอีกดว ย แหลงทม่ี าของฟอสฟอรสั จะพบฟอสฟอรสั มากในอาหารทม่ี โี ปรตนี สงู เชน เนื้อสตั ว, นม, ไข, ปลา การควบคุมระดับฟอสฟอรัสในรางกาย รา งกายจะรักษาระดับฟอสฟอรสั ในเลือดใหอ ยสู ัดสว นเดียวกบั แคลเซียม เชน ในภาวะที่มีฟอสฟอรัสในเลอื ดสูง ฮอรโมน PTH จะถูกหลงั่ ออกมามากขึน้ สงผลใหมกี ารขับฟอสฟอรัสทางปส สาวะเพมิ่ ขน้ึ และมีการดูดซึมแคลเซียมท่ลี ําไส ตลอดจนการปลอยแคลเซยี มออกมาจากกระดกู มากข้นึ เปน ตน   7  

บทบาทหนาที่ทส่ี ําคัญในรางกาย 1) Bone mineralization ฟอสฟอรสั เปน องคป ระกอบทสี่ าํ คญั ของกระดูกและฟน เชนเดียวกับแคลเซียม 2) Structural roles ฟอสเฟตเปน สวนประกอบทส่ี ําคัญของ phospholipid, DNA, RNA 3) Energy storage and transfer โดยเปน สวนประกอบท่ีสําคัญของ ATP และ creatine phosphate 4) Intracellular sencond messenger ฟอสเฟตเปนสว นประกอบใน cAMP และ inositol triphosphate(IP3) 5) Acid-base balance ฟอสเฟตทาํ หนา ท่ีเปน บัฟเฟอรในการรกั ษา pH ภายในเซลล และชว ยในการขบั กรดออกทางปสสาวะในรปู ของ titratable acid 6) Oxygen availability เนอื่ งจากฟอสเฟตเปน สว นประกอบใน 2,3-BPG ในเม็ดเลือดแดง 7) ปฏกิ ิรยิ าการเตมิ หมฟู อสเฟต (phosphorylation) มีบทบาทในการกระตุน หรอื ควบคมุการทำงานของเอน็ ไซม และโปรตนี หลายชนดิ การขาดฟอสฟอรสั โดยทั่วไปพบการขาดฟอสฟอรสั ไดน อย แตอาจพบไดในผูท่ไี ดรับยาในกลมุ phosphate binder, ผปู วยhyperparathyroidism, ผทู ่ีใชยาลดกรดบางชนดิ ในปรมิ าณมากเปน เวลานาน (AlOH3 ในยาลดกรดจะจับกบัฟอสเฟตในทางเดนิ อาหาร), ผูป ว ย diabetic ketoacidosis (DKA) หรอื ผปู วยทไ่ี ดรับอาหารทางหลอดเลือดทมี่ ีฟอสเฟตไมเพยี งพอเปนเวลานาน การขาดฟอสฟอรสั หรอื ฟอสเฟตอาจสง ผลตอ การทํางานของเนอ้ื เยอื่ หรอื อวยั วะหลายระบบ จนเกดิอาการและอาการแสดงตางๆ เชน เบื่ออาหาร, ออนเพลีย, กลา มเนอ้ื ออ นแรง, ความผดิ ปกติ ของระบบประสาทและ hypophosphatemic rickets เปนตน พิษของฟอสฟอรัส พษิ ของฟอสฟอรสั พบไดไมม ากโดยอาจเกดิ ข้ึนจากการรบั ประทานอาหารทม่ี ปี รมิ าณแคลเซยี มตาํ่ และฟอสฟอรัสสูงเปนเวลานาน สง ผลใหร ะดับ PTH ในรางกายสูงอยางตอ เนื่อง และทาํ ใหเกดิ กระบวนการ boneresorption จนมวลและความหนาแนนของกระดกู ลดลงไดในทสี่ ุด ระดบั ฟอสเฟตในเลือดท่สี งู กวา ปกติยังอาจพบไดในภาวะ tumor lysis syndrome, หรือ hypoparathyroidism นอกจากน้พี ษิ ของฟอสฟอรัสอาจพบไดในผูท่ีไดร บั ฟอสฟอรสั ขาวหรอื เหลือง (ฟอสฟอรสั เกดิ ใน 2รปู แบบ คอื สแี ดงและเหลือง (ขาว) โดยฟอสฟอรัสแดงไมม ีพิษ สว นฟอสฟอรัสเหลอื งซงึ่ มีพิษมากจะพบในยาเบอื่ หน,ู ดอกไมไฟ หรือ ปยุ บางชนดิ ) โดยมอี าการและอาการแสดงคอื คลืน่ ไสอ าเจยี น, แสบรอนในลาํ คอและกระเพาะ, ทอ งเสีย, ลมหายใจมกี ล่ินคลายกระเทียม อนงึ่ อาการอาจทเุ ลาลงภายใน 2-3 ชั่วโมง แลวเกดิความผดิ ปกตใิ นการทํางานของตับและไตตามมา ใน 1-2 วนั โดยอาการในระยะนีอ้ าจประกอบดว ย ดีซาน,ปสสาวะนอย, ชักและหมดสติ   8  

แมกนีเซียม (Magnesium) แมกนีเซยี ม เปน intracellular cation ท่ีพบมากทส่ี ดุ รองจากโปแตสเซยี ม (และเปน cation ทมี่ ีมากเปน อันดับ 4 ในรา งกาย) ในรางกายประกอบดวยแมกนีเซยี มราว 20-28 g โดย 60% จะพบใน กระดกู และ26% พบในกลามเนอื้ สว นทเี่ หลอื จะอยูใน soft tissue และ body fluid ตา งๆ สาํ หรบั แมกนีเซียมท่อี ยูใ นplasma มีอยู 3 รปู คอื free ion (55%), แมกนีเซียมท่ี complex กบั anion ตางๆ เชน ซิเตรต, ฟอสเฟต(13%) และ แมกนเี ซียมทจ่ี บั อยกู บั โปรตนี เชน albumin (32%) การดูดซึมและเมแทบอลซิ มึ รางกายสามารถดดู ซมึ แมกนีเซยี มไดราว 35-45% โดยการดดู ซมึ สามารถเกิดขนึ้ ไดตลอดความยาวของลําไสเล็ก แตแ มกนเี ซยี มจะถกู ดูดซมึ มากท่ี jejunum กระบวนการดดู ซึมแมกนเี ซยี ม ประกอบดว ย activetransport และ simple diffusion เชน เดียวกบั divalent cation ชนิดอ่นื ๆ อน่ึงประสทิ ธภิ าพในการดดู ซึมแมกนีเซยี มของลําไสจ ะข้ึนอยูก ับปริมาณแมกนีเซยี มในอาหารและในรางกาย ตลอดจนสว นประกอบในอาหารที่อาจมีผลตอ การดดู ซมึ เชน phytate, กรดไขมนั ทไ่ี มถ กู ดดู ซมึ หรอื divalent cation อ่ืนๆ สาํ หรับการขบั ถา ยแมกนเี ซยี มออกนอกรางกายนั้นเกิดขน้ึ ทางปสสาวะเปน หลัก อยางไรกต็ ามในปจ จบุ นั ยงั ไมทราบกลไกในการควบคุมระดบั แมกนเี ซียมในรางกาย แตพบวารางกายจะมีระดับแมกนเี ซยี มในเลือดทค่ี อ นขา งคงที่ โดยคาดวานาจะเกดิ จากสมดุลระหวางการดูดซึม, การขับถายทางปสสาวะ และการเคลอื่ นยา ยแมกนเี ซียมเขา ส/ู ออกจากเซลลม ากกวา การควบคุมโดยฮอรโ มน แหลงทม่ี าของแมกนเี ซยี ม อาหารท่มี ีแมกนีเซยี มมากไดแ ก ผกั ใบเขียว เนอ่ื งจากแมกนีเซียมเปน สว นประกอบของ chlorophyllนอกจากนยี้ ัง สามารถพบแมกนเี ซียมไดในอาหารทัว่ ไป เชน ธัญพชื , อาหารทะเล, นม, ชากาแฟ, โกโก บทบาทหนา ท่ที ีส่ าํ คัญในรางกาย 1) Bone component แมกนีเซียมเปนสว นประกอบของกระดูกและฟนเชนเดียวกบั แคลเซียมและฟอสฟอรสั 2) Structural stabilization of ATP แมกนีเซยี มมีบทบาทในการ stabilize โครงสรา งของ ATP ในปฏิกิริยาทีต่ อ งอาศัย ATP 3) Enzymatic function แมกนเี ซยี มทาํ หนาท่ีเปน cofactor หรอื allosteric activator ของเอน็ ไซมหลายชนิด 4) Neuromuscular transmission and activity แมกนีเซียมมีบทบาทในการคลายตวั ของ กลามเนอ้ื 5) Protein synthesis แมกนีเซียมเปนตวั กระตุนใหม กี ารสังเคราะหก รดอะมิโนและโปรตีน โดยเรง ใหเกิดการรวมกลมุ ของไรโบโซมและชว ยใหม กี ารจับกนั ระหวา ง mRNA กับ 70S ไรโบโซม   9  

การขาดแมกนเี ซียม โดยปกตกิ ารทร่ี า งกายขาดแมกนีเซียมพบไดน อ ย ยกเวน จะเกดิ รวมในโรคตางๆ เชน proteinmalnutrition, alcoholism, ภาวะที่รา งกายมีการสญู เสีย electrolyte หรอื มกี ารเปล่ียนแปลงของสมดลุelectrolyte (เชน มกี ารอาเจียน หรือ ทอ งเสยี อยา งรนุ แรง, malabsorption, การใชย าขบั ปส สาวะ,โรคไตบางชนิด เปนตน ) อาการทพ่ี บไดใ นภาวะทรี่ า งกายขาดแมกนเี ซียม ไดแ ก คลน่ื ไสอ าเจยี น, เบ่อื อาหาร, กลา มเนอ้ื เกร็ง,มือสน่ั , กลามเนื้อออ นแรง, ชัก, บุคคลกิ ภาพและพฤติกรรมเปลย่ี นแปลง, หมดสติ เปนตน นอกจากน้ีความผดิ ปกตขิ องแมกนีเซียม ยังสงผลใหเ กดิ ความผิดปกติของแคลเซียมและโปแตสเซยี มตามมาได ท้ังนเ้ี นือ่ งจากแมกนีเซยี มมีความจําเปน ตอ การหลัง่ ฮอรโ มน PTH นอกจากนี้แมกนีเซียมยงั มีความจาํ เปนตอ การออกฤทธิ์ ของ PTH ทกี่ ระดกู , ไต และทางเดินอาหาร ดงั นั้นการทรี่ า งกายขาดแมกนีเซยี มจงึ อาจทําใหระดับ PTH ในเลอื ดลดลง หรือเกิด functional hypoparathyroidism และสงผลใหเกดิhypocalcemia ตามมาไดใ นทีส่ ุด สาํ หรับโปแตสเซยี มน้นั พบวา การขาดแมกนีเซียมจะสงผลใหมกี ารขบัโปแตสเซียมออกทางปส สาวะมากขน้ึ และเกิด hypokalemia ตามมา ดังนั้นอาการทพ่ี บในผูปว ยที่ขาดแมกนเี ซยี ม จึงอาจเปนผลจาก hypocalcemia หรอื hypokalemia กไ็ ด ในทางเวชปฏบิ ตั ิ การประเมนิ สถานะของแมกนีเซยี มมขี อ จาํ กัดเนือ่ งจากระดบั แมกนเี ซยี มในเลือดมี sentivity ต่าํ (แมกนีเซียมอยูในเลอื ดในสัดสวนท่ีนอ ยเมือ่ เทยี บกับแมกนีเซียมทั้งหมดในรางกายประกอบกับรางกายมกี ารควบคมุ ระดับ แมกนเี ซียมในเลือดจึงมีการเปลย่ี นแปลงนอ ยมาก) ทัง้ นี้มกี ารเสนอใหวัดระดบั แมกนเี ซยี มในเมด็ เลือดขาว หรอื ปริมาณแมกนเี ซยี มในปสสาวะ 24 ชั่วโมง ในการประเมินสถานะของแมกนเี ซียมในรางกายแทนการวดั ระดบั แมกนีเซียมในเลอื ด พษิ ของแมกนีเซยี ม การเกดิ พษิ ของแมกนีเซยี มพบไดนอยมาก ยกเวน ในผูป วยท่มี คี วามผดิ ปกตใิ นการทํางานของไตโดยเฉพาะใน ผูปว ยทใี่ ชยาระบายหรือยาเคลือบแผลในกระเพาะที่มีสวนประกอบของแมกนีเซยี ม เชน milk ofmagnesia หรืออาจพบ ในผูป วยทม่ี ี tumor lysis syndrome โดยอาการท่ีเกดิ จากพษิ ของแมกนเี ซียมประกอบดวย คลืน่ ไส, ทองเสีย, กลา มเน้อื ออนแรง, ระบบหายใจ ลม เหลว, หวั ใจลมเหลว กํามะถนั (Sulfur) ในรางกายกาํ มะถนั จะอยูในรูปของสารอนิ ทรีย เชน - กรดอะมโิ นท่มี ีกาํ มะถันเปน องคประกอบ (cystine, cysteine, methionine) นอกจากน้ี การเกดิ covalent bond ระหวา ง cysteine residue เปน disulfide bridge ยงั มบี ทบาทตอ tertiary structure ตลอดจนการทํางาน ของโปรตีนหลายชนิด เชน insulin นอกจากน้กี ํามะถันยงั มีบทบาทในการการทําลายพิษสารหนู (arsenic) และ cyanide โดยอาศัยการรวมสารพิษดงั กลาวกับกลุม sulfhydryl (-SH) ของ cysteine ไดเปน สารประกอบ ทล่ี ะลายน้าํ งา ย แลว ขับท้งิ ทางปส สาวะ   10  

- วิตามินบางชนดิ (thiamin, biotin) - iron-sulfur cluster ซ่ึงพบไดในโปรตนี ทีท่ าํ หนา ทใ่ี น electron transport chain ใน mitochondria โดยจะ ทาํ หนา ท่ีเปน redox center ของ respiratory complex - สารชวี โมเลกลุ อนื่ ๆ เชน glutathione, heparin, chondroitin sulfate, S-adenosyl methionine กาํ มะถนั ในอาหาร พบไดใ นเนื้อสตั ว, ปลา, broccoli, ดอกกะหลาํ่ การขาดกาํ มะถัน หรือการเกิดพษิ ของกาํ มะถนั ในรา งกายเกิดขึ้นไดน อ ยมาก เหลก็ (Iron) รา งกายจะมีปริมาณเหล็กท้งั สน้ิ ประมาณ 40-50 mg/kg โดยสามารถแบง เหลก็ ในรา งกาย ออกไดเ ปน 3กลุมคอื 1) functional iron เปนเหลก็ สว นใหญท ีอ่ ยูในรา งกาย (70-75%) เหล็กในกลมุ น้ไี ดแ ก เหล็กทเี่ ปนสว นประกอบของโปรตีนหรอื เอ็นไซมท ที่ าํ หนาทต่ี างๆ ในรา งกาย เชน hemoglobin, myoglobin, heme-containingenzyme, nonheme-containing enzyme 2) storage iron ไดแ ก เหลก็ ท่ถี กู เก็บสะสมไวใ นเนื้อเยื่อตางๆ เหล็กในกลุมน้ีมอี ยปู ระมาณ 20-25%ของเหล็กในรา งกาย เชน ferritin, hemosiderin 3) transport iron ไดแ ก เหล็กในรูปทถี่ กู ขนสงในกระแสเลือดโดยจับกับ transferrin เหล็กในสวนนี้มอี ยนู อยมาก เมอื่ เทยี บกับปรมิ าณเหล็กท้ังหมดในรา งกาย การดดู ซึมและเมแทบอลซิ มึ เหล็กในอาหารสามารถจาํ แนกตามโครงสรางไดเปน 2 กลุมใหญๆ คอื เหลก็ ในรูปฮีม (heme iron) และเหล็กในรปู อื่นๆ (nonheme iron) ซง่ึ เหล็กในกลุมหลงั สวนใหญเ ปน เหลก็ อนนิ ทรยี  โดยลาํ ไสจะสามารถดดู ซมึฮีมไดอ ยา งมีประสทิ ธิภาพมากกวาเหล็กอนินทรีย แตก ลไกการดูดซึมฮีมยังไมเ ปนทเี่ ขาใจแนชัด ในภาวะปกติรา งกายมีประสทิ ธิการในการดดู ซึมเหล็กในรปู nonheme iron ประมาณ 5-10%โดยการดูดซมึ จะเกดิ ขนึ้ ท่ี duodenum เปนหลัก อนง่ึ การดูดซึมเหลก็ อนนิ ทรยี ตองอาศยั การทาํ งานของโปรตีนหลายชนดิ โดยมี divalent metal transporter 1 (DMT1) ทาํ หนาที่ขนสงเหลก็ ในรปู ferrous (Fe2+)จากทางเดินอาหารเขา สเู ซลลเยือ่ บุลาํ ไส แตเนอื่ งจากเหล็กอนินทรียในอาหาร สว นใหญจ ะอยใู นสภาพ ferric(Fe3+) จงึ ตอ งถูก reduce ใหกลายเปนเหล็ก ferrous โดยโปรตนี duodenal cytochrome b (Dcytb) ท่ี brushborder ของลําไสเล็กกอ นจึงจะสามารถถกู ดูดซมึ ได เหลก็ ท่ีถกู ดูดซึมเขา สเู ซลลเ ย่อื บุลาํ ไสจ ะถกู สงเขาสูกระแสเลือดผานทางโปรตีน ferroportin โดยเหล็กทอ่ี อกมาจากเซลลเยอ่ื บลุ ําไสจ ะถูก oxidize ใหกลบั เปนferric โดย hephaestin กอ นท่ี apotransferrin จะขนสงเหล็กท่ดี ดู ซึมไดไ ปตาม กระแสเลอื ดตอไป ในภาวะปกติรา งกายมีการหมุนเวยี นเหล็กในกระแสเลือดประมาณ 20-25 mg ตอ วัน ซึง่ เหล็กสวนใหญจะถกู ใช ในการสงั เคราะห hemoglobin โดยเหลก็ เกอื บท้ังหมดทห่ี มุนเวียนอยูในกระแสเลือดจะไดม าจากมามซึ่งทําหนา ท่สี ลาย hemoglobin ในเม็ดเลือดแดงท่ีหมดอายุ และ ปลดปลอ ยเหลก็ ในโมเลกุล hemoglobinกลับเขาสกู ระแสเลือด เพ่ือใหรา งกายสามารถนาํ เหล็กกลบั ไปใชป ระโยชนไ ดอ กี โดยอาจเรยี กกระบวนการน้วี า   11  

reticuloendothelial iron recycling (RE recycling) สําหรบั เหลก็ ทรี่ างกายไดรับจากการดดู ซึมเหลก็ ในอาหารท่ลี ําไสเล็กจะมปี ริมาณราว 1-2 mg ตอวัน ซ่งึ อยใู นปรมิ าณท่ีใกลเคยี งกบั ปริมาณเหลก็ ทส่ี ูญเสยี ไปทางการหลุดลอกของเซลลเ ยอ่ื บลุ าํ ไส (mucosal sloughing) นอกจากน้หี ญงิ ในวยั มปี ระจําเดือนยังเสยี เหลก็ ทางประจําเดือนประมาณ 17.5 mg ตอ รอบเดือนอีกดวย รปู ท่ี 1 เมแทบอลซิ มึ ของธาตเุ หลก็ ในรา งกายมนุษย ปจจยั ทม่ี ีผลตอ การดูดซึม 1) pH ในทางเดนิ อาหาร โดยสภาพความเปนกรดจะชวยใหเหลก็ ในอาหารละลายไดด ี และอยใู นสภาพion 2) reducing agent เชน วติ ามนิ ซี จะชว ยในการ reduce เหลก็ ในรูป ferric ใหอ ยใู นรปู ferrous 3) สารบางกลมุ ในอาหาร เชน ฟอสเฟต, phytate, oxalate, tannin จะจบั กับเหลก็ ทําใหเ หล็กอยูใ นรูปท่ีไมส ามารถถูกดูดซมึ ได 4) สถานะของเหลก็ ในรา งกายตลอดจนความตองการเหลก็ ของรางกาย กลาวคือ การดดู ซึมเหลก็ ท่ีลําไสจ ะเพม่ิ ข้ึน ในภาวะท่รี า งกายขาดเหลก็ หรือมีความตองการเหลก็ เพิม่ ขน้ึ เชน เสียเลอื ด, โรคโลหิตจาง,เด็กในวยั เจริญเติบโต, หญงิ ต้งั ครรภ, ภาวะทีร่ างกายขาดอ็อกซเิ จน (hypoxia) สวนในภาวะทร่ี า งกายมเี หล็กเกิน การดดู ซมึ เหล็กท่ีลําไสจะลดลง 5) Divalent cation เชน Zn2+, Mn2+ อาจมผี ลยบั ยงั้ การดูดซึมเหล็ก   12  

แหลง ทมี่ าของเหล็ก อาหารที่มเี หลก็ สูงไดแ ก ตบั , มาม, เนื้อสตั ว, ไขแดง, เลือด และผกั ใบเขยี ว โดยทวั่ ไปแลวรางกายไดรบัเหลก็ จากตบั และเน้ือสัตวมากกวา พชื เนือ่ งจากในพชื มกั จะมี phytate และ oxalate ซ่งึ มฤี ทธิ์ขดั ขวางการดดู ซมึ เหลก็ ท่ลี าํ ไส การควบคุมระดับเหลก็ ในรา งกาย รา งกายมีกลไกทม่ี ีประสิทธภิ าพอยา งมากในการควบคมุ ปริมาณเหลก็ ในรา งกาย โดยเฉพาะปริมาณเหลก็ ท่อี ยใู นกระแสเลอื ด โดยกลไกดังกลา วจะควบคุมปรมิ าณเหล็กทเี่ ขาสกู ระแสเลือดทาง RE iron recyclingและการดูดซมึ ทีล่ ําไส ท้งั นเี้ น่ืองจากรางกายไมมีกลไกในการขบั ถายเหลก็ ออกนอกรา งกาย ในภาวะที่รา งกายมีปรมิ าณเหลก็ มากเกินความตอ งการ การดดู ซึมเหล็กทล่ี ําไสเลก็ และ RE ironrecycling จะถกู ยบั ย้ัง สง ผลใหป รมิ าณเหล็กทีเ่ ขาสกู ระแสเลอื ดลดลง ท้งั น้เี พือ่ ปองกันการสะสมของเหลก็จนเกิดอันตรายตอรางกาย สว นภาวะทีร่ างกายมปี รมิ าณเหลก็ ไมเพียงพอตอ ความตอ งการ เชน ภาวะพรองเหล็ก, ภาวะทร่ี า งกายมกี ารสังเคราะหเ ม็ดเลอื ดแดงสงู ข้นึ (increased erythropoiesis) หรอื ภาวะท่ีรา งกายขาดออ็ กซิเจน (hypoxia) จะมีผลกระตนุ การดูดซมึ เหล็ก และ RE iron recycling ปรมิ าณเหล็กท่เี ขาสูกระแสเลือดจึงเพ่ิมข้นึ เพือ่ ใหรางกายจะไดน าํ เหลก็ ทไ่ี ดไ ปใชต อไป อนงึ่ กลไกหลักที่ใชในการควบคมุ สมดลุ เหล็กในรา งกาย ไดแ ก hepcidin ซง่ึ เปน โปรตีนท่ถี กู สังเคราะหท่ีเซลลต บั เปนหลกั โดยการสงั เคราะห hepcidin จะถกู กระตุนเพอื่ ตอบสนองตอ ปริมาณเหล็กในเลือดทีส่ ูงข้ึนหรอื การอักเสบ (inflammation) แตก ารสงเคราะห hepcidin จะถกู ยบั ย้งั ในภาวะที่รา งกายขาดเหลก็ , ภาวะท่ีไขกระดูกมีการสังเคราะห เม็ดเลือดแดงเพ่มิ ข้ึน และการขาดอ็อกซเิ จน ทัง้ น้พี บวา hepcidin มีฤทธิ์ในการกระตุนใหเกดิ การสลายของโปรตีน ferroportin ท่ีทาํ หนา ท่ีในการขนสง เหล็กเขาสูกระแสเลอื ด จึงมีผลลดปรมิ าณเหลก็ ในเลือด โดยยบั ยง้ั RE iron recycling และการดดู ซมึ เหล็กท่ีลาํ ไส นอกจากนีเ้ ซลลแตละเซลลยงั มีกลไกในการควบคุมปรมิ าณเหลก็ ภายในเซลลโดยควบคุมการนําเหลก็เขา สเู ซลล และการเกบ็ สะสมเหล็กในเซลล ผา นทางการสังเคราะหโ ปรตนี transferrin receptor และ ferritinตามลาํ ดับ โดยกลไกการควบคุมดังกลาวเกิดขน้ึ โดยอาศยั ปฏิสมั พนั ธร ะหวา ง Iron Responsive Protein (IRP)และ Iron Responsive Element (IRE) ดังท่ีนักศึกษาไดเ รยี นมาแลว ในหวั ขอ Regulation of geneexpression บทบาทหนาที่ท่สี ําคญั ในรา งกาย 1) O2 transport เหล็กเปน องคประกอบสําคัญของ hemoglobin และ myoglobin โดยเปนสว นประกอบทีท่ าํ หนา ท่ีในการจับและปลอย oxygen 2) Oxidative phosphorylation ฮีมเปนสวนประกอบสําคัญใน cytochrome ซงึ่ ทําหนาท่ี ใน electrontransport chain ใน mitochondria นอกจากนีเ้ หล็กในรปู iron-sulfur cluster ยงั เปนสวนประกอบของเอน็ ไซมNADH dehydrogenase (complex I), succinate dehydrogenase (complex II) และ ubiquinone-cytochromec reductase (complex III)   13  

3) Detoxification ฮีมเปน สว นประกอบของ cytochrome P-450 ซึ่งมบี ทบาทสาํ คญั ในการ metabolizeและกําจัด ยารวมถึงสารอนิ ทรยี ห ลายชนดิ 4) DNA synthesis การสังเคราะห DNA ตอ งอาศัยเอน็ ไซม ribonucleotide reductase ซ่ึงมีเหล็กเปนองคประกอบ 5) Immune function ฮีมเปน สว นประกอบในเอน็ ไซม myeloperoxidase ซึ่งมบี ทบาทในการกําจัดจลุ ชพี นอกจากนี้ปริมาณเหลก็ ในรา งกายมผี ลตอ การทาํ งานของระบบภมู ิคุม กนั โดยพบวาปรมิ าณ T-lymphocyte และการสังเคราะห cytokine บางชนดิ จะลดลงในภาวะทีร่ า งกายขาดเหลก็ ในขณะเดียวกนัการเพม่ิ จํานวนของจลุ ชพี ตอ งอาศัยเหล็กในกระแสเลอื ดอกี ดว ย ดงั นนั้ รา งกายจงึ ตองควบคมุ ปริมาณเหลก็ ในเลอื ดใหอ ยใู นระดับทเ่ี หมาะสม 6) Metabolic reactions เหลก็ หรอื ฮมี เปนสว นประกอบของเอ็นไซมซ ่ึงทําหนาทเี่ รงปฏกิ ิรยิ าในกระบวนการตา งๆของรางกาย เชน amino acid metabolism, การสงั เคราะห carnitine, procollagen,สารสอื่ ประสาท และวติ ามินเอ เปนตน ปรมิ าณความตอ งการเหลก็ ในอาหาร ผหู ญิงท่หี มดระดแู ละผชู ายควรไดรับเหลก็ จากอาหารในปรมิ าณ 8 mg ตอ วนั สว นหญิงวัยเจริญพันธุและหญิงมคี รรภควรไดร บั เหลก็ จากอาหารมากข้ึน คือ 18 mg ตอวัน การขาดเหล็ก การท่ีรา งกายขาดเหลก็ เกิดขน้ึ จากการทรี่ างกายไดร บั เหลก็ ไมเ พียงพอตอ ความตอ งการ และ/หรือมีการสูญเสยี เลือด ในระยะแรกของการขาดเหลก็ รางกายจะนาํ เหล็กทส่ี ะสมไวในเน้อื เย่ือมาใช และหากรา งกายยังคงไดร บั เหลก็ ไมเพยี งพออยางตอเน่อื ง จะสงผลกระทบตอ การสงั เคราะห hemoglobin จนทําใหเกดิ ภาวะโลหติ จางจากการขาดเหล็ก ตามมาไดใ นที่สดุ อาการและอาการแสดงทพี่ บในภาวะท่รี างกายขาดเหล็ก ไดแ ก ซดี , ออ นเพลยี , ใจสั่น, วงิ เวียน,ประสทิ ธิภาพในการทํางานในการใชแรงและ/หรือสมองลดลง, เลบ็ มีลกั ษณะคลายชอน (koilonychia), ลิ้นเลยี่ นและเจบ็ (glossitis), มพี ฤตกิ รรมรบั ประทานของแปลกๆทีไ่ มใ ชอ าหาร (pica) เชน ดิน กลุมประชากรทีม่ คี วามเส่ียงตอการขาดเหลก็ ไดแก - ทารกและเดก็ เล็ก เนอ่ื งจากมปี รมิ าณเหล็กสะสมนอ ย, มีความตองการเหล็กสงู เพือ่ ใชในการเจริญ เตบิ โต และ การท่นี มมีปรมิ าณเหล็กคอนขางตํ่า - วัยรนุ เนอ่ื งจากเปน ระยะที่รา งกายมอี ัตราการเจญิ เติบโตสงู มาก รวมไปถึงพฤติกรรมการ รบั ประทานอาหาร ซ่ึงมกั มกี ารควบคุมนาํ้ หนัก อาจทําใหไดร ับเหล็กจากอาหารไมเ พยี งพอ - หญงิ ในวัยเจรญิ พนั ธุ เน่อื งจากมีการสญู เสยี เลือดประจําเดอื น - หญิงมีครรภ เนอื่ งจากมปี ริมาตรเลอื ดสูงข้นึ , ความตองการเหลก็ ทีเ่ พมิ่ ขึ้นของมารดาและทารก ในครรภ ตลอดจนการเสียเลอื ดในระหวางการคลอด   14  

พษิ ของเหล็ก เหล็กในรปู ion อิสระมบี ทบาทตอการเกดิ อนุมูลอสิ ระโดยมีสว นรว มในปฏิกิริยา Fenton และ Haber-Weiss Fe2+ + H2O2 è Fe3+ + OH. + OH- (Fenton reaction) Fe3+ + O2.- è Fe2+ + O2 (Haber-Weiss reaction) ดว ยเหตุนห้ี ากรา งกายมปี รมิ าณเหล็กมากเกนิ ความตองการ ก็อาจสง ผลใหเกดิ ความเสยี หายตอ เซลลและเนอื้ เยื่อได โดยภาวะทรี่ างกายมีเหลก็ เกิน อาจแบงคราวๆไดเ ปน 2 กลมุ คือ 1) Primary iron overload (hereditary hemochromatosis) เปน ภาวะเหลก็ เกนิ ที่เกิดจากสาเหตทุ างพนั ธุกรรม โดยเกิดจากการกลายพันธขุ องยนี ท่สี งผลใหเ กิดความผิดปกติในการควบคมุ , การสังเคราะห หรอืการออกฤทธ์ิของ hepcidin สงผลใหมกี ารดูดซมึ เหลก็ เพมิ่ ข้นึ อยางตอ เน่อื ง และเกิดการสะสมของเหลก็ ในเนื้อเยื่อและอวัยวะภายในตางๆ 2) Secondary iron overload เปน ภาวะเหล็กเกินท่เี กดิ จากสาเหตอุ ่ืนๆนอกเหนือจากการกลายพันธุของยีนทีส่ งผลใหเ กิดความผิดปกติในการควบคมุ , การสงั เคราะห หรอื การออกฤทธ์ิของ hepcidin ซงึ่ โดยสวนใหญภาวะเหลก็ เกินในกลุมน้ีเปนผลมาจากผลของโลหติ จาง เชน ในผปู ว ย ธาลัสซีเมีย, G-6-PD deficiencyเปน ตน โดยนอกจากผูปว ยจะมเี หล็กเกินจากผลของโลหจิ างในการกระตุน การดูดซึมเหล็กแลว ภาวะเหลก็ เกินในผูปว ยบางรายยงั อาจเปนผลจากการไดรับเลอื ดเปน ประจาํ อกี ดว ย เหล็กทีส่ ะสมอยใู นเน้อื เยื่อตางๆในผูป วยท่มี ใี นภาวะเหลก็ เกนิ จะสง ผลใหเ กิดพยาธิสภาพ ตลอดจนความผดิ ปกตใิ นการทาํ งานของเนอ้ื เยือ่ เหลานแ้ี ละภาวะแทรกซอนตามมาในทส่ี ดุ เชน เบาหวาน, ความผดิ ปกติในการทาํ งานของกลา มเนื้อ หัวใจ (cardiomyopathy), หวั ใจลมเหลว, ตับแขง็ , มะเรง็ ตับ เปนตน สังกะสี (Zinc) สังกะสีเปน trace element ท่ีพบมากเปน อันดบั 2 ในรา งกายรองลงมาจากเหลก็ โดยมอี ยปู ระมาณ1.5-2.5 g ซงึ่ สังกะสีในรา งกายสวนใหญจ ะพบอยูภายในเซลล โดยเฉพาะทีต่ ับ, ตับออ น, ไต, กระดูก และกลามเนอื้ อนงึ่ สังกะสสี ว นใหญใ นเซลลจะอยูในรูปทจ่ี บั กับโปรตนี เปน หลกั การดดู ซึมและเมแทบอลิซมึ การดูดซมึ สังกะสีในอาหารประกอบดว ยกลไก 2 ชนดิ คือ active transport และ paracellular transportเชนเดียวกบั เกลอื แรส ว นใหญ เม่อื เขา สเู ซลลเยือ่ บลุ าํ ไส สังกะสบี างสวนจะถกู เกบ็ สะสมไวภ ายในเซลลโ ดยจบักับโปรตนี metallothionein และสังกะสีอกี สว นหนงึ่ จะถูกสง ไปยงั basolateral membrane เพอ่ื ขนสงเขาสูกระแสเลือด โดยสงั กะสจี ะถกู ขนสง ใน portal circulation โดยการจับกับ albumin ไปทต่ี ับกอ นท่ีจะถกู สง ตอไปยงั เน้ือเยอื่ อ่นื ๆในรางกายโดยจะจบั กบั albumin (ราว 60%), transferrin, α2-macroglobulin และ IgG(รวมกันประมาณ 15-40%) ตลอดจน กรดอะมโิ น histidine และ cysteine (2-8%) ในการขับถา ยสังกะสอี อกนอกรา งกายจะเกดิ ทางอจุ จาระเปน หลกั ท้งั นพี้ บวา รางกายมกี ารหล่ังโปรตนีท่ีมีสังกะสเี ปนสว นประกอบออกมาในสารคัดหลั่งตางๆ (โดยเฉพาะอยา งยงิ่ ในน้ํายอยจากตับออ น) ออกมาสู   15  

ทางเดินอาหาร นอกจากสารคัดหล่ังแลว สงั กะสยี งั อาจถกู ขับออกมาในทางเดนิ อาหารโดยออกมาในเซลลเ ย่ือบุลาํ ไสท ีห่ ลุดลอกหรือเซลลเ ย่อื บลุ ําไสอาจขับสงั กะสีออกมาในทางเดินอาหารไดโ ดยตรง ดังนน้ั ในระหวา งมอ้ือาหารลำไสจ ะไดรับสังกะสีทงั้ จากอาหาร และ endogenous zinc ในนา้ํ ยอ ยและนา้ํ คัดหลั่งตา งๆ ซึ่งสงั กะสีในนํา้ ยอยเหลานีอ้ าจถกู ดดู ซมึ กลบั เขาสูรางกายและตับออ นอีกครงั้ ก็ได การนาํ สังกะสกี ลับมาใชใหม (recycle)โดยวิธกี ารน้ีเรียกวา enteropancreatic circulation นอกจากนร้ี างกายยงั เสยี สงั กะสีบางสวนทางปสสาวะ, น้ําอสุจิและผวิ หนงั อีกดวย แตจ ะมีการสูญเสยีใน ปริมาณทค่ี อนขา งคงที่ ปจ จัยทีม่ ผี ลตอการดดู ซมึ 1) อาหารทม่ี โี ปรตีนสูงจะชวยในการดดู ซึมสงั กะสี โดยกรดอะมิโนจะจบั กับสงั กะสี ทาํ ใหส ังกะสอี ยใู นรูปท่ีถกู ดูดซึมไดงายขึน้ 2) phytate, oxalate ในอาหาร มีผลยับยั้งการดดู ซึมสังกะสที ี่ลําไส 3) Divalent cation บางชนดิ เชน Ca2+, Cd2+, Cu2+ มีผลยบั ยั้งการดดู ซึมสังกะสี 4) การดูดซึมสงั กะสีจะเพ่ิมขน้ึ ในภาวะทร่ี า งกายขาดสังกะสี แหลงท่มี าของสังกะสี ชนดิ ของอาหารท่มี ปี รมิ าณสงั กะสสี ูง ไดแ ก เนอื้ สตั ว โดยเฉพาะเนอ้ื แดง, เครื่องใน, อาหารทะเล (โดยเฉพาะหอยนางรม) และสตั วป ก สําหรบั นมนนั้ แมมีปริมาณสังกะสีสงู แตการดูดซมึ สงั กะสีอาจถกู ขัดขวางโดยแคลเซยี ม การควบคมุ ระดับสังกะสีในรา งกาย โดยทว่ั ไปรางกายจะควบคมุ ปรมิ าณสังกะสใี นรางกาย โดยการควบคมุ สมดลุ ระหวา งการดดู ซมึ สังกะสีที่ลําไส และการกาํ จดั endogenous zinc ออกทางอุจจาระ เชน เมือ่ รบั ประทานอาหารทีม่ ีปรมิ าณสังกะสีสงูรา งกายจะลดการดูดซึมสังกะสีและเพม่ิ การขับสังกะสีทางอจุ จาระ ในกรณที ี่อาหารท่ีรบั ประทานมปี รมิ าณสังกะสตี ํา่ การดูดซึมสงั กะสีในอาหาร และการ recycle สังกะสีทาง enteropancreatic circulation จะถูกกระตุนเปน ตน นอกจากนใี้ นภาวะทรี่ างกายไดร บั สังกะสีจากอาหารในปรมิ าณท่ไี มเ พยี งพอจะมีการปลดปลอยสงั กะสีออกมาจาก zinc-containing enzyme ในพลาสมา ท่มี ีความสาํ คัญไมมาก รวมไปถงึ metallothionine(โดยเฉพาะในตบั และเม็ดเลอื ดแดง) สวนเนือ้ เยอื่ ออนอ่นื ๆ (เชน กลา มเนอ้ื , ปอด, หัวใจ, สมอง) จะมีปริมาณสงั กะสีคงท่ี อน่ึงพบวา ระดบั สังกะสีในพลาสมา จะลดลงในภาวะท่ีรา งกายมีการอกั เสบติดเช้ือ เน่ืองจากสังกะสใี นพลาสมาจะถูกเคล่ือนยายไปทตี่ บั ท้งั น้เี พื่อปอ งกันไมใหจ ุลชีพนําสังกะสีในพลาสมา ไปใชใ นการเพ่มิ จาํ นวน บทบาทหนาท่ที ส่ี าํ คญั ในรางกาย 1) Metalloenzyme component สังกะสีเปนสวนประกอบของ metalloenzyme จาํ นวนมาก เชนcarbonic anhydrase, alkaline phosphatase, alcohol dehydrogenase, ALA dehydratase, cytosolic   16  

superoxide dismutase (Cu/Zn-SOD), aminopeptidase, carboxypeptidase A, collagenase,γ-glutamylhydroxylase (มบี ทบาทในการยอ ย folate ในทางเดนิ อาหาร) รวมไปถึงเอน็ ไซมท ี่ เก่ยี วขอ งกบัDNA metabolism และการแสดงออกของยนี เชน DNA polymerase, RNA polymerase, deoxythymidinekinase, ribonuclease เปนตน ดวยเหตุนส้ี งั กะสจี ึงมบี ทบาทสาํ คญั ในกระบวนการของรา งกายที่หลากหลายเชน การเจริญเติบโตของเซลลและเน้อื เยอ่ื , การแบงเซลล, การทํางานของระบบภมู คิ มุ กัน 2) Regulation of gene expression เนอ่ื งจาก transcription factor หลายชนิดประกอบดวยโครงสรา งทเ่ี รียกวา zinc fingers ซึ่งมีสังกะสเี ปนองคป ระกอบ โดย transcription factor เหลานจ้ี ะมีบทบาทสาํ คัญในการควบคมุ การแสดงออก ของยนี เพ่ือตอบสนองตอ steroid hormone, retinoic acid และวติ ามินดี การขาดสงั กะสี ในภาวะทีร่ า งกายขาดสงั กะสีซง่ึ ไมส ามารถแกไขไดโ ดยการเพิ่มการดูดซมึ ทีล่ ําไส รางกายจะมีการนําสังกะสที สี่ ะสมไวในเนือ้ เยื่อออกมาใช แตสงั กะสีจากแหลง สะสมจะหมดไปอยา งรวดเร็วเน่อื งจากรา งกายมีเนือ้ เย่ือที่มีสังกะสสี ะสมไวมากพอมีอยูไมม าก สวนเน้อื เยอ่ื ออ นสวนใหญจ ะไมม ีการปลดปลอ ยสงั กะสีออกมาและหากรา งกายยงั คงขาดสงั กะสีอยจู ะมกี ารปลดปลอ ยสังกะสอี อกมาจาก metalloenzyme โดยเอน็ ไซมแตละชนดิ จะมีความสัมพรรคตอสงั กะสไี มเ ทากัน เชน alkaline phosphatase, deoxythymidine kinase,carboxypeptidase A จะปลดปลอ ยสังกะสีออกมาทดแทนสงั กะสีสวนท่ีรางกาย ขาดแคลน ในขณะที่ carbonicanhydrase จะไมไ ดร บั ผลกระทบจากการท่ี รางกายขาดสังกะสีแตอยา งใด การขาดสังกะสีอาจพบในผูปว ยโรค acrodermatitis enteropathica (เกดิ จากการกลายพนั ธุข องยีนทค่ี วบคมุ การสังเคราะหโ ปรตนี Zip4 ทีท่ ําหนา ทีใ่ นการดูดซึมสังกะสที ่ีลําไส) , ผปู ว ยท่ไี ดรบั สารอาหารทางหลอดเลอื ดท่ีมปี รมิ าณสงั กะสีไมเพยี งพอตอความตอ งการของรางกาย, ผูป วยโรคพิษ สุราเรือ้ รัง, โรคมะเรง็ ,โรคภูมคิ ุมกันบกพรอง, ผทู ี่รบั ประทานอาหารทีม่ ีโปรตีนตาํ่ แตม ี phytate สูง, นอกจากนกี้ ลมุ ประชากรทม่ี ีความเสี่ยงตอการขาดสงั กะสี ไดแ ก เด็ก, หญิงมคี รรภ และ คนชรา อาการและอาการแสดงที่พบไดในภาวะขาดสังกะสี ไดแ ก เจริญเตบิ โตชา , ความผิดปกติของกระดกู ,ผ่นื ผิวหนงั อักเสบ, แผลหายชา, ทอ งเสีย, ผมรว ง, ความผิดปกตขิ องระบบสบื พันธแุ ละ ระบบประสาท, ตดิ เช้อืงา ย, การรบั รรู สผดิ ปกติ, แพแ สง พิษของสงั กะสี พษิ ของสงั กะสีอาจเกดิ จากการทรี่ างกายไดรับสงั กะสมี ากเกินไป เชน ไดจากน้ําหรืออาหารทีอ่ ยูใ นภาชนะสงั กะสี หรอื โลหะอาบสังกะสี ซ่งึ อาจมสี งั กะสลี ะลายออกมาไดบา ง และจะละลายออกมาไดม ากขนึ้เม่อื สัมผัสกบั กรด อาการทเี่ กดิ จากพษิ ของสงั กะสี ไดแ ก คลนื่ ไสอาเจียน, เบื่ออาหาร, เจ็บลิน้ ป, ปวดมวนทอง,ทองเสีย, ถายเปน เลือด และหากไดร ับสังกะสมี ากเปน เวลา นาน อาจทําใหเกดิ การขาดทองแดง ตามมาได นอกจากนยี้ ังมรี ายงานของการเกิดพิษสงั กะสีในคนงานของเหมอื งแรท ีม่ ี ZnO อยูในอากาศมาก หรือมีการสดู ดมควันทเ่ี กดิ จากการเผา ZnO ซ่ึงอาการผดิ ปกตจิ ะเกดิ ขึน้ ภายใน 2-3 ชวั่ โมง คือ หนาวส่นั , มีไข, ไอ,ออ นเพลยี , ปวดศีรษะ และนาํ้ ลายไหล เรยี กภาวะน้วี า metal fume fever   17  

ทองแดง (Copper) ในรางกายของผใู หญปกตจิ ะมีทองแดงอยปู ระมาณ 50-150 mg โดยอวัยวะท่มี ีความเขม ขน ของทองแดงสงู ท่ีสุดในรา งกาย คือ ตับ, ไต, หวั ใจ และสมอง แตกลา มเน้ือจดั เปน อวัยวะทม่ี ปี ริมาณทองแดงสูงที่สดุถึงแมจะมีระดบั ความเขน ขม ของทองแดงตํ่า ทงั้ น้เี ปน ผลมาจากมวลของกลา มเนือ้ ทีม่ ีอยมู าก ทองแดงสวนใหญใ นพลาสมา (ราว 90%) จะพบอยูใ น ceruloplasmin สว นทองแดงสว นที่เหลือจะจับอยกู ับ albumin, transcuprein, โปรตีนอน่ื ๆ และกรดอะมิโนเสรี โดยเฉพาะ histidine การดดู ซึมและเมแทบอลิซึม การดดู ซึมทองแดงประกอบดวยกลไก active transport และ paracellular transport เกิดข้นึ ท่ีลาํ ไสเ ลก็โดยเฉพาะท่ี duodenum โดยมีประสิทธิภาพในการดดู ซมึ ประมาณ 25-60% เมอ่ื เขาสเู ซลลเ ยื่อบลุ าํ ไสทองแดงบางสวนจะจับกับ metallothionein (metallothionein มี affinity ตอทองแดงสงู กวา สงั กะส)ี และบางสวนจะถูกขนสงเขาสกู ระแสเลอื ด ภายหลังการดูดซึมทองแดงจะถูกขนสง ในกระแสเลอื ดโดยจบั กบั albumin เปน หลักเพอ่ื ขนสง ทองแดงไปยงั เนื้อเยื่อตา งๆ อนง่ึ เซลลต ับจะนําทองแดงเขาสเู ซลลแ ละเกบ็ สะสมทองแดงสว นหน่ึงไวก ับ metallothioneinทองแดงอกี สวนหนึ่งจะถูกนาํ ไปใชในสงั เคราะห ceruloplasmin และปลอยเขาสูกระแสเลือดตอไป ทองแดงจะถูกขบั ถา ยโดยตบั ออกมาทางนาํ้ ดีเปน หลกั นอกจากนี้ยงั พบทองแดงในน้าํ ยอ ยท่ีหล่ังจากกระเพาะอาหาร, ลําไส และตับออน ซ่ึง endogenous copper ทอ่ี อกมาในทางเดนิ อาหารบางสว นอาจถกูดูดซึมกลบั เขาสรู า งกายเพ่ือนาํ กลับไปใชใ หมไดโดยข้นึ อยูกบั สถานะทองแดงของรางกายในขณะน้ัน นอกจากน้ีรา งกายยังอาจสญู เสยี ทองแดงทางปส สาวะ, เหงื่อ และ ประจาํ เดือนอกี ดวย ทองแดงจะถูกเกบ็ สะสมไวในรางกายในปริมาณท่ีนอ ยมากเม่ือเทียบกบั เกลอื แรอนื่ ๆ (ตับเปนอวัยวะหลกั ทีร่ า งกายใชสะสมทองแดง) นอกจากนี้รา งกายยังไมมกี ลไกหรอื ฮอรโ มนจาํ เพาะในการควบคมุ สมดลุ ของทองแดง ดงั น้ันปรมิ าณทองแดงในรา งกายจึงถูกควบคมุ โดยสมดุลระหวา งการดดู ซมึ ทองแดง และการกําจัดทองแดงทางน้ําดเี ปน หลัก ปจ จยั ที่มีผลตอ การดูดซึม 1) กรดอะมิโนในอาหาร โดยเฉพาะ histidine จะชว ยในการดูดซึมทองแดง โดยคาดวากรดอะมโิ นจะจับกับทองแดงและชวยในการดดู ซึมทองแดงโดยอาศยั amino acid transport system 2) กรดอนิ ทรยี ต างๆ เชน กรดซิตรกิ หรือ กรดแลคติก จะเพิม่ การดูดซมึ ทองแดงโดยชวยในการละลายของทองแดงในทางเดนิ อาหาร 3) phytate ในอาหาร มีผลยบั ย้งั การดูดซมึ ทองแดงทลี่ าํ ไส 4) divalent cation บางชนิด เชน Zn2+, Fe2+ มีผลยับยั้งการดูดซมึ ทองแดง 5) การรบั ประทานยาลดกรดในกลมุ antacid มากเกนิ ไปจะยบั ยั้งการดูดซมึ ทองแดง เนอื่ งจากใน pHท่ีเปน กลาง ทองแดงจะจบั กบั OH- เกดิ เปนสารประกอบที่ไมล ะลายนาํ้ ซ่ึงจะไมสามารถถกู ดูดซึมเขา สูรา งกายได   18  

6) ปริมาณทองแดงในรา งกาย เชน การดดู ซึมทองแดงจะเพิ่มขน้ึ ในภาวะทีร่ า งกายขาดทองแดงเปนตน แหลง ทมี่ าของทองแดง สามารถพบทองแดงไดในอาหารท่ัวไป โดยเฉพาะอยางยิ่งเน้ือสัตวแ ละผลิตภัณฑจากสตั ว ยกเวน นมตวั อยา งของ อาหารท่มี ปี รมิ าณทองแดงสูง ไดแก หอยนางรม, เครอ่ื งใน, เนอ้ื สัตว, ถว่ั , ธัญพืช, ผลไมแ หง,chocolate เปน ตน บทบาทหนาทท่ี ่ีสําคญั ในรา งกาย 1) Oxidase activity ทองแดงเปนองคประกอบทส่ี ําคญั ของ ceruloplasmin ซ่งึ มฤี ทธิ์ ferroxidaseทาํ หนาที่ oxidize Fe2+ ที่ถูกขนสง ออกมาจากเซลล ใหก ลายเปน Fe3+ เพอ่ื จะขนสงในกระแสเลือดโดยการจับกบั transferrin ตอ ไป 2) Antioxidant ทองแดงเปนสว นประกอบของ cytosolic superoxide dismutase (Cu/Zn-SOD)ซงึ่ ทาํ หนาทีก่ ําจดั superoxide anion นอกจากน้ี ceruloplasmin ยงั มีบทบาทในการกาํ จดั อนมุ ูลอิสระในระหวา งท่ีเกดิ oxidative stress อีกดวย 3) Biological processes ทองแดงเปน สว นประกอบของเอน็ ไซมท ี่สาํ คญั หลายชนดิ เชน lysyloxidase, cytochrome c oxidase (electron transport protein; complex IV) 4) Tyrosine metabolism ทองแดงมีความจาํ เปน ตอการทาํ งานของเอน็ ไซมท ีเ่ กย่ี วขอ งใน tyrosinemetabolism จงึ มบี ทบาทสําคญั ในกระบวนการสังเคราะห melanin และ catecholamine การขาดทองแดง อาการและอาการแสดงทพ่ี บไดในภาวะขาดทองแดง ไดแก ผวิ หนงั และผมมสี จี าง, โลหิตจาง, ปริมาณneutrophil ต่าํ (neutropenia), ความผดิ ปกตขิ องกระดกู ผลการตรวจเลือดจะพบวามีระดบั ทองแดง,ceruloplasmin, superoxide dismutase ในเลือดตาํ่ ทารกทีไ่ ดรับแตนมวัวเปนอาหารจะมีความเส่ยี งตอการขาดทองแดง เนื่องจากในนมววั มปี ริมาณทองแดงตาํ่ มาก นอกจากนกี้ ารขาดทองแดงอาจพบไดใ น Menke’s syndrome หรือ kinky hair syndrome ซึ่งเปนโรคทางพนั ธุกรรมท่ีถายทอดแบบ X-linked recessive โดยเกิดจากการกลายพนั ธขุ องยีนสง ผลใหเ กิดความบกพรองในการดดู ซมึ ทองแดง, มีการสูญเสยี ทองแดงในปส สาวะเพิ่มขนึ้ ผูป ว ยจะมอี าการตงั้ แตเ ปน ทารก โดยจะมีการเจรญิ เติบโตชา , มีความผดิ ปกติในกระบวนการ keratinization และ pigmentation ของเสน ผมตลอดจนความผิดปกติของกระดูก, หลอดเลอื ด และสติปญ ญา ผปู วยสว นใหญจะเสยี ชวี ติ ในระหวา งท่เี ปนทารก พิษของทองแดง ทองแดงในรูป ion อสิ ระ สามารถกระตนุ ใหเกดิ อนุมลู อสิ ระผานทางปฏกิ ิริยา Fenton และ Haber-Weiss ไดเ ชนเดยี วกับเหล็ก   19  

อาการท่ีเกดิ จากพษิ เฉียบพลนั ของทองแดง คือ คล่นื ไสอ าเจียน, ทองเสยี , ดีซาน, ปส สาวะ ออกนอ ย,ปส สาวะเปน เลอื ด การเกิดพิษในลกั ษณะน้ีอาจพบไดในผูทีไ่ ดร ับทองแดงปรมิ าณมากโดยบังเอิญ โดยไมมีรายงานการเกิดพษิ ของทองแดงจากการรบั ประทานอาหารปกติ สาํ หรบั การสะสมของทองแดงในอวยั วะตา งๆอยา งเรอื้ รัง อาจพบไดใน Wilson’s disease(hepatolenticular degeneration) ซ่งึ เปนความผิดปกตทิ างพนั ธุกรรมท่สี งผลตอการขบั ทองแดงออกสูน ํา้ ดีตลอดจนการเคลอื่ นยายทองแดง มาสู secretory pathway เพอ่ื ที่จะจบั กบั โปรตีนตางๆ เชน ceruloplasminทาํ ใหมที องแดงสะสมในเน้อื เยือ่ ตางๆ เชน ตับ, สมอง, ไต, กระจกตา และสงผลตอการทํางานของเนอ้ื เยือ่ และอวยั วะดังกลา ว ไอโอดีน (Iodine) ไอโอดีนในรางกายมอี ยปู ระมาณ 20-30 mg โดยราว 75% จะพบอยใู นตอ ม thyroid การดูดซึมและเมแทบอลซิ มึ ไอโอดีนในอาหารจะจบั อยกู ับกรดอะมโิ น หรอื อาจอยูใ นรูปอิสระ คือ iodate (IO3-) หรอื iodide (I-)ซึ่งในระหวางการยอย iodate จะถูก reduce ใหกลายเปน iodide รา งกายสามารถดูดซึม iodide จะเกดิ ข้นึอยา งรวดเรว็ และเกดิ ขึน้ ตลอดความยาวของทางเดนิ อาหาร เม่ือเขาสูกระแสเลือด iodide จะถูกขนสงไปยงัเน้อื เยือ่ ตางๆ โดยมตี อ ม thyroid เปนเนอื้ เยือ่ หลักในรางกายทมี่ ีการสะสมไอโอดนี หลังถกู นําเขาสูเซลลแ ลวiodide จะถูก oxidize เปนไอโอดีน (I) และจับกบั thyroglobulin (Thg) และถูกนาํ ไปใชในการสงั เคราะห thyroidhormone ตอไป (จะไมกลาวถึงรายละเอยี ดในทนี่ )้ี การกาํ จดั ไอโอดีนออกนอกรางกายจะเกิดทางปสสาวะเปนหลกั แหลงท่ีมาของไอโอดนี อาหารทม่ี ีปริมาณไอโอดีนสงู ไดแ ก อาหารทะเล เนือ่ งจากจะพบไอโอดนี มากในน้าํ ทะเล บทบาทหนา ท่ีที่สาํ คญั ในรางกาย บทบาทหนาท่ีหลักของไอโอดีนในรางกาย คอื การเปนสวนประกอบที่สาํ คัญของ thyroid hormone การขาดไอโอดีน การขาดไอโอดนี จะสงผลใหรา งกายขาด thyroid hormone โดยหากเกิดการขาดตั้งแตอ ยูในครรภและในวยั ทารก จะทาํ ใหเ กดิ cretinism แตถ า ขาดไอโอดีนในชว งทอ่ี ายมุ ากขนึ้ จะทําใหเกิด simple goiter(คอพอก) โดยทไ่ี มเกดิ อาการทางสมอง นอกจากน้ีการเกดิ คอพอกอาจเกิดจากการไดร ับสารตา นไอโอดีน(goitrogen) ในผักกาด, กระหลา่ํ ปลี, มนั สําปะหลัง โดยนักศกึ ษาไดเรียนเกี่ยวกบั รายละเอยี ดในเรือ่ งเหลาน้ีมาแลว ในวิชาสรรี วิทยา จึงไมข อกลาวถึงในทน่ี ี้   20  

พิษของไอโอดนี การท่รี า งกายไดรบั ไอโอดนี มากเกนิ ไปจะสง ผลใหต อม thyroid มีขนาดใหญขนึ้ จนมลี กั ษณะคลายเปนคอพอกได ซีเลเนยี ม (Selenium) การดูดซมึ และเมแทบอลซิ ึม ซีเลเนยี มในอาหารอยูในรูปของกรดอะมิโนที่มซี เี ลเนยี มเปน สวนประกอบแทนทก่ี ํามะถนั (seleno-amino acid) (ซีเลเนียมมสี มบัตทิ างเคมใี กลเ คียงกบั กาํ มะถัน ในบางกรณกี าํ มะถนั ในกรดอะมิโนจงึ อาจถกูแทนทโ่ี ดยซีเลเนยี มได) โดยการดดู ซึมเกิดขน้ึ โดยอาศัย amino acid transport system ซึ่งเกิดขน้ึ ท่ีduodenum เปน หลกั จากนัน้ ซเี ลเนยี มจะถกู ขนสง ในกระแสเลอื ดโดยโปรตนี selenoprotein P นอกจากนี้ยงั พบวาซเี ลเนียมในเลือดจะจบั กับหมู sulfhydryl ของ α- และ β-globulin เชน VLDL และ LDL อกี ดว ยแตกระบวนการในการนําซีเลเนยี มเขา สูเ ซลลย ังไมท ราบ แนช ดั โดยอวัยวะทีม่ ี ปรมิ าณซีเลเนียมสงู ไดแก ตบั ,ตับออ น, หัวใจ, ไต และกลา มเน้ือ ซีเลเนยี มจะถูกขับถายออกทางอุจจาระและปส สาวะในสัดสวนทใ่ี กลเ คยี งกัน นอกจากนยี้ ังถูกขับออกทาง ลมหายใจและผิวหนงั อีกดวย แหลงท่มี าของซีเลเนยี ม ปริมาณซีเลเนียมในอาหารจะเปลย่ี นแปลงไปตามปรมิ าณซีเลเนยี มที่อยใู นดนิ ของแหลงท่มี าของอาหารน้ันๆ โดยท่ัวไปจะพบซีเลเนียมมากในอาหารทะเล, ตบั , ไต และไข บทบาทหนาที่ทสี่ ําคญั ในรา งกาย 1) Antioxidant ซเี ลเนียมเปน cofactor ของเอน็ ไซม glutathione peroxidase ซง่ึ มีบทบาทในการกาํ จดั H2O2 และสารในกลมุ hydroperoxide อน่ื ๆ 2) Thyroid hormone metabolism ซเี ลเนียมเปนสว นประกอบของเอน็ ไซม iodothyronine deaminaseซึ่งทําหนาท่ี remove ไอโอดนี ออกจาก thyroid hormone และ metabolite ของ thyroid hormoneรวมไปถึงการเปลย่ี น tetraiodothyronine (T4) ใหเปน triiodothyronine (T3) การขาดซเี ลเนยี ม การขาดซีเลเนียมอาจพบไดในผูป วยทีไ่ ดรบั อาหารทดแทนทางหลอดเลอื ด โดยจะมีการเจริญเตบิ โตชา ,มีอาการปวดกลา มเนอื้ , กลามเน้อื ออ นแรง, มคี วามผดิ ปกตขิ องผวิ หนงั ผม และเล็บ อนงึ่ มีรายงานการเกิด Keshan disease และ Kashin-Beck’s disease ซง่ึ เช่ือวา มคี วามสมั พันธกับการขาดซเี ลเนยี มในประเทศจีนและมองโกเลยี ตามลาํ ดบั โดยผูปวย Keshan disease จะมีพังผดื เขา ไปแทนที่กลามเนอื้ หวั ใจ เปน ผลใหเ กิดความผิดปกติในการทาํ งานของกลา มเนอ้ื หัวใจ (cardiomyopathy),cardiogenic shock และหัวใจลม เหลว สว นผปู วย Kashin-Beck’s disease จะมีความผิดปกตขิ องกระดกู และขอ   21  

พิษของซีเลเนยี ม การเกิดพษิ ของซเี ลเนยี ม (selenosis) อาจพบในคนงานเหมืองแร หรือในผทู ไ่ี ดรบั ซเี ลเนียมปรมิ าณมากในรูปอาหารเสริม โดยจะมีอาการคลนื่ ไส, อาเจียน, ออนเพลยี , ทองเสยี , เล็บและผมเปราะลมหายใจอาจมีกลิน่ คลายกระเทียม จากการท่ี metabolite ของซเี ลเนยี ม คือ dimethylselenide ถูกขบั ออกมาทางลมหายใจ แมงกานีส (Manganese) การดูดซมึ และเมแทบอลซิ มึ การดูดซมึ แมงกานสี เกดิ ขึ้นตลอดความยาวของลาํ ไส และจะถกู ขนสงในกระแสเลอื ดโดย macroglobin,transferrin และ transmanganin และถูกนําเขา สเู ซลลอ ยางรวดเร็ว ซึ่งโดยสวนใหญแ มงกานสี จะถกู สะสมอยูใ นไมโตคอนเดรยี เปน หลกั อนง่ึ เหลก็ และแมงกานีสจะเกดิ การแขง ขันในการใชก ลไกการดดู ซึมได แมงกานสี จะถูกขบั ถายออกทางอุจจาระ โดยผานทางนํ้าดเี ปนหลัก แหลง ที่มาของแมงกานสี อาหารที่มีปริมาณแมงกานสี สูง ไดแ ก ธญั พืช และถั่ว บทบาทหนาท่ที ีส่ าํ คญั ในรางกาย แมงกานีส เปน สวนประกอบของเอน็ ไซมหลายชนิด เชน glutamine synthetase, pyruvatecarboxylase และ mitochondrial superoxide dismutase (MnSOD) นอกจากนีแ้ มงกานสี ยงั เปน cofactorของเอน็ ไซมหลายชนิด แตไ มพ บวา การขาดแมงกานีสจะมผี ลตอ การทํางานของเอน็ ไซมเ หลาน้เี นอื่ งจากdivalent cation อ่ืนๆโดยเฉพาะแมกนีเซียมอาจ ทาํ หนา ทดี่ งั กลาวแทนได การขาดแมงกานสี ในปจ จุบันยังไมมรี ายงานการขาดแมงกานสี ในมนษุ ยใ นภาวะปกติ (มีแตเพยี งผลการทดลองและวจิ ัยในมนุษยเ ทา นนั้ ซ่ึงจะไมก ลาวถงึ ในท่นี )ี้ พิษของแมงกานสี พิษจากแมงกานีสอาจพบไดใ นคนงานเหมืองแรซง่ึ ไดร บั แมงกานีสในอากาศเขา สูปอด ทาํ ใหเ กิดการสะสมของแมงกานสี ทีส่ มองและตับ ผปู วยจะมีตบั วายและอาจมีอาการทางระบบประสาทคลา ยอาการในผปู วยโรค Parkinson   22  

ฟลอู อไรด (Fluoride) การดดู ซึมและเมแทบอลซิ ึม ในธรรมชาตจิ ะพบฟลูออรีนในรูปของฟลอู อไรด (F-) เปนหลัก โดยการดูดซมึ ฟลูออไรด จะเกดิ ข้ึนท่ีกระเพาะอาหารและลําไสเลก็ จากนน้ั ฟลอู อไรดจะถูกขนสง ในกระแสเลือดในรูปฟลอู อไรดอสิ ระ, กรดhydrofluoric (HF) หรืออาจจบั กบั สารอินทรียตา งๆ โดยฟลอู อไรดจ ะถกู นําเขาสเู ซลลอ ยางรวดเรว็ ซึ่งชนดิ ของเซลลท ี่มีฟลอู อไรดอยมู าก ไดแก กระดกู และฟน ฟลอู อไรดจะถกู ขบั ถายออกทางปส สาวะเปน หลัก แหลง ทมี่ าของฟลูออไรด แหลง ที่มาทีส่ าํ คัญของฟลอู อไรดค อื นํา้ ด่ืม นอกจากนี้ยงั พบฟลอู อไรดมากในปลาน้ําเค็มที่รับประทานทง้ั ตวั , ชา และธญั พชื บทบาทหนา ทท่ี ่ีสาํ คญั ในรางกาย บทบาทท่สี าํ คญั ของฟลอู อไรดคือ เปน สวนประกอบของสารเคลอื บฟน (enamel) นอกจากนฟ้ี ลอู อไรดยงั ชว ยปองกันฟน ผุโดยการยบั ยัง้ เอ็นไซม enolase ใน แบคทีเรียอกี ดว ย ทง้ั นีไ้ มพบวาฟลอู อไรดมคี วามจาํ เปนตอเมแทบอลซิ ึมของมนุษยแตอ ยา งใด พษิ ของฟลอู อไรด การไดร บั ฟลูออไรดมากเกินไป อาจทาํ ใหเกิด dental fluorosis คอื สารเคลอื บฟน จะมลี ักษณะขาวดานคลายชอลค, มพี ้ืนผวิ ไมเ รียบ และมกั มีจดุ สเี หลืองหรือนา้ํ ตาลจบั อยทู ว่ั ๆไป ซ่ึงเรียกวา mottledenamel นอกจากนีย้ ังอาจเกิด skeletal fluorosis คือมีเกลือแรไ ปจบั อยูทีก่ ระดูกมากกวา ปกติ และสงผลใหเกดิความผดิ ปกตขิ องกระดูกตามมาได โครเมยี ม (Chromium)การดูดซมึ และเมแทบอลซิ ึม (Cr3+)โครเมยี มท่ีอยใู นรูปของสารอนิ ทรียจ ะถูกดูดซึมไดดี สว นโครเมยี มในรูปอนนิ ทรยี จะถกู ดูดซึมไดไมด ีโครเมยี มจะถูกขนสงในกระแสเลอื ดโดย transferrin นอกจากนยี้ ังพบวา โปรตีนในเลอื ด อ่นื ๆ ไดแกalbumin, globulin และ lipoprotein สามารถจบั กบั โครเมยี มไดเ ชน เดียวกนัอนึ่งโครเมยี มจะถกู ขบั ถายออกทางปสสาวะเปน หลัก แหลง ท่ีมาของโครเมยี ม อาหารทมี่ ปี ริมาณโครเมียมสงู ไดแ ก ตบั , หอยนางรม, มนั ฝรง่ั , ยสี ต, เนือ้ สตั ว, ชีส   23  

บทบาทหนาทที่ ่สี าํ คญั ในรา งกาย โครเมียมมีบทบาทในการเพิ่มฤทธข์ิ อง insulin โดยเชื่อวา โครเมยี มจะจับรวมกบั สารอินทรียอ ืน่ ๆ เปนglucose tolerance factor (GTF) การศึกษาในเวลาตอ มาพบวา โครเมยี มจะจับกับ apochromodulin ซึ่งเปนoligopeptide ในสดสวน 4:1 เกดิ เปน holochromodulin หรอื อาจเรยี กวา chromodulin ซึ่ง chromodulinท่ีเกิดขึน้ จะไปจับท่ี β-subunit ภายใน cytosol ของ insulin receptor และกระตนุ ฤทธ์ิ kinase ของ insulinreceptor นอกจากน้ียังพบวา โครเมยี มสามารถเพ่มิ ระดบั high-density lipoprotein (HDL) ในเลอื ดดว ยกลไกท่ียังไมทราบแนชัด การขาดโครเมียม การขาดโครเมยี มอาจสง ผลใหเ กิดภาวะ insulin resistance หรอื ความผดิ ปกตขิ องระดับไขมันในเลอื ดโดยอาจพบการขาดโครเมียมในผูปว ยทีไ่ ดอ าหารทดแทนทางหลอดเลือดเปน เวลานาน พิษของโครเมียม การไดร ับโครเมยี มในปรมิ าณมาก อาจทาํ ใหผ ิวหนังอกั เสบเปนแผล, เกิดโรคของระบบหายใจ, ตบั ถูกทําลายได โมลยิ บ ดีนมั (Molybdenum) การดูดซึมและเมแทบอลซิ ึม รางกายมีประสิทธิภาพในการดดู ซึมโมลยิ บดีนัมคอ นขา งสูง โดยการดูดซมึ เกดิ ทก่ี ระเพาะอาหารและลาํ ไสเลก็ เม่อื เขาสกู ระแสเลอื ด โมลยิ บ ดีนัมจะถกู ขนสง ในรปู molybdate (MoO42-) โดยอาจจับอยกู บั albuminหรือ α2-macrogloulin อวัยวะทพ่ี บโมลยิ บดนิ ัมในปรมิ าณมาก ไดแ ก ตับ, ไต และกระดูก สว นการขบั ถายโมลิยบ ดนี ัมนน้ั สวนใหญจะถกู ขับถายออกทางปส สาวะ โดยการขบั ถายจะเพ่ิมขึน้ หากรา งกายไดรับโมลิยบดนี มัจากอาหารมากข้ึน แหลง ทีม่ าของโมลิยบดีนัม สามารถพบโมลยิ บ ดีนมั ไดใ นอาหารทหี่ ลากหลาย แตป รมิ าณอาจแตกตา งกันไปตามความเขม ขนของโมลยิ บดนิ มั ที่อยูในดนิ ของแหลง ที่มาของอาหารนัน้ ๆ โดยทัว่ ไปจะพบโมลิยบดีนมั มาก ในถ่วั , ธัญพืช, นมและผลติ ภณั ฑจากนม และ ผักใบเขยี ว บทบาทหนาทีท่ สี่ าํ คัญในรางกาย โมลิยบดินมั ทาํ หนาทเ่ี ปน cofactor ของเอ็นไซม sulfite oxidase, aldehyde oxidase และ xanthineoxidase   24  

การขาดโมลิยบ ดีนมั มีรายงานการขาดโมลิยบ ดีนัมในผปู วยที่ไดร บั อาหารทดแทนทางหลอดเลอื ดเปนเวลานาน ซ่งึ พบวาผปู ว ยมรี ะดับ methionine, hypoxanthine และ xanthine ในเลือดสงู และมีระดบั กรดยูรคิ ในเลอื ดตํ่า นอกจากนีพ้ บวาการขาดเอ็นไซม sulfite oxidase (ซึ่งมโี มลยิ บ ดนี มั เปน สวนประกอบ) ต้ังแตกําเนิดสง ผลใหผปู ว ย มีความผิดปกตทิ างระบบประสาทอยางรนุ แรง พิษของโมลยิ บ ดนี มั การไดรับโมลยิ บดีนมั มากเกนิ ไปอาจทาํ ใหระดับกรดยูริคในเลอื ดสูง และอาจเกิดเปน โรค gout ไดเอกสารอา งองิ1. สมพงษ องอาจยุทธ. เกลอื แร ใน : นโี ลบล เนอื่ งตัน, บรรณาธิการ ชวี เคมี คณะแพทยศาสตรศริ ิราชพยาบาล. กรุงเทพมหานคร.2. Anderson JJB. Minerals. In: Mahan LK and Escott-Stumo S, eds. Krause’s Food, Nutrition, & Diet Therapy. 11th ed. Philadelphia: Saunders, 2004, pp.417-484.3. Gropper SS, Smith JL and Groff JL. Advanced Nutrition and Human Metabolism. 4th ed. Belmont: Thomson Wadsworth, 2005.4. Smolin LA and Grosvenor MB. Nutrition: Science and Applications. Hoboken: John Wiley & sons, Inc, 2008.5. Whitney E and Rolfes SR. Understanding Nutrition. 10th ed. Belmont: Thomson Wadsworth, 2005.   25