แมงกานีส

ชื่อสามัญ Magnesium

ประเภทและข้อแตกต่างแมงกานีส

แมงกานีส เป็นธาตุโลหะ กลุ่ม transition มีสัญญาลักษณ์ธาตุ Mn มีอะตอมมิกนัมเบอร์ 25 น้ำหนักอะตอม 54.938 ค่าความถ่วงจำเพาะ 7 42 จุดหลอมเหลว 1245 องศาเซลเซียส จุดเดือด 2097 องศาเซลเซียส มีสีเงิน เปราะละลายได้ในน้ำ และกรดแร่เจือจาง ยังเป็นธาตุที่มีความสำคัญทั้งในพืช และสัตว์ สำหรับในร่างกายมนุษย์ แมงกานีส เป็นเกลือแร่และแร่ธาตุ ที่มีความสำคัญต่อเมตาบอลิสม์ต่างๆ ในร่างกาย เช่น เมตาบอลิสม์ของกรดอะมิโน คอเลสเตอรอล และคาร์โบไฮเดรต อีกทั้งยังเป็นแร่ธาตุที่จำเป็นสำหรับการสร้างกระดูก และการทำงานของสมองและยังมีบทบาทหน้าที่สำคัญเกี่ยวข้องกับเอนไซม์ต่าง ๆ อีกด้วย

           ส่วนประเภทของแมงกานีสนั้น สามารถแบ่งได้ตามลักษณะการนำมาใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ ได้ 2 ประเภท คือ ชนิดโลหะ (metallurgical grade) และ ชนิดเคมี (chemical grade) โดยทั้ง 2 ประเภท จะมีความแตกต่างกันในด้านชนิดของแร่แมกกานีส เช่น ไพโรลูไซด์, ไซโลมีเลน โรโคคลอไรด์, แมงกาไนซ์ ฯลฯ รวมถึงการนำไปใช้ประโยชน์ด้านต่างๆ

แหล่งที่พบและแหล่งที่มาแมงกานีส

แมงกานีสพบได้มากในเปลือกโลกทั้งในดิน และหินต่างๆ แต่สำหรับร่างกายของมนุษย์นั้นจะได้รับแมงกานีสมาใช้ในกระบวนการต่างๆ ของร่างกายจากแหล่งอาหารที่รับประทานเข้าไปโดยแหล่งอาหารที่พบแมงกานีส มีอยู่หลายชนิด และพบในอาหารประเภทต่างๆ ซึ่งจะมีในอาหารจำพวกเนื้อสัตว์ชนิด เป็น ไก่ ปลา ผลิตภัณฑ์นม ธัญพืช เช่น ถั่วเมล็ดแห้ง เมล็ดทานตะวัน เมล็ดฟักทอง ฯลฯ ผลไม้แห้ง ผัก ผลไม้ต่างๆ ชา กาแฟ แต่ทั้งนี้แมงกานีสจะพบมาในพืช โดยเฉพาะชาเขียว ธัญพืชต่างๆ ถั่ว ผัก สมุนไพร เห็ด ส่วนผลไม้จะพบมาในสับปะรด และกล้วย ประเภทเนื้อสัตว์ พบมากในหอยแมลงภู่ หอยนางรม และหอยแครง เป็นต้น นอกจากนี้แหล่งของแมงกานีสที่สำคัญของมนุษย์อีกแหล่งหนึ่ง คือ น้ำดื่ม ซึ่งในแหล่งน้ำธรรมชาติพบแหล่งอาจจะมีแมงกานีสเจือปนอยู่ 1-100 mcg/L. โดยที่ระดับความเข้มข้นสูงสุดที่ยอมให้มีได้ ตามเกณฑ์คุณภาพน้ำบริโภคกรมอนามัย พ.ศ.2553 คือ ไม่เกิน 0.3 มิลลิกรัมต่อลิตร

ปริมาณที่ควรได้รับแมงกานีส

การกำหนดข้อแนะนำการบริโภคแมงกานีสใช้ข้อมูลจาก การบริโภคสารอาหารที่พอเพียงในแต่ละวัน (AI) จากข้อแนะนำของ EFSA และทอนด้วยน้ำหนักมาตรฐานของ คนไทยตามแต่ละกลุ่มวัย ซึ่งจะได้ปริมาณที่แนะนำให้บริโภคตามตารางต่อไปนี้

ปริมาณแมงกานีส อ้างอิงที่ควรได้รับประจำวันสำหรับกลุ่มบุคคลวัยต่างๆ

           ส่วนค่าปริมาณสูงสุดของแมงกานีสที่รับได้ในแต่ละวัน (Tolerable Upper Intake Level (UL) นั้นมีผลการศึกษาวิจัยจากการศึกษาในประชากรยุโรปพบว่าปริมาณที่รับได้สูงสุดต่อวัน คือ 11 มิลลิกรัมต่อวัน

ประโยชน์และโทษแมงกานีส

แมงกานีส เป็นแร่ธาตุที่ร่างกายต้องการในปริมาณที่น้อยแต่ร่างกายจะขาดไม่ได้ซึ่งในร่างกายจะพบมากที่สุดในโครงกระดูก ตับ ตับอ่อน หัวใจ และต่อมพิทูอิทารี่ โดยหน้าที่ของแมงกานีสจะช่วยควบคุมการทำงานของ เอนไซม์หลายชนิด ช่วยในการสังเคราะห์กรดไขมัน และคลอเรสเตอรอล ช่วยในการสร้างเม็ดเลือดแดง และกระดูกพร้อมทั้งรักษาให้อยู่ในสภาพสมบูรณ์ เป็นตัวกระตุ้นน้ำย่อยที่มีความจำเป็นในการนำวิตามินบี1, วิตามินบี7 และวิตามินซี มาใช้ให้เป็นประโยชน์ ช่วยให้ร่างกายเจริญเติบโตช่วยขับฮอร์โมนเพศ ควบคุมการทำงานของสมองระบบประสาท และระบบกล้ามเนื้อให้มีประสิทธิภาพในการสั่งงาน และมีความสัมพันธ์กัน ช่วยการทำงานของอินซูลิน เป็นตัวสำคัญที่ช่วยในการสังเคราะห์ทางเคมีของต่อม ไทรอยด์ขับไทรอกซิน กระตุ้นให้ตับเก็บน้ำตาลในรูปของ Glycogen ช่วยในการใช้โคลีน มีความสำคัญ ในการผลิตน้ำนม และการสร้างยูเรียซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของปัสสาวะ ซึ่งเอนไซม์ที่สำคัญที่แมงกานีส เป็นปัจจัยร่วมในการกระตุ้น และควบคุมการทำงาน เช่น เอนไซม์ superoxide dismutase (SOD), pyruvate carboxylase (Pc), phosphoenolpruvate carboxykinase (PEPCK), glycosyltransferases, arginase และ glutamine synthetase ในสมอง
            โดยเอนไซม์ SOD มีบทบาทสำคัญในการต้านอนุมูลอิสระ และ glutamine synthetase เป็นเอนไซม์ที่กำจัดกลูตาเมตซึ่งเป็นสารพิษในสมองให้เป็นกลูตามีน PC เป็นเอนไซม์ในกระบวนการสลายกลูโตสให้เป็นพลังงาน arginase เป็นเอนไซม์สำคัญในวัฎจักรยูเรียที่ช่วยตับกำจัดสารพิษ PEPCK เป็นเอนไซม์ที่สร้างกลูโคสจากสารอาหารอื่นที่ไม่ใช่คาร์โบไฮเดรต และ protepgltcans ที่ช่วยเพิ่มความชุ่มชื้น และความยืดหยุ่นให้กระดูก กระดูกอ่อน เอ็น ผิวหนัง และหลอดเลือด และ glycosytiransferases เป็นกลุ่มเอนไซม์ที่สร้าง glycosaminoglycans
สำหรับโทษของแมงกานีสนั้น สามารถแบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ ภาวะขาดแมงกานีส ซึ่งปกติพบได้น้อยมาก แต่หากเกิดภาวะขาดแมงกานีสแล้ว อาการขาดแมงกานีสจะยังไม่เห็นเด่นชัด แต่มีรายงานในคนที่กินอาหารที่มีแมงกานีสไม่เพียงพอเป็นเวลานาน จะมีน้ำหนักตัวลดลง การงอกของผม เล็บ และผิวหนังผิดปกติ ระดับคอเลสเตอรอล และกลูโคสในระบบไหลเวียน เลือดลดลง ในเด็กที่ให้อาหารทางสายยางเป็นเวลานาน และขาดแมงกานีส พบว่ามีความผิดปกติของกระดูก และมีการเจริญเติบโตช้า อีกทั้งอาการขาดแมงกานีส ยังมีส่วนเกี่ยวข้อง กับโรคเบาหวาน หัวใจ และหลอดเลือด ลมชัก กระดูกพรุน ต้อ และการหายของแผล และอาจเสี่ยงต่อการเกิดโรคมะเร็งบางชนิดเนื่องจากร่างกายพร่องเอนไซม์ Manganese superoxide dismutase (MnSOD) ซึ่งมีฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระ และยังส่งผลให้เกิดภาวะเคลื่อนไหวไม่ประสานกัน คือ จะมีอาการเดินเซคล้ายคนเมาเหล้า มีอาการชักในเด็กทารก ในผู้ใหญ่จะมีอาการวิงเวียนศีรษะ และมีปัญหาต่อการได้ยิน เป็นต้น
           ส่วนอีกประเภทหนึ่ง คือ ภาวะได้รับแมงกานีส เกิน ซึ่งกลุ่มบุคคลที่ได้รับแมงกานีสเกินนี้ จะอยู่ในกลุ่ม คนงานเหมืองแร่ ผู้ที่บริโภคอาหารเสริมแมงกานีส ในปริมาณที่สูงเป็นเวลานาน ผู้ที่บริโภคน้ำที่มีแมงกานีสเจือปน โดยมีค่าความเข้มข้นสูง 1800-2300 ไมโครกรัม/ลิตร ผู้ที่หายใจเอาฝุ่นแมงกานีสเข้าไปในปริมาณที่สูงฯลฯ ซึ่งจะทำให้มีอาการ คือ ไม่มีเรี่ยวแรง เคลื่อนไหวร่างกายได้อย่างยากลำบาก ซึ่งมีผลจากมีระดับแมงกานีสในเนื้อเยื้อมีปริมาณสูง และจะเกิดอาการคล้ายโรคจิตเภทบวกกับโรคพาร์กินสัน คือ ปวดศีรษะ ประสาทหลอน ต่อมาจะมีมือสั่น กล้ามเนื้อเกร็ง เชื่องช้าลง ตัวแข็ง ไม่แสดงอารมณ์ เดินลำบาก ความจำปัจจุบันเสียไป หากเป็นในเด็กจะพบว่าการเรียนรู้จะช้า และความจำจะสั้นกว่าเด็กปกติ แต่ทั้งนี้ไม่พบรายงานภาวะเป็นพิษจากการได้รับแมงกานีสปริมาณสูงจากอาหาร เนื่องจาก bioavailability ของแมงกานีสในอาหารต่ำว่าในน้ำดื่ม

การศึกษาวิจัยที่เกี่ยวข้องแมงกานีส

มีการศึกษาวิจัยเกี่ยวกับการดูดซึมแมงกานีสของร่างกายพบว่าลำไส้จะดูดซึมแมงกานีสได้น้อยมาก และหากร่างกายได้รับแคลเซียม และฟอสฟอรัส เข้ามาในปริมาณที่สูงมากก็จะทำให้อัตราการดูดซึมลดน้อยกว่าเดิม และซึ่งในการดูดซึมแมงกานีสของร่างกายจะต้องอาศัยโปรตีนเฉพาะที่ชื่อ ทรานส์แมงกานิน (Transmanganin) เป็นตัวนำพาแมงกานีสเข้าสู่กระแสเลือดอีกด้วย
           นอกจากนี้ยังมีผลการศึกษาวิจัยเกี่ยวกับเอนไซม์ที่สำคัญที่แมงกานีสเข้าไปช่วยกระตุ้นการทำงาน เช่น เอนไซม์ oxidoreductases (lyases, lygases, hydrolases, kinases, decarboxylases และ transferases) ซึ่งเอนไซม์ เหล่านี้อาจมีแร่ธาตุอื่นช่วยกระตุ้นร่วมด้วย แต่ก็มีเอนไซม์จำเพาะที่ต้องการมแมงกานีส เป็นตัวกระตุ้นเพียงอย่างเดียว ได้แก่ glycosyl transferase และ xylosyl transferase ซึ่งมีความสำคัญในการสร้าง proteoglycan ที่เป็นส่วน ประกอบสำคัญในการสร้างกระดูก glutamine synthetase เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาการสร้าง glutamine ในสมอง farnesyl pyrophosphate synthetase มีความสำคัญในกระบวนการสังเคราะห์คอเลสเตอรอล และ phosphoenolpyruvate carboxykinase มีความสำคัญในขบวนการเผาผลาญกลูโคส นอกจากนี้แมงกานีสยังเป็นส่วนประกอบของเอนไซม์ ที่มีแร่ธาตุเป็นองค์ประกอบ (metalloenzymes) ที่สำคัญ 3 ชนิด ได้แก่ arginase ซึ่งเป็นเอนไซม์ใน cytoplasm ทำหน้าที่เกี่ยวกับการสร้าง urea เอนไซม์ pyruvate carboxylase เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาขั้นแรกของการสร้าง คาร์โบไฮเดรตจาก pyruvate เป็นต้น
           ส่วนผลการศึกษาทางด้านพิษวิทยาของแมงกานีส ระบุว่าอาการของที่ได้รับพิษจากแมงกานีส แบ่งเป็น 2 แบบ คือ
           ⦁ อาการทางสมอง (Brain symptom) เมื่อแมงกานีสเข้าสู่ร่างกาย และสะสมมากๆ ในร่างกายก็จะถูกส่งไปยังสมอง และจะเข้าไปทำลายส่วนของสมองที่เรียกว่า แอฅทราไพรามิดอล (Extrapyrarmcal) ซึ่งเป็นส่วนควบคุมเกี่ยวกับกล้ามเนื้อนอกเหนือการบังคับ ของจิตใจ (Involuntary muscle) ซึ่งจะแสดงออกเกี่ยวกับท่าเดินที่ผิดปกติ ขาดการทรงตัวที่ดี เดินแกว่งไปมา มีการสั่นของปลายแขน ขา และมีอาการอื่นๆ เช่น เฉื่อยชามีการเกร็งของกล้ามเนื้อ พูดไม่ปกติ นอกจากนี้แล้วยังทำให้เกิดอัมพาตในบางส่วนของร่าง หรือ ทั่วร่างกายอีกด้วย
           ⦁ อาการทางปอด (Lung symptom) หากสูดดมฝุ่นแมงกานีส พบว่าฝุ่นของแมงกานีส ที่หายใจเข้าไปจะไปสะสมในปอด ทำให้เกิดระคายเคืองในปอด เกิดการอักเสบ ของปอด (Pneumonitis) ซึ่งลักษณะการอักเสบนี้ไม่เหมือนกับการอักเสบเนื่องจากเชื้อโรคทั่วไป โดยอุบัติการณ์ของการเกิดพิษของแมงกานีสที่พบในคน ได้แก่ ในผู้ที่หายใจเอาฝุ่นแมงกานีสเข้าไปในปริมาณสูง ซึ่งจะพบการ เป็นพิษต่อระบบประสาทส่วนกลาง ส่วนในผู้ที่ดื่มน้ำที่มีความเข้มข้นของแมงกานีสสูง (1,800-2,300 ไมโครกรัมต่อลิตร) จะพบอาการผิดปกติของประสาทส่วนที่ควบคุมการเคลื่อนไหว (motor nervous system) และในผู้ที่ดื่มน้ำที่มี การปนเปื้อนของแบตเตอรี่นาน 2-3 เดือน พบอาการผิดปกติทางประสาทอย่างรุนแรง

ข้อแนะนำและข้อควรระวัง

⦁ โดยปกติแล้วจะไม่พบภาวะขาดแมงกานีส ในผู้ที่มีสุขภาพดี และมีภาวะโภชนาการที่ดี ซึ่งในรายที่พบมีน้อยมาก ดังนั้นในผู้ที่ไม่มีภาวะขาดแมงกานีส จึงไม่ควรบริโภคผลิตภัณฑ์เสริมอาหารแมงกานีส เพราะหากได้รับในปริมาณมาก หรือ ต่อเนื่องกันเป็นเวลานานอาจส่งผลต่อสุขภาพได้
⦁ ผู้ที่มีภาวะโลหิตจาก เนื่องจากร่างกายขาดธาตุเหล็ก ไม่ควรรับประทานผลิตภัณฑ์เสริมอาหารแมงกานีส เพราะอาจทำให้ร่างกายดูดซึมแมงกานีสมากกว่าคนปกติ
⦁ การใช้ผลิตภัณฑ์เสริมอาหารแมงกานีส พร้อมกับยาปฏิชีวนะ กลุ่มควิโนโลน และกลุ่มแดตราไซคลีน อาจทำให้ประสิทธิภาพยาปฏิชีวนะดังกล่าวลดลงได้

เอกสารอ้างอิง แมงกานีส

⦁ อาภรณ์ บุษมงคล. รายงานการวิจัยการวิเคราะห์การปริมาณแมงกานีส สังกะสี และปรอทในเส้นผม ด้วยวิธีนิวตรอนแคคติวชัน. กองเคมีสำนักงานพลังงานปรมาณูเพื่อสันติ กระทรวงวิทยาศาสตร์เทคโนโลยีและสิ่งแวดล้อม.มีนาคม 2536. 30 หน้า
⦁ คณะกรรมการ และคณะทำงานปรับปรุงข้อกำหนดสารอาหารที่ควรได้รับประจำวันสำหรับคนไทย. ปริมาณสารอาหารอ้างอิงที่ควรได้รับประจำวัน สำหรับคนไทย พ.ศ.2563. กรุงเทพมหานคร ห้างหุ้นส่วนจำกัด เอ.วี.โปรเกรสชีพ 2563
⦁ วิกรม แสงดิสิริ "การศึกษาถึงการเกิดพิษของแมงกานีส ในโรงงานถ่านไฟฉาย” รายงาน การศึกษาใน และรวบรวม สำหรับปริญญาตรีทางวิทยาศาสตร์ สาขาอาชีวอนามัย คณะสาธารณสุขศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล 2512
⦁ Corathers, L. A.; Machamer, J. F. (2006). “Manganese”. Industrial Minerals & Rocks: Commodities, Markets, and Uses (7th ed.). SME. pp. 631–636. ISBN 978-0-87335-233-8.
⦁ George, S. Brady and Henry, R. Clauser, "Materials Handbook," 12* Edition, 1986, p 486, 498, 896
⦁ Zhang, Wensheng; Cheng, Chu Yong (2007). “Manganese metallurgy review. Part I: Leaching of ores/secondary materials and recovery of electrolytic/chemical manganese dioxide”. Hydrometallurgy. 89 (3–4): 137–159.
⦁ Howly, Gessner, G , "The Condenced Chemical Dictionary," 9th Edition, Van Nostrand Remhold Company, New York, 1977, p.534,936