ทองแดง
ทองแดง
ชื่อสามัญ Copper
ประเภทและข้อแตกต่างทองแดง
ทองแดง (Copper) เป็นธาตุโลหะที่มีความหนาแน่น มีจุดเดือด และจุดหลอมเหลวสูง พบได้ตามธรรมชาติ ทั้งในดิน หิน น้ำ และอากาศ อาจอยู่ในรูปธาตุอิสระ หรือ สารประกอบ เช่น Cu2O, Cu2S, CuF, CuSO4, CuFeS2 ซึ่งเราอาจได้รับทองแดง จากการหายใจ การน้ำดื่ม และการบริโภคอาหารในชีวิตประจำวันทั้งนี้ ทองแดงยังมีความจำเป็นต่อร่างกายสิ่งมีชีวิตหากได้รับในปริมาณที่เหมาะสมกับร่างกาย โดยทองแดงจัดเป็นแร่ธาตุชนิดหนึ่งที่จำเป็นต่อการเจริญเติบโตของร่างกายมนุษย์ และมักจะจับกับโปรตีน หรือ เป็นองค์ประกอบของเอนไซม์หลายชนิด โดยเฉพาะเอนไซม์ที่เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์กรดอะมิโน เนื้อเยื่อคอลลาเจน และอีลาสติน รวมถึงบทบาทสำคัญในการสร้างภูมิคุ้มกัน เป็นต้น
ส่วนประเภทของทองแดงนั้นสามารถแยกตามสารประกอบในอาหารทั่วไป ได้อยู่ 2 รูป คือ
- Copper (l) (cuprous, Cu1*) เช่น cuprous oxide (Cu2O), cuprous chloride (Cu2Cl2) และ cuprous sulfide (Cu2S)
- Copper (ll) (cuprous, Cu2*) เช่น cupric oxide (CuO), cupric chloride (CuCl2) และ cupric sulfide (CuSo2)
โดยประเภท cuprous คือ ประเภทที่ร่างกายสามารถดูดซึมได้เลย ส่วนประเภท cupric จะต้องถูกรีดิวส์ให้เป็น cuprous ก่อนถึงจะดูดซัมได้ การรีดิวส์ cupric เป็น cuprous ต้องอาศัยวิตามินซี แต่เมื่อดูดซึมเข้าไปแล้ว cuprous จะถูกเปลี่ยนเป็น cupric เพราะจับกับอัลบูมินในเลือดได้ดีกว่า และเสถียรกว่า
แหล่งที่พบและแหล่งที่มาทองแดง
โดยปกติแล้วในร่างกายจะพบทองแดงอยู่แต่จะพบในปริมาณที่น้อยมาก จะพบในเนื้อเยื่อของตามากที่สุด และในเด็ก ทารกจะพบทองแดงในตับมากกว่าผู้ใหญ่ 5-10 เท่า และเนื่องจากปริมาณทองแดงในร่างกายมีอยู่ในจำนวนน้อยมาก ดังนั้นร่างกายจึงต้องการทองแดงจากแหล่งอาหารเพื่อนำมาใช้ประโยชน์ในการบวนการต่างๆ ของร่างกาย ซึ่งแหล่งอาหารที่มีปริมาณทองแดงสูง ได้แก่ ตับ ไข่แดง อาหารทะเล และ โกโก้ ช็อคโกแลต เห็ด มันเทศ ผักใบเขียว หน่อยไม้ อะโวคาโด ผลไม้แห้ง ลูกพรุน มะม่วง ข้าวขัดสี ถั่วทุกชนิด เป็นต้น ซึ่งทั้งนี้ปริมาณของทองแดงในพืชจะมาก หรือ น้อย ก็จะมีปัจจัยขึ้นอยู่กับแร่ทองแดง ที่อยู่ในดินที่ปลูกด้วยเช่นกันเพราะหากต้องการมีปริมาณทองแดงมากเกินไปจะทำให้เป็นพิษ
ปริมาณที่ควรได้รับจากทองแดง
สำหรับปริมาณของทองแดงที่ร่างกายควรได้รับใน 1 วันนั้น สามารถแบ่งได้ตาม เพศ และอายุ ดังนี้
ปริมาณทองแดง ที่ควรได้รับประจำวันสำหรับคนไทยวัยต่างๆ
เพศ อายุ ปริมาณที่ได้รับ หน่วย
ทารก แรกเกิด-12 เดือน 220 ไมโครกรัม/วัน
เด็ก 1-3 ปี 340 ไมโครกรัม/วัน
4-8 ปี 440 ไมโครกรัม/วัน
วัยรุ่น 9-12 ปี 700 ไมโครกรัม/วัน
13-18 ปี 890 ไมโครกรัม/วัน
ผู้ใหญ่ 19-71 ปี 900 ไมโครกรัม/วัน
*หญิงตั้งครรภ์ ควรเพิ่มอีก 100 ไมโครกรัม/วัน
**หญิงให้นมบุตร ควรเพิ่มอีก 400 ไมโครกรัม/วัน
แต่อย่างไรก็ตามร่างกายของมนุษย์จะไม่สะสมทองแดง โดยจะมีไว้ใช้งานที่ตับเพียง 50-120 mg. เท่านั้น และร่างกายจะควบคุมระดับทองแดงในเลือดให้อยู่ในช่วง 10-25 mcmol/L. (63.5-158.9 meg/dL.) โดยจะจำกัดการดูดซึมทองแดงซึ่งหากมีการรับทองแดงเข้ามามากก็จะขับทิ้งทางน้ำดีออกมาทางอุจจาระ
ประโยชน์และโทษสารทองแดง
ประโยชน์ของทองแดง มีมากมายหลายประการ เช่น ทองแดงเป็นสิ่งจำเป็นในการเผาผลาญโปรตีน และผลิต RNA (Ribonucleic acid) ซึ่งจะช่วยควบคุมการสร้างเซลล์ต่างๆ ให้เป็นไปอย่างปกติ ถูกต้อง และมีความสำคัญเกี่ยวกับระบบโครงสร้างเนื้อเยื่อ รวมทั้งการผลิต ฟอสโฟไลปิด (Phospholipid) ช่วยในการเกิดสีของผม สีของผิวหนัง และยังเป็นสารสำคัญในการกระบวนการสังเคราะห์ฮอร์โมนที่เกี่ยวกับอารมณ์ เช่น โดพามีน และซีโรโตนิน ฮอร์โมนความเครียดการควบคุมอารมณ์ และกระบวนการคิดของสมอง
นอกจากนี้ยังเป็นส่วนประกอบของเอนไซม์มากมาย เรียกว่า “cuproenzymes” ซึ่งมีหน้าที่เผาผลาญอาหารให้เป็นพลังงาน ช่วยพัฒนาสมองของเด็ก มีหน้าที่เกี่ยวข้องกับเมตาบอลิซึมของธาตุเหล็ก (Fe) ควบคุมการแสดงออกของยีน เม็ดเลือดขาว หลอดเลือดขาว หลอดเลือดใหญ่ และยังเป็นส่วนประกอบให้กระดูกแข็งแรงขึ้น และยังทองแดงเพิ่มประสิทธิภาพในการออกซิไดส์วิตามินซีให้กับร่างกาย โดยจะทำงานร่วมกับวิตามินซี เพื่อเสริมสร้างคอลลาเจนให้กับร่างกาย และสร้างอีลาสติน ที่มีความสำคัญในการบำรุง และเพิ่มความยืดหยุ่นให้กับผิวหนังอีกด้วย ส่วนโทษของทองแดงนั้น จะเกิดขึ้นในกรณีที่ร่างกายมีภาวะสะสมทองแดงมากๆ หรือ กลุ่มที่เรียกว่า Wilson’s disease ซึ่งเป็นโรคที่มีความผิดปกติ ทางพันธุกรรม จะพบทองแดงสะสมที่ตับ สมอง ที่ Cornea ของลูกนัยน์ตา และที่ไต จะพบในเพศหญิงมากกว่าเพศชายอัตราส่วน 4:1 และภาวะที่ร่างกายขาดทองแดง เป็นเวลานานๆ โดยจะมีความเสี่ยงต่อ Crohn’s disease, Cystic Fribrosis และโรคท้องร่วง (Tropical Sprue) เป็นต้น อีกทั้งภาวะการขาดทองแดง จะมีผลทำให้มีภาวะโลหิตจาง และจะพบควบคู่กับการขาดธาตุเหล็กร่วมด้วย ซึ่งจะเกิดภาวะภูมิต้านทานโรคต่ำโดยเฉพาะความผิดปกติเกี่ยวกับโรคต่อมไทรอยด์ การสร้างคอลลาเจน ตลอดจนทำให้ผมแข็งกระด้าง มีสีจางลงอาจเป็นสีน้ำตาลจนสีขาว เป็นต้น ในกลุ่มผู้ที่ป่วยเป็นโรคท้องร่วงเรื้อรัง โรคไต หรือ ผู้ที่ได้รับอาหารทางหลอดเลือดนานๆ และกลุ่มผู้สูงอายุ ผู้ที่ดื่มแอลกอฮอล์ และสารเสพติด เป็นต้น นอกจากนี้กลุ่มที่ได้รับวิตามินซี สูงๆ ก็จะทำให้การดูดซึมทองแดง และเซลลูโลพลาสมิน (Celuroplasmen) ในพลาสม่าจะลดลง ซึ่งมักจะพบควบคู่กับการขาดธาตุเหล็กร่วมด้วย และจากผลงานวิจัยพบว่าการขาดธาตุทองแดงจะเชื่อมโยงกับภาวะการเกิดโรคหัวใจ โรคไขข้อ และโรคกระดูกบางอีกด้วย
การศึกษาวิจัยที่เกี่ยวข้องทองแดง
มีผลการศึกษาวิจัยระบบการดูดซึมทองแดงของร่างกายพบว่า ร่างกายของมนุษย์จะสามารถดูดซึมทองแดงได้ดีในส่วนของกระเพาะและลำไส้เล็กตอนต้น และจะถูกนำไปเก็บไว้ที่ตับ ไต สมอง และหัวใจมากที่สุด ส่วนการขับทองแดงที่มากเกินความจำเป็นนั้นจะถูกขับออกทางอุจจาระ และน้ำดีเป็นส่วนใหญ่ (ขับออกทางปัสสาวะน้อยมาก) ทั้งนี้ร่างกายจะมีความต้องการทองแดงมากแต่ปกติ เมื่อได้รับธาตุสังกะสี โมลิบดีนัม และแคดเมียม ในปริมาณสูง เพราะธาตุเหล่านี้จะทำให้การดูดซึมทองแดงลดต่ำลง และยังมีการศึกษาที่ผ่านมาพบว่าแร่ธาตุทองแดง (copper, Cu) ยังมีบทบาทในกระบวนการเมแทบอลิซึม การควบคุมการทำงาน และการรักษาสมดุลของร่างกาย รวมถึงการรักษาระดับ oxidationreduction และยังพบว่าระดับทองแดง มีความสัมพันธ์กับค่าความดันโลหิต การขาดทองแดงมีความเกี่ยวข้องกับปัจจัยเสี่ยงที่ทำให้เกิดความดันโลหิตสูง และโรคหัวใจและหลอดเลือด โดยพบว่าการขาดทองแดงจะเหนี่ยวนำให้เกิด oxidative damage และการป้องกันสารต้านอนุมูลอิสระในหัวใจได้ อีกทั้งในผู้ป่วยโรคหัวใจ และหลอดเลือดที่มีระดับของธาตุทองแดง ที่สูงขึ้นอย่างมีนัยสัมพันธ์นั้น สัมพันธ์กับค่าความดันโลหิตที่สูงขึ้นด้วย
ส่วนอีกผลการศึกษาวิจัยหนึ่งพบความแตกต่างของระดับทองแดงระหว่างกลุ่มควบคุมผู้สูงอายุ และกลุ่มผู้สูงอายุที่มีภาวะ metabolic syndrome ร่วมกับระดับน้ำตาลในเลือดสูง โดยพบว่าภาวะ hyperglycemia จะไปกระตุ้นกระบวนการ glycation ทำให้มีการหลั่งทองแดง และองค์ประกอบของทองแดงเพิ่มขึ้น
ส่วนการศึกษาวิจัยความเป็นพิษของทองแดงพบว่า การเกิดพิษขึ้นอยู่กับปริมาณที่ได้รับเข้าไปตามช่องทางที่ได้รับ และสภาพร่างกายของแต่ละบุคคล เมื่อได้รับทองแดงในปริมาณมากจะทำให้เกิดความเป็นพิษต่อร่างกาย คือ คลื่นเหียนอาเจียน เกิดการอักเสบในช่องท้อง และกล้ามเนื้อ ท้องเสีย การทำงานของหัวใจผิดปกติ กดระบบภูมิคุ้มกันของร่างกาย และอาจส่งผลให้เกิดความผิดปกติทางจิต ส่วนอาการเรื้อรังจากการได้รับติดต่อกันเป็นเวลานาน และตับทำหน้าที่บกพร่อง ไม่สามารถขับทองแดงออกจากร่างกายได้ตามปกติ จึงทำให้มีการสะสมอยู่ในร่างกายเป็นปริมาณมาก ส่งผลให้เกิดความผิดปกติของร่างกาย หรือ กลุ่มอาการ Wilson' Diseases คือ ร่างกายสั่นเทาอยู่ตลอดเวลา กล้ามเนื้อแข็งเกร็ง มีน้ำมูกน้ำลายไหล ควบคุมการพูดลำบาก
แต่ทั้งนี้โดยส่วนใหญ่แล้วจะไม่ค่อยพบการเป็นพิษของทองแดง จากการรับประทานอาหารมากนักเพราะผู้ที่ได้รับพิษจากทองแดง จากการรับประทานอาหารมักจะเป็นผู้ที่บริโภคทองแดงมากกว่า 30 เท่าของปริมาณที่เหมาะสม และบริโภคต่อเนื่องเป็นเวลานาน
ข้อแนะนำและข้อควรปฏิบัติ
- ผู้ที่มีภาวะทองแดงคั่งในร่างกาย (Wilson's Disease) ควรหลีกเลี่ยงการรับประทานที่มีปริมาณของทองแดงมาก รวมถึงไม่ควรรับประทานอาหารเสริมทองแดงทุกชนิด เพราะจะยิ่งทำให้อาการแย่ลง
- ผู้ที่รับประทานเครื่องในสัตว์อาหารทะเล ผักใบเขียวสดๆ ธัญพืชชนิดไม่ขัดสี และโกโก้เป็นประจำ ก็ไม่จำเป็นต้องรับประทานทองแดง เสริม
- ผู้ป่วยโรคเกี่ยวกับระบบน้ำดี โรคตับ ควรปรึกษาแพทย์ก่อนรับประทานผลิตภัณฑ์อาหารเสริมทองแดง
- ในการรับประทานอาหารเสริมทองแดง ควรหลีกเลี่ยงการดื่มแอลกอฮอล์ และสูบบุหรี่ เพราะจะทำให้ร่างกายดูดซึมทองแดงได้ไม่เต็มที่
เอกสารอ้างอิง ทองแดง
- ถวัลย์ ฤกษ์งาม, อรชุมา ล่อใจ, สุดาวดี คงขำ, ดวงเนคร พิพัฒน์สถิตพงศ์, การศึกษาระดับทองแดง แมกนีเซียม ซีลิเนียม และสังกะสี ในผู้สูงอายุชาวไทย ที่มีภาวะ แมเทบอลิกซินโดรมและระดับน้ำตาลในเลือดสูง.วารสารวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีปีที่ 27. ฉบับที่ 6 พฤศจิกายน-ธันวาคม 2562 .หน้า 1088-1098
- มยูร หลาสุบ และสราวุธ เดชมณี. (2552). ปริมาณเหล็กทองแดง และสังกะสีในผักพื้นบ้านภาคใต้บางชนิด.นครศรีธรรมราช : มหาวิทยาลัยราชภัฏนครศรีธรรมราช.
- ทองแดง.พบแพทย์ดอทคอม (ออนไลน์) .เข้าถึงได้จาก http://www.pobpad.com
- Castillo-Durán, C. and Cassorla, F., 1999, Trace elements in human growth and development, J. Pediatr. Endocrino.l Metab. 12: 589-601
- Earl Mindell and Hester Mundis Armonk.The New vitamin bible.New York U.S.A;2004
- Asayama, K., Kooy, N.W. and Burr, I.M., 1986, Effect of vitamin E deficiency and selenium deficiency on insulin secretory reserve and free radical scavenging systems in islets: Decrease of islet manganosuperoxide dismutase, J. Lab. Clin. Med. 107: 459-464.
- Weast, Robert (1984). CRC, Handbook of Chemistry and Physics. Boca Raton, Florida: Chemical Rubber Company Publishing. pp. E110. ISBN 0-8493-0464-4.
- Chen, Y., Saari, J.T. and Kang, Y.J., 1994, Weak antioxidant defenses make the heart a target for damage in copperdeficient rats, Free Radic. Biol. Med. 17: 529-536
- Vom Himmel Kommt., Zum Himmel Steigt., Und wieder nieder., Zur Erde' muss and Ewig wechselnd. Health risks of water and sanitation. National Institute for Public Health and Environmental (RIVM). The Ministry of Housing, Spatial Planning and the Environment, The Netherlands. Page 62-64.
- Rotter, I., Kosik-Bogacka, D., Dołęgowska, B., Safranow, K., Lubkowska, A. and Laszczyńska, M., 2015, Relationship between the concentrations of heavy metals and bioelements in aging men with metabolic syndrome, Int. J. Environ. Res. Public Health 12: 3944-3961.
