Heavy Metal Toxicity พิษจากโลหะหนัก

         

         มีการถกเถียงกันอยู่ว่าอะไรคือสิ่งที่ถือเป็น "โลหะหนัก (Heavy Metal)" และธาตุชนิดใดที่ควรจะจำแนกอยู่ในกลุ่มนี้     ผู้เขียนบางคนจำแนกตามน้ำหนักอะตอม      ในขณะที่คนอื่น ๆ จำแนกตามแรงโน้มถ่วงเฉพาะที่มากกว่า 4.0 หรือมากกว่า 5.0 actinides [แอคติไนด์ กลุ่มของธาตุที่มีองค์ประกอบทางเคมีที่มีเลขอะตอมตั้งแต่ 89 ถึง 103, เริ่มจากธาตุ actinium (แอคติเนียม) ไปจนถึงธาตุ lawrencium (ลอเรนเซียม); ตัวอย่างธาตุในกลุ่มนี้ เช่น uranium (ยูเรเนียม)] อาจรวมอยู่ด้วยหรือไม่ก็ได้          ล่าสุดคำว่า "โลหะหนัก" ถูกนำมาใช้เป็นคำทั่วไปสำหรับโลหะและ semimetals ที่มีความเป็นพิษต่อมนุษย์หรือสิ่งแวดล้อม       คำจำกัดความนี้คลอบคลุมถึงส่วนกว้าง ๆ ของตารางธาตุ

         ธาตุหลายอย่างที่ถือได้ว่าเป็นโลหะหนัก และไม่เป็นประโยชน์ต่อร่างกายของมนุษย์ เช่น Lead (ตะกั่ว), Mercury (ปรอท) และ Cadium (แคดเมียม) เป็นตัวอย่างสำคัญของ "โลหะที่เป็นพิษ"       แต่ทว่า  ยังมีโลหะอื่นที่มีความสำคัญต่อกระบวนการทางชีวเคมีของมนุษย์ ตัวอย่างเช่น  Zinc (สังกะสี) เป็นปัจจัยร่วมที่สำคัญสำหรับปฏิกิริยาของเอนไซม์หลายชนิดในร่างกายมนุษย์, วิตามินบี -12 มีอะตอมโคบอลต์ที่แกนกลาง และฮีโมโกลบินมีธาตุเหล็ก       ในทำนองเดียวกัน Copper (ทองแดง), Manganese (แมงกานีส), Selenium (ซีลีเนียม), Chromium (โครเมียม) และ Molybdenum (โมลิบดีนัม) ล้วนเป็นธาตุที่มีความสำคัญในอาหารของมนุษย์       อีกส่วนหนึ่งเป็นโลหะที่ใช้ในทางยา เช่น Aluminium (อลูมิเนียม), Bismuth (บิสมัท), Gold (ทองคำ), gallium (แกลเลียม), lithium (ลิเธียม) และ Silver (เงิน) ล้วนเป็นส่วนหนึ่งของการใช้ทางการแพทย์ ธาตุใด ๆ เหล่านี้อาจมีผลกระทบที่เป็นอันตราย   หากได้รับในปริมาณมาก หรือหากกลไกการกำจัดออกจากร่างกายไม่สมบูรณ์ 

 

         ความเป็นพิษของโลหะหนักขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย       อาการทางคลินิกที่เฉพาะเจาะจงจะแตกต่างกันไปตามโลหะที่เป็นสาเหตุ, ปริมาณรวมที่ดูดซึมเข้าร่างกาย และเป็นแบบเฉียบพลันหรือเรื้อรัง       อายุของบุคคลก็ส่งผลต่อความเป็นพิษได้เช่นกัน       ตัวอย่างเช่น  เด็กเล็กมีความเสี่ยงต่อผลกระทบของการได้รับสารตะกั่วมากกว่าผู้ใหญ่   เนื่องจากเด็กจะได้รับ เมื่อเทียบเป็นเปอร์เซ็นต์ มากกว่าผู้ใหญ่หลายเท่า   และสมองของพวกเขายังพัฒนาไม่สมบูรณ์  ซึ่งการสัมผัสเพียงระยะเวลาสั้น ๆ อาจส่งผลต่อกระบวนการพัฒนาทางสมองได้       วิธีในการได้รับพิษของโลหะหนักก็มีความสำคัญเช่นกัน       ธาตุปรอทไม่ค่อยมีผลอะไรในทางเดินอาหาร  และยังดูดซึมได้ไม่ดีผ่านทางผิวหนัง   แต่สารปรอทที่สูดดมหรือฉีดเข้าไปอาจมีผลกระทบร้ายแรงได้

         ธาตุบางอย่างอาจมีพิษแตกต่างกันมากขึ้นอยู่กับรูปแบบทางเคมีของมัน       ยกตัวอย่างเช่น  barium sulfate (แบเรียมซัลเฟต) โดยทั่วไปจะไม่เป็นพิษ   ในขณะที่เกลือแบเรียมที่ละลายน้ำได้อื่น ๆ  จะถูกดูดซึมอย่างรวดเร็วและก่อให้เกิดภาวะ hypokalemia (ภาวะที่มีโพแทสเซียมในเลือดต่ำ) ที่เป็นอันตรายอย่างรุนแรงถึงชีวิตได้       ความเป็นพิษของโลหะกัมมันตภาพรังสีเช่น polonium (พอโลเนียม) ซึ่งถูกค้นพบโดย มารี คูรี    เพิ่งเมื่อไม่นานมานี้ ได้รับความสนใจจากสาธารณชนหลังจากการฆาตกรรม อะเล็กซานเดอร์ ลิตวิเนนโก ในปี 2006    พบว่าความเป็นพิษของธาตุพอโลเนียม เกี่ยวข้องกับความสามารถในการเปล่งอนุภาค  มากกว่าความสามารถในการจับกับโปรตีนในเซลล์

         การได้รับพิษโลหะ  อาจเกิดขึ้นได้จากอาหาร  จากยา  จากสภาพแวดล้อม  หรือในระหว่างการทำงานหรือการเล่น       ในกรณีที่สงสัยว่าเกิดพิษของโลหะหนัก   ควรใช้เวลาในการสืบหาสาเหตุ  ไม่ว่าจะเป็นทางอาหาร, ซักประวัติอาชีพการงานและสถานที่พักผ่อนหย่อนใจที่ชอบไป   เนื่องจากการระบุและกำจัดแหล่งที่มาของการสัมผัสพิษโลหะ   มักเป็นวิธีการรักษาเพียงอย่างเดียวที่ต้องทำ

         ประวัติการบริโภคอาหารและวิถีชีวิตของผู้ป่วย  อาจเปิดเผยแหล่งที่มาของการสัมผัสโลหะ       โลหะอาจเป็นสิ่งปนเปื้อนในผลิตภัณฑ์เสริมอาหาร  หรืออาจรั่วซึมเข้าไปในอาหารและเครื่องดื่มในภาชนะโลหะ  เช่น ขวดที่ทำจากตะกั่ว       คนที่รับประทานโลหะคอลลอยด์ (colloidal metals) เพื่อประโยชน์ต่อสุขภาพ    ในที่สุดอาจเกิดความเป็นพิษขึ้นในร่างกายได้ ความเป็นพิษของโลหะ อาจเกิดจากการนำมาใช้ในทางที่ผิด       cardiomyopathy (โรคของกล้ามเนื้อหัวใจ) ของผู้ดื่มเบียร์ถูกพบในผู้ที่ติดสุราในรัฐควิเบก (Quebec)  และต่อมาในมินนิโซตา (Minnesota)  ในช่วงเวลาสั้น ๆ ในช่วงทศวรรษ 1970   เมื่อมีการเพิ่มโคบอลต์ลงในถังเบียร์บนก๊อกเพื่อทำให้หัวก๊อกมั่นคง       เมื่อเร็ว ๆ นี้ พบโรคพาร์กินสันในกลุ่มผู้ใช้ยาฉีดเมทคาทิโนน (methcathinone) ชาวลัตเวีย   โดยถูกเชื่อมโยงกับความเป็นพิษของแมงกานีส 

พอโลเนียม-210  ธาตุกัมมันตภาพรังสีที่ฆ่าอะเล็กซานเดอร์ ลิตวิเนนโก

         ตัวอย่างของการปนเปื้อนสารพิษโลหะหนักในสิ่งแวดล้อม ได้แก่ ภัยพิบัติที่เมืองมินามาตะ (Minimata Bay) และการแพร่ระบาดของพิษสารหนูในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้       ในปี 1950 น้ำทิ้งอุตสาหกรรมถูกทิ้งลงใน Minimata Bay ของญี่ปุ่นอย่างต่อเนื่อง   และเกิดการสะสมเมทิลเมอร์คิวรี (methylmercury)ในปลาในความเข้มข้นที่สูงมาก       แม้พบว่าผู้ใหญ่บางคนมีสัญญาณและอาการของความเป็นพิษเกิดขึ้น   แต่ผลกระทบที่ยิ่งใหญ่ที่สุดคือในรุ่นต่อไปซึ่งจะเกิดมาพร้อมกับความบกพร่องทางระบบประสาทอย่างรุนแรง

         ปัจจุบัน  ผู้คนนับล้านที่อาศัยอยู่ในและรอบ ๆ บังคลาเทศมีความเสี่ยงต่อความผิดปกติของอวัยวะและมะเร็งจากพิษสารหนูสะสมเรื้อรังจากแหล่งน้ำ       ในความพยายามที่จะหลีกเลี่ยงแหล่งน้ำใต้ดินที่เต็มไปด้วยการปนเปื้อนของแบคทีเรียจึงทำการฝังท่อทั่วบริเวณนั้นลึกเข้าไปสู่ระดับน้ำใต้ดิน      โชคไม่ดีที่ในส่วนนั้นของโลกเต็มไปด้วยสารหนู   ทำให้แหล่งน้ำลึกเหล่านี้  และพืชที่พวกเขาล้างด้วยน้ำนี้  เต็มไปดวยสารหนูที่มีความเข้มข้นสูง   และความเป็นพิษก็แพร่ระบาดไปทั่วพื้นที่       พิษตะกั่วในวัยเด็ก   มีความเชื่อมโยงกับการบริโภคแผ่นสีเก่าๆในอเมริกาเหนือ  ก็เป็นอีกตัวอย่างที่ดีของการปนเปื้อนสารพิษโลหะหนักในสิ่งแวดล้อม       

         โลหะถูกนำมาใช้โดยมีเจตนาใช้เป็นยาพิษ       สารหนู (Arsenic) ซึ่งหากจำแนกอย่างถูกต้อง  น่าจะเป็นธาตุกึ่งโลหะมากกว่า    แต่มันก็เป็นสารเดียวที่มักถูกใช้เป็นยาพิษมากที่สุด       โลหะยังถูกใช้ในการสงครามเป็นอาวุธเคมี       อีกครั้งที่สารหนูถูกใช้เป็นองค์ประกอบหลักของสเปรย์ที่รู้จักกันในชื่อ Lewisite (ลยู-อิไซท์) ที่ถูกใช้โดยอังกฤษในช่วงสงครามในสงครามโลกครั้งที่ 1       การสัมผัสทำให้เกิดอาการบวมน้ำอย่างรุนแรงที่เปลือกตา, เกิดการระคายเคืองต่อทางเดินอาหารและเกิดการอักเสบที่ระบบประสาทส่วนกลางและระบบประสาทส่วนปลาย

         ยาแก้พิษตัวแรกสำหรับพิษโลหะหนัก และเป็นพื้นฐานสำหรับการรักษาด้วยคีเลชั่นในทุกวันนี้  ก็คือ British Anti-Lewisite (BAL หรือ dimercaprol) ซึ่งเป็นโมเลกุลขนาดใหญ่ที่มีกลุ่มซัลฟ์ไฮดริล (sulfhydryl groups) ซึ่งจะจับกับสารหนูและโลหะอื่น ๆ โดยพันธะโคเวเลนต์ (covalent bonds) และสามารถถูกขับออกโดยร่างกาย       BAL ได้รับการพัฒนาโดยชาวอังกฤษในช่วงสงครามโลกครั้งที่สอง  เพื่อรอการเริ่มต้นสงครามเคมีอีกครั้งเหมือนในช่วงศตวรรษที่ผ่านมา  

British Anti-Lewisite (BAL หรือ dimercaprol)

         อย่างไรก็ตาม  โดยรวมแล้วการได้รับสารพิษโลหะหนักจากการทำงาน  อาจเป็นสาเหตุของพิษโลหะหนักส่วนใหญ่ที่เกิดขึ้นตลอดประวัติศาสตร์ของมนุษย์       Hippocrates (ฮิปโปเครติส - “บิดาแห่งการแพทย์”) อธิบายอาการจุกเสียดในช่องท้องในผู้ชายที่สกัดโลหะ  และผลกระทบที่เป็นอันตรายของสารหนูและปรอทในโรงหลอม   ซึ่งแม้แต่นักพฤกษศาสตร์อย่าง Theophrastus of Erebus (370-287 ปีก่อนคริสตกาล) ก็ยังรู้

          ตัวอย่างความเป็นพิษเฉียบพลันของโลหะหนักจากการประกอบอาชีพ  คือไข้ควันโลหะ (metal fume fever - MFF) ซึ่งเป็นกลุ่มอาการที่เกิดจากการสูดดม และสามารถหายได้เอง    พบในคนงานที่สูดดมเอาควันของโลหะออกไซด์เข้าไป       MFF หรือรู้จักกันในชื่ออื่นๆอีก คือ "brass founder’s ague," "zinc shakes," หรือ "Monday morning fever"     มีอาการ คือ เป็นไข้  ปวดศีรษะ  อ่อนเพลีย  หายใจลำบาก  ไอ และมีรสโลหะในปาก   โดยเกิดขึ้นภายใน 3-10 ชั่วโมงหลังจากการได้รับพิษโลหะหนักนั้น      ปกติ ซิงค์ออกไซด์ (zinc oxide) เป็นตัวการที่ทำให้เกิด MFF    แต่ก็อาจเกิดขึ้นจากควันของ แมกนีเซียม, โคบอลต์ และคอปเปอร์ออกไซด์ได้เช่นกัน       
          การสัมผัสกับฝุ่นจากโลหะอย่างสม่ำเสมอ   มีความเชื่อมโยงกับการเกิด pneumoconioses (โรคปอดนิวโมโคนิโอสิส - โรคปอดจากการทำงาน ที่เกิดจากการสูดหายใจเอาฝุ่นละอองพวกสารอนินทรีย์หรือฝุ่นแร่ที่ทำให้ปอดอักเสบ และมีพังผืดเกิดขึ้น), neuropathies (โรคของระบบประสาท), hepatorenal degeneration (การเสื่อมของตับ ไต) และมะเร็งหลายชนิด       กลุ่มอาการเหล่านี้จะค่อยๆเกิดขึ้นอย่างช้าๆ   และอาจเป็นเรื่องยากที่จะวินิจฉัยได้ทางคลินิก       ในสหรัฐอเมริกา  ข้อบังคับของคณะกรรมการบริหารงานความปลอดภัยและสุขภาพอนามัย การประกอบอาชีพ (Occupational Safety and Health Administration - OSHA)  ได้แนะแนวทางในการเฝ้าระวังคนงานที่มีความเสี่ยง  และแนะนำให้จำกัดการสัมผัสกับโลหะที่มีความสำคัญทางอุตสาหกรรม