ธาตุเหล็ก (Iron) คืออะไร มีประโยชน์และโทษอย่างไร? (ฉบับเต็ม)

ธาตุเหล็ก (Iron) คือ ธาตุกลุ่มโลหะ มีอักษรย่อว่า Fe ในตารางธาตุ ตามชื่อเรียกในภาษาละตินว่า Ferrum แม้จะจัดเป็นธาตุในกลุ่มโลหะ และนำมาใช้ในอุตสาหกรรมการก่อสร้างต่าง ๆ แต่ธาตุเหล็กในโมเลกุลที่สามารถดูดซึมในร่างกายของมนุษย์ได้ กลับมีความสำคัญอย่างมากต่อการดำรงชีวิตของมนุษย์

ธาตุเหล็ก ช่วยอะไร มีประโยชน์อย่างไร?

เป็นส่วนประกอบสำคัญในการสร้างฮีโมโกลบินของเม็ดเลือดแดง

หลังจากร่างกายรับประทานอาหารที่มีธาตุเหล็กและผ่านกระบวนการย่อยแล้ว จะมีโปรตีนทรานส์เฟอร์ริน (Transferrin) ซึ่งอยู่ในระบบหมุนเวียนเลือด เป็นตัวขนส่งธาตุเหล็กจากเซลล์ลําไส้ที่ดูดซึมธาตุเหล็กเข้าสู่ร่างกาย เพื่อนำธาตุเหล็กไปส่งยังอวัยวะที่ต้องการ หรือสะสมในแหล่งสะสมธาตุเหล็ก ได้แก่ ตับและม้าม

ในร่างกายของผู้ใหญ่จะมีธาตุเหล็กอยู่ประมาณ 40-50 มิลลิกรัม ต่อน้ำหนักตัว 1 กิโลกรัม และ 60-70% ของธาตุเหล็กในร่างกายจะอยู่ในฮีโมโกลบิน (Hemoglobin) ของเม็ดเลือดแดง ซึ่งมีหน้าที่หลักในการนำออกซิเจนไปเลี้ยงเซลล์ทั่วร่างกาย ส่วนที่เหลือเก็บสะสมในตับและม้าม ในรูปของ Ferritin และ Hemosiderin

ในแต่ละวันจะมีธาตุเหล็กประมาณ 20 มิลลิกรัม ที่ถูกทําลายเนื่องจากเม็ดเลือดแดงหมดอายุขัย ดังนั้น 80% ของธาตุเหล็กที่ถูกนําพาไปกับ Transferrin จะถูกนําไปใช้ในการสร้างฮีโมโกลบินของเม็ดเลือดแดงในไขกระดูก หากร่างกายขาดธาตุเหล็กจะส่งผลให้ไขกระดูกสร้างฮีโมโกลบินได้น้อยลง เป็นเหตุให้เกิดภาวะโลหิตจางจากการขาดธาตุเหล็ก (Iron deficiency anemia) ภาวะดังกล่าวจะกระทบสุขภาพร่างกายโดยรวม ตั้งแต่ทำให้ผู้ป่วยมีพละกำลังลดลง ไปจนถึงทำให้หัวใจทำงานหนักมากขึ้นด้วย

เป็นส่วนประกอบสำคัญของไมโอโกลบินของเซลล์กล้ามเนื้อ

ไมโอโกลบิน (Myoglobin) คือ โปรตีนที่มีคุณสมบัติและโครงสร้างคล้ายคลึงกับฮีโมโกลบินของเม็ดเลือดแดง ดังนั้น มันจึงมีธาตุเหล็กเป็นส่วนประกอบด้วย

ไมโอโกลบินพบได้ในกล้ามเนื้อและกล้ามเนื้อหัวใจ โดยทำหน้าที่เป็นแหล่งจ่ายออกซิเจนแก่เซลล์กล้ามเนื้อ แม้มันจะรับออกซิเจนจากเม็ดเลือดแดงมาอีกทีหนึ่ง แต่เนื่องจากไมโอโกลบินมีคุณสมบัติในการจับกับออกซิเจนได้ดีกว่าฮีโมโกลบิน ส่งผลให้ไมโอโกลบินสามารถเพิ่มความเข้มข้นของออกซิเจนในพันธะได้มากกว่า จึงเหมาะที่จะนำมาจ่ายออกซิเจนให้แก่เซลล์ที่ต้องใช้พลังงานเยอะ เช่น กล้ามเนื้อและกล้ามเนื้อหัวใจ

เพราะฉะนั้น หากร่างกายเกิดภาวะขาดธาตุเหล็ก จะส่งผลให้การสังเคราะห์ไมโอโกลบินลดลง กล้ามเนื้อจะอ่อนล้าได้ง่ายเนื่องจากไม่มีออกซิเจนเพียงพอในการดำเนินกิจกรรมทางชีวเคมี

เพิ่มประสิทธิภาพของระบบภูมิคุ้มกัน

ธาตุเหล็กมีบทบาทในระบบภูมิคุ้มกันต่อเซลล์เม็ดเลือดขาวหลายชนิด ดังนี้

• มีบทบาทช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการจับกินเชื้อโรคของมาโครฟาจ (Macrophage) ซึ่งถือว่าเป็นเม็ดเลือดขาวด่านแรกที่คอยป้องกันไม่ให้เชื้อโรคลุกลาม
• ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของเซลล์เม็ดเลือดขาวชนิด T ทำให้การจดจำและเข้าต่อสู้กับเชื้อโรคทั้งแบคทีเรียและไวรัสดีขึ้น
• สนับสนุนการสร้างแอนติบอดีของเซลล์เม็ดเลือดขาวชนิด B ทำให้ร่างกายสามารถหลั่งสารภูมิคุ้มกันทำลายเชื้อโรคได้ดีขึ้น
• สนับสนุนการสร้างสารไซโตไคน์ (Cytokine) ซึ่งมีบทบาทในการกระตุ้นกระบวนการอักเสบ เพื่อสร้างสิ่งแวดล้อมให้เหมาะแก่การทำงานของเม็ดเลือดขาวและการกำจัดเชื้อโรค

ทั้งนี้ แม้ธาตุเหล็กจะเป็นสารอาหารที่จำเป็นต่อการดำรงชีวิตของแบคทีเรีย แต่ในกรณีที่ร่างกายอยู่ในระหว่างการต่อสู้กับแบคทีเรียที่บุกรุกเข้ามา จะมีการสร้างโปรตีนไลโปคาลินส์ (Lipocalins) เพื่อป้องกันมิให้แบคทีเรียนำธาตุเหล็กในร่างกายไปใช้

เพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของสมอง

ธาตุเหล็กมีความสำคัญต่อการทำงานของระบบประสาทและสมอง เนื่องจากเป็นส่วนประกอบในการสังเคราะห์สารสื่อประสาท ดังนั้น การขาดธาตุเหล็กอาจส่งผลกระทบต่อความจำ, สมาธิ และการรเรียนรู้ โดยเฉพาะเด็กในวัยเรียน

ช่วยในการเจริญพันธุ์

ธาตุเหล็กมีบทบาทสำคัญต่อระบบสืบพันธุ์ เริ่มตั้งแต่การสร้างฮีโมโกลบินในเม็ดเลือดแดงที่เพียงพอ จะทำให้เซลล์ในระบบสืบพันธุ์ได้รับออกซิเจนอย่างเพียงพอด้วย โดยเฉพาะระบบสืบพันธุ์ของเพศชาย ซึ่งพื้นที่ของการสร้างอสุจินั้นเข้าถึงได้ยาก จึงต้องการออกซิเจนในปริมาณที่เพียงพอต่อการสร้างอสุจิ

ในขณะที่ระบบสืบพันธุ์ของเพศหญิง ธาตุเหล็กจะมีบทบาทในแง่ของการลดความอ่อนเพลียจากการเสียเลือดประจำเดือน อีกทั้งยังช่วยส่งเสริมให้การตั้งครรภ์เป็นไปอย่างเหมาะสม เนื่องจากเมื่อผู้หญิงตั้งครรภ์จะพบภาวะโลหิตจางได้ง่าย ดังนั้น ธาตุเหล็กจึงเป็นหนึ่งในสารอาหารที่ร่างกายของหญิงตั้งครรภ์ต้องการมาก

ขาดธาตุเหล็กต้องกินอะไร?

ธาตุเหล็กในอาหารที่ร่างกายดูดซึมได้มีอยู่ด้วยกัน 2 รูปแบบ คือ Heme iron หมายถึงโมเลกุลของเหล็กที่มีพันธะต่อฮีม และ Non-heme iron หมายถึงโมเลกุลของเหล็กที่ไม่มีพันธต่อฮีม

ฮีม (Heme) คือ โปรตีนชนิดหนึ่งที่สามารถทำพันธะกับธาตุเหล็กได้ ซึ่งลักษณะของพันธะที่คุ้นเคยกันมากที่สุด คือ ฮีโมโกลบินในเม็ดเลือดแดง ที่มีโมเลกุลของเหล็กจับอยู่กับฮีม เมื่อทำปฏิกิริยาในพันธะจะเกิดเป็นสีแดง นี่จึงเป็นเหตุว่าทำไมเม็ดเลือดแดงจึงมีสีแดงด้วยนั่นเอง

Heme iron หรือ ธาตุเหล็กที่ทำพันธะกับฮีมจะพบได้ในผลิตภัณฑ์จากสัตว์ ได้แก่ เนื้อแดง, เลือดสัตว์, เครื่องในสัตว์ และอาหารทะเล จุดเด่นของ Heme iron คือ ร่างกายสามารถดูดซึมได้ง่ายกว่า โดยมีการดูดซึมสูงถึง 30% ของปริมาณที่รับประทานทั้งหมด

ในขณะที่ Non-heme iron ธาตุเหล็กไม่ได้เกิดพันธะกับฮีมจึงไม่มีสีแดงเกิดขึ้น สามารถพบได้ในผลิตภัณฑ์จากพืชและสัตว์ เช่น ไข่, นมและผลิตภัณฑ์จากนม, พืชตระกูลถั่ว, ธัญพืช และผักใบเขียว เป็นต้น การดูดซึมของธาตุเหล็กที่ไม่จับกับ Heme จะน้อยกว่าธาตุเหล็กที่จับ Heme โดยมีการดูดซึมเพียง 2-20% ของปริมาณที่รับประทานทั้งหมด

ธาตุเหล็กในผลิตภัณฑ์เสริมอาหาร

ธาตุเหล็กยังสามารถนำมาใช้เป็นผลิตภัณฑ์เสริมอาหาร สำหรับผู้ที่มีภาวะขาดธาตุเหล็ก โดยจะมีอยู่ด้วยกัน 2 รูปแบบหลัก ได้แก่ Ferrous sulfate และ Ferrous fumarate ซึ่งมีคุณสมบัติแตกต่างกัน ดังนี้

• Ferrous sulfate จะเป็นฟอร์มที่พบได้บ่อยในผลิตภัณฑ์เสริมธาตุเหล็กทั่วไป สามารถผลิตได้ง่ายเพราะอยู่ในรูปของเกลือธาตุเหล็ก มีราคาไม่แพง ร่างกายสามารถดูดซึมธาตุเหล็กไปใช้ได้ราว 20% แต่มีข้อด้อย คือ มักทำให้เกิดอาการไม่สบายท้อง คลื่นไส้อาเจียนได้เมื่อรับประทาน

• Ferrous fumarate เป็นโมเลกุลผสมระหว่างธาตุเหล็กและกรดฟูมาริก ซึ่งสามารถดูดซึมได้ดีกว่า โดยร่างกายสามารถดูดซึมธาตุเหล็กได้มากถึง 33% อีกทั้งยังมีผลข้างเคียงต่อระบบทางเดินอาหารน้อยกว่า Ferrous sulfate ในช่วงหลังจึงเริ่มได้รับความนิยมมากขึ้น ส่งผลให้ราคาของ Ferrous fumarate ถูกลงอีกด้วย

ปริมาณธาตุเหล็กที่แนะนำต่อวันและข้อควรระวัง

ปริมาณของธาตุเหล็กที่ร่างกายต้องการจะแตกต่างกันไปตามช่วงอายุ จากข้อมูลของปริมาณสารอาหารอ้างอิงที่ควรได้รับประจำวัน สำหรับคนไทย จะต้องการธาตุเหล็กเฉลี่ย 10-15 มิลลิกรัมต่อวัน

โทษของธาตุเหล็ก

ถึงกระนั้น หากผู้ไม่อยู่ในกลุ่มเสี่ยงต่อการขาดธาตุเหล็ก (เช่น ผู้ป่วยโรคเรื้อรัง, หญิงตั้งครรภ์, ผู้ป่วยเสียเลือด เป็นต้น) การรับประทานธาตุเหล็กมากเกินไป อาจส่งผลกระทบต่อการทำงานของตับและหัวใจ เนื่องจากธาตุเหล็กสามารถเก็บสะสมได้ในเนื้อเยื่อของอวัยวะดังกล่าว ดังนั้น จึงควรรับประทานผลิตภัณฑ์เสริมธาตุเหล็กเมื่อมีความจำเป็นเท่านั้น

Source:

• Medical News Today
• National Institute of Health
• NHS UK