ความเป็นพิษของคาร์บอนมอนอกไซด์ (Carbon monoxide )

ความเป็นพิษของคาร์บอนมอนอกไซด์ (Carbon monoxide )
โดย : พรรณพร กะตะจิตต์เมื่อ : วันพุธ, 11 ก.ค. 2561 HITS4519
พิษทุกหมวดหมู่ต่างมีลักษณะเฉพาะที่ก่อกำเนิดความเป็นพิษ ในกรณีของคาร์บอนมอนอกไซด์ (Carbon monoxide) ซึ่งเป็นก๊าซที่กระจัดกระจายอยู่รอบข้างนั้นก่อกำเนิดความเป็นพิษที่เกี่ยวกับฮีโมโกลบินในเลือด

hdp

ภาพที่ 1 ควันจากท่อไอเสียรถยนต์
ที่มา Ritesh Madhok/Flickr

ฮีโมโกลบิน(Hemoglobin) เป็นโมเลกุลของโปรตีนที่มีความจำเป็นในเซลล์เม็ดเลือดแดงของสัตว์มีกระดูกสันหลัง ซึ่งมีส่วนประกอบที่ซับซ้อนประกอบไปด้วยโปรตีนโกลบิน (Globin protein) 4 สายที่ม้วนพันกันอยู่ รวมทั้งในแต่ละสายของโปรตีนโกลบินจะจับอยู่กับธาตุเหล็กของฮีม (Heme) ที่อยู่ด้านในองค์ประกอบเดียวกัน โดยในส่วนของอะตอมของธาตุเหล็กนั้นจะปฏิบัติหน้าที่จับกับออกสิเจนที่ผ่านเข้ามายังปอด และก็ขนส่งออกสิเจนให้กับเซลล์ในเยื่อของอวัยวะต่างๆภายในร่างกาย

เมื่อฮีโมโกลบินแล้วก็ออกสิเจนรวมตัวกันจะได้เป็นออกซีฮีโมโกลบิน (Oxyhemoglobin) ซึ่งเลือดที่มีออกซีฮีโมโกลบินจะถูกสูบฉีดผ่านหัวใจรวมทั้งไหลเวียนตามกระแสโลหิต เพื่อลำเลียงออกสิเจนไปให้กับเซลล์ที่ปรารถนาใช้ออกสิเจนในกระบวนเผาผลาญ (Metabolism) สามารถแสดงสมการได้ดังต่อไปนี้

Hb + O2 -> HbO2

(Hemoglobin) (Oxygen) (Oxyhemoglobin)

7856 2

ภาพที่ 2 ภาพแสดงโมเลกุลของฮีโมโกลบิน โดยส่วนสีแดงรวมทั้งสีน้ำเงินเป็น ส่วนของโปรตีนโกลบินในกรุ๊ปที่ต่างกัน
(แอลฟาแล้วก็บีต้า) ส่วนสีเขียวเป็น กรุ๊ปของฮีม
ที่มา en.wikipedia.org/wiki/Hemoglobin

หนึ่งในต้นสายปลายเหตุที่มีความจำเป็นซึ่งช่วยทำให้ฮีโมโกลบินสามารถจับและก็ปลดปล่อยออกสิเจนได้อย่างถูกเวลานั้นขึ้นอยู่กับความไม่เหมือนของความดันออกสิเจนในปอดรวมทั้งส่วนอื่นๆของร่างกาย กล่าวอีกนัยหนึ่ง เมื่อพวกเราสูดลมหายใจผ่านเข้ามายังปอด เลือดที่มาจากอวัยวะต่างๆของร่างกายจะมีออกสิเจนต่ำ ด้วยเหตุผลดังกล่าวออกสิเจนจำนวนไม่น้อยที่พวกเราหายใจเข้ามาก็เลยสามารถแพร่ (Diffusion) ผ่านไปสู่เส้นโลหิต ได้ผลสำเร็จให้อะตอมของเหล็กในฮีมสามารถจับกับออกสิเจนดังที่กล่าวมาข้างต้นได้ ช่วงเวลาเดียวกันฮีโมโกลบินด้ามจับกับออกสิเจน เมื่อเดินทางผ่านกระแสโลหิตไปยังเซลล์หรือเยื่อที่อยากใช้ออกสิเจน เซลล์หรือเยื่อที่มีออกสิเจนต่ำลงยิ่งกว่าและก็มีความเป็นกรดสูงจากการที่มีคาร์บอนไดออกไซด์มากมาย จะเป็นสัญญาณชี้ให้ฮีโมโกลบินปลดปล่อยออกสิเจนให้กับเซลล์พวกนั้นเพื่อไปใช้ประโยชน์สำหรับเพื่อการสร้างพลังงานได้อย่างเหมาะสมถูกเวลา

7856 3

ภาพที่ 3 การจับรวมทั้งปลดปล่อยออกสิเจนของฮีโมโกลบิน
ที่มา myhealth.alberta.ca/Health/pages/conditions.aspx?hwid=hw39098

อย่างไรก็ตาม ทุกสิ่งทุกอย่างในโลกมิได้ให้คุณประโยชน์เพียงแค่ด้านเดียว เหมือนกับอากาศที่พวกเราหายใจก็มิได้มีเพียงแค่ออกสิเจนที่ให้คุณประโยชน์ แม้แม้กระนั้นมีก๊าซประเภทอื่นๆที่เป็นพิษต่อสภาพทางด้านร่างกายปนเปอยู่ด้วยคาร์บอนมอนอกไซด์ (Carbon monoxide) เป็นก๊าซที่ได้จากการเผาไหม้เชื้อเพลิงอย่างไม่สมบูรณ์ มีน้ำหนักค่อย ไม่มีสี ไม่มีกลิ่น ไม่มีรส แล้วก็สามารถลอยล่องอยู่กลางอากาศได้ โดยคาร์บอนมอนอกไซด์สามารถเกิดขึ้นได้จากกิจกรรมทั่วๆไปในชีวิตประจำวัน อย่างเช่น การเผาไหม้ที่เกิดจากแก๊สเหลว ไม้ ถ่านหิน ควันจากท่อไอเสียรถยนต์ และยังรวมไปถึงการสูบยาสูบ ซึ่งกิจกรรมกลุ่มนี้นำมาซึ่งก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ในสภาพการณ์ที่สมควรดังเช่นว่า อยู่ภายในเขตพื้นที่ที่มีอากาศระบายได้ดี แต่ว่าตรงกันข้าม ถ้ามีการเผาไหม้ในพื้นที่ที่ไม่มีการถ่ายเทอากาศที่ดี ก๊าซคาร์บอนมอนอไซด์สามารถเป็นอันตรายต่อสภาพร่างกายได้

7856 4

ภาพที่ 4 การแย่งจับฮีโมโกลบินของคาร์บอนมอนอกไซด์
ที่มา sites.google.com/site/igcsechemistry2017/home/year-11-topics/11-01-crude-oil/11-01-04-oil-the-environment

เพราะว่าคาร์บอนมอนอกไซด์สามารถจับกับธาตุเหล็กของฮีมในองค์ประกอบของฮีโมโกลบินได้ดีมากว่าออกสิเจนถึง 200เท่า ซึ่งเมื่อพวกเราหายใจเอาอากาศที่มีคาร์บอนมอนอกไซด์เข้าไปในจำนวนสูง คาร์บอนมอนอกไซด์จะแย่งจับกับฮีโมโกลบินแทนออกสิเจน ทำให้ฮีโมโกลบินในเซลล์เม็ดเลือดแดงสูญเสียความรู้ความเข้าใจสำหรับการจับกับออกสิเจนและก็ลำเลียงออกสิเจนไปยังเซลล์ที่ปรารถนาได้ สำเร็จให้ร่างกายขาดออกสิเจน และก็เป็นต้นเหตุให้การดำเนินการของสมองแล้วก็ระบบต่างๆของร่างกายเสียหายได้ ดังนี้การจับกันของคาร์บอนมอนอกไซด์รวมทั้งฮีโมโกลบินสามารถแสดงสมการได้ดังต่อไปนี้

Hb + CO -> HbCO

(Hemoglobin) (Carbon monoxide) (Carboxyhemoglobin)

ผลพวงจากการได้รับคาร์บอนมอนอกไซด์ต่อร่างกายนั้นหรูหราความร้ายแรงที่ต่างกัน ดังนี้ในระดับความเข้มข้นของก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ที่ 20-30 PPM สามารถเกิดอันตรายได้ถ้าหากได้รับเป็นระยะเวลาที่ยาวนานหลายชั่วโมง ในเวลาที่การได้รับคาร์บอนมอนอกไซด์ที่ความเข้มข้น 2000 PPM ตรงเวลา 1 ชั่วโมงจะมีผลให้สลบรวมทั้งบางทีอาจเป็นโทษถึงชีวิตได้

7856 5

ภาพที่ 5 ผลพวงที่เกิดขึ้นจากการได้รับคาร์บอนมอนอกไซด์มีตั้งแต่ว่า
ลักษณะของการปวดหัว หมดแรง อาเจียน งง อ้วก หายใจติดขัด หน้ามืด สลบ และก็เสียชีวิต
ที่มา www.rvworldstore.co.nz/guides-advice/carbon-monoxide-poisoning-avoidance-and-protection/

ถึงแม้พวกเราจะไม่สามารถที่จะปกป้องตัวเองจากก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ได้ทั้งหมดทั้งปวง รวมทั้งในทางตรงกันข้าม มนุษย์เรากลับกลายผู้ผลิตแล้วก็ปลดปล่อยแก๊สพิษนั้นออกสู่สภาพแวดล้อมเสียเอง อย่างไรก็ตาม พวกเราสามารถเลี่ยงการเสี่ยงสำหรับในการสัมผัสกับก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ได้ด้วยแนวทางกล้วยๆอย่างวิธีการทำกิจกรรมที่เกี่ยวโยงกับกรรมวิธีเผาไหม้ต่างๆในรอบๆที่มีอากาศถ่ายเทสะดวก หรือการต่อว่าดตั้งเครื่องตรวจหาก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์เอาไว้ในครอบครัว

มูลเหตุ

Why is carbon monoxide poisonous?
Retrieved January 29, 2018,
from https://science.howstuffworks.com/question190.htm

Hemoglobin.
Retrieved January 29, 2018,
from https://en.wikipedia.org/wiki/Hemoglobin

Carbon monoxide.
Retrieved January 29, 2018,
from https://en.wikipedia.org/wiki/Carbon_monoxide

Carboxyhemoglobin.
Retrieved January 29, 2018,
from https://en.wikipedia.org/wiki/Carboxyhemoglobin

Carbon monoxide poisoning.
Retrieved January 29, 2018,
from https://www.mayoclinic.org/diseases-conditions/carbon-monoxide/symptoms-causes/syc-20370642

How to Prevent Carbon Monoxide Poisoning.
Retrieved January 29, 2018,
from https://www.webmd.com/a-to-z-guides/prevent-carbon-monoxide-poisoning#1