ความเป็นพิษของคาร์บอนมอนอกไซด์ (Carbon monoxide)

บทความนี้ศูนย์เครื่องมือวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยวลัยลักษณ์ ขอพูดถึงความเป็นพิษของคาร์บอนมอนอกไซด์ (Carbon monoxide) ซึ่งเป็นแก๊สที่กระจายอยู่รอบตัวนั้นว่าแก๊สชนิดนี้ส่งผลอย่าไรต่อร่างกายของคนเราบ้าง มีความอันตรายแค่ใหนอย่างไร?

สารพิษทุกชนิดต่างมีลักษณะเฉพาะที่ก่อให้เกิดความเป็นพิษ ในกรณีของคาร์บอนมอนอกไซด์ (Carbon monoxide) ซึ่งเป็นแก๊สที่กระจายอยู่รอบตัวนั้นก่อให้เกิดความเป็นพิษที่เกี่ยวข้องกับฮีโมโกลบินในเลือด

ฮีโมโกลบิน (Hemoglobin) เป็นโมเลกุลของโปรตีนที่มีความสำคัญในเซลล์เม็ดเลือดแดงของสัตว์มีกระดูกสันหลัง ซึ่งมีโครงสร้างที่สลับซับซ้อนประกอบไปด้วยโปรตีนโกลบิน (Globin protein) 4 สายที่ขดพันกันอยู่ และในแต่ละสายของโปรตีนโกลบินจะจับอยู่กับธาตุเหล็กของฮีม (Heme) ที่อยู่ภายในโครงสร้างเดียวกัน โดยในส่วนของอะตอมของธาตุเหล็กนั้นจะทำหน้าที่จับกับออกซิเจนที่ผ่านเข้ามายังปอด และขนส่งออกซิเจนให้กับเซลล์ในเนื้อเยื่อของอวัยวะต่าง ๆ ในร่างกาย

เมื่อฮีโมโกลบินและออกซิเจนรวมตัวกันจะได้เป็นออกซีฮีโมโกลบิน (Oxyhemoglobin) ซึ่งเลือดที่มีออกซีฮีโมโกลบินจะถูกสูบฉีดผ่านหัวใจและไหลเวียนตามกระแสเลือด เพื่อลำเลียงออกซิเจนไปให้กับเซลล์ที่ต้องการใช้ออกซิเจนในกระบวนเผาผลาญ (Metabolism) สามารถแสดงสมการได้ดังนี้

หนึ่งในปัจจัยที่มีความสำคัญซึ่งช่วยให้ฮีโมโกลบินสามารถจับและปล่อยออกซิเจนได้อย่างถูกเวลานั้นขึ้นอยู่ความแตกต่างของความดันออกซิเจนในปอดและส่วนอื่นๆ ของร่างกาย กล่าวคือ เมื่อเราสูดลมหายใจผ่านเข้ามายังปอด เลือดที่มาจากอวัยวะต่างๆ ของร่างกายจะมีออกซิเจนต่ำ ดังนั้นออกซิเจนจำนวนมากที่เราหายใจเข้ามาจึงสามารถแพร่ (Diffusion) ผ่านเข้าสู่เส้นเลือด เป็นผลให้อะตอมของเหล็กในฮีมสามารถจับกับออกซิเจนดังกล่าวได้ ขณะเดียวกันฮีโมโกลบินที่จับกับออกซิเจน เมื่อเดินทางผ่านกระแสเลือดไปยังเซลล์หรือเนื้อเยื่อที่ต้องการใช้ออกซิเจน เซลล์หรือเนื้อเยื่อที่มีออกซิเจนต่ำกว่าและมีความเป็นกรดสูงจากการที่มีคาร์บอนไดออกไซด์จำนวนมาก จะเป็นสัญญาณบ่งชี้ให้ฮีโมโกลบินปล่อยออกซิเจนให้กับเซลล์เหล่านั้นเพื่อไปใช้ประโยชน์ในการสร้างพลังงานได้อย่างถูกที่ถูกเวลา

อย่างไรก็ดี ทุกสิ่งในโลกไม่ได้ให้ประโยชน์เพียงด้านเดียว เช่นเดียวกับอากาศที่เราหายใจก็ไม่ได้มีเพียงออกซิเจนที่ให้ประโยชน์ หากแต่มีแก๊สชนิดอื่นๆ ที่เป็นพิษต่อร่างกายปะปนอยู่ด้วยคาร์บอนมอนอกไซด์ (Carbon monoxide) เป็นแก๊สที่ได้จากการเผาไหม้เชื้อเพลิงอย่างไม่สมบูรณ์ มีน้ำหนักเบา ไม่มีสี ไม่มีกลิ่น ไม่มีรส และสามารถล่องลอยอยู่ในอากาศได้ โดยคาร์บอนมอนอกไซด์สามารถเกิดขึ้นได้จากกิจกรรมทั่วไปในชีวิตประจำวัน เช่น การเผาไหม้ของแก๊สหุงต้ม ไม้ ถ่านหิน ควันจากท่อไอเสียรถยนต์ หรือแม้กระทั่งการสูบบุหรี่ ซึ่งกิจกรรมเหล่านี้ก่อให้เกิดแก๊สคาร์บอนมอนอกไซด์ในสภาวะที่เหมาะสมเช่น อยู่ในพื้นที่ที่มีอากาศถ่ายเทได้สะดวก แต่ในทางตรงกันข้าม หากเกิดการเผาไหม้ในพื้นที่ที่ไม่มีการระบายอากาศที่ดี แก๊สคาร์บอนมอนอไซด์สามารถก่อให้เกิดอันตรายต่อร่างกายได้

เนื่องจากคาร์บอนมอนอกไซด์สามารถจับกับธาตุเหล็กของฮีมในโครงสร้างของฮีโมโกลบินได้ดีกว่าออกซิเจนถึง 200 เท่า ซึ่งเมื่อเราหายใจเอาอากาศที่มีคาร์บอนมอนอกไซด์เข้าไปในปริมาณสูง คาร์บอนมอนอกไซด์จะแย่งจับกับฮีโมโกลบินแทนออกซิเจน ทำให้ฮีโมโกลบินในเซลล์เม็ดเลือดแดงสูญเสียความสามารถในการจับกับออกซิเจนและลำเลียงออกซิเจนไปยังเซลล์ที่ต้องการได้ เป็นผลให้ร่างกายขาดออกซิเจน และเป็นสาเหตุให้การทำงานของสมองและระบบต่างๆ ของร่างกายเสียหายได้ ทั้งนี้การจับกันของคาร์บอนมอนอกไซด์และฮีโมโกลบินสามารถแสดงสมการได้ดังนี้

ผลกระทบจากการได้รับคาร์บอนมอนอกไซด์ต่อสุขภาพนั้นมีระดับความรุนแรงที่แตกต่างกัน ทั้งนี้ในระดับความเข้มข้นของแก๊สคาร์บอนมอนอกไซด์ที่ 20-30 PPM สามารถก่อให้เกิดอันตรายได้หากได้รับเป็นเวลานานหลายชั่วโมง ในขณะที่การได้รับคาร์บอนมอนอกไซด์ที่ความเข้มข้น 2000 PPM เป็นเวลา 1 ชั่วโมงจะทำให้หมดสติและอาจเป็นอันตรายถึงชีวิตได้

แม้ว่าเราจะไม่สามารถป้องกันตัวเองจากแก๊สคาร์บอนมอนอกไซด์ได้ทั้งหมด และในทางกลับกัน มนุษย์เรากลับเป็นผู้สร้างและปล่อยแก๊สพิษนั้นออกสู่สิ่งแวดล้อมเสียเอง อย่างไรก็ดี เราสามารถหลีกเลี่ยงความเสี่ยงในการสัมผัสกับแก๊สคาร์บอนมอนอกไซด์ได้ด้วยวิธีง่าย ๆ อย่างการทำกิจกรรมที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการเผาไหม้ต่าง ๆ ในบริเวณที่มีอากาศถ่ายเทได้สะดวก หรือการติดตั้งเครื่องตรวจจับแก๊สคาร์บอนมอนอกไซด์ไว้ภายในครัวเรือน

Facebook Comments Box

Chaiwat Poungklung

วิทยาศาสตร์, ศูนย์เครื่องมือวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

ความเป็นพิษของคาร์บอนมอนอกไซด์ (Carbon monoxide)

Chaiwat Poungklung

มหาวิทยาลัยวลัยลักษณ์