แร่ธาตุควบคุมกระบวนการเผาผลาญ: ภาพรวม

แร่ธาตุมีสัดส่วนเพียงไม่กี่เปอร์เซ็นต์ของอาหารเมื่อเทียบตามน้ำหนัก แต่หากปราศจากแร่ธาตุ วิถีเมแทบอลิซึมหลักก็จะไม่สามารถทำงานได้ แร่ธาตุมีส่วนร่วมในการส่งสัญญาณ รักษาประจุไฟฟ้าของเซลล์ กระตุ้นเอนไซม์ ทำให้โปรตีนและดีเอ็นเอมีความเสถียร และควบคุมความดันโลหิตและการแข็งตัวของเลือด เกือบทุกขั้นตอนในห่วงโซ่การเปลี่ยนอาหารให้เป็นพลังงานและเนื้อเยื่อของร่างกายต้องอาศัยการมีส่วนร่วมขององค์ประกอบอย่างน้อยหนึ่งอย่าง [1]

จากข้อมูลสมัยใหม่ พบว่าสารอาหารหลัก (แคลเซียม แมกนีเซียม ฟอสฟอรัส โซเดียม โพแทสเซียม คลอรีน และกำมะถัน) เป็นโครงสร้างของโครงกระดูกและสภาพแวดล้อมภายนอกเซลล์ ในขณะที่สารอาหารรอง (เหล็ก สังกะสี ทองแดง ซีลีเนียม ไอโอดีน และอื่นๆ) ทำหน้าที่เป็นตัวควบคุมที่ละเอียดอ่อน เปิดและปิดปฏิกิริยาของเอนไซม์แต่ละชนิด แร่ธาตุไม่ได้ทำหน้าที่เป็นแหล่งพลังงาน แต่เป็น "ตัวควบคุม" โดยควบคุมทิศทางการเผาผลาญอาหาร กิจกรรมของปฏิกิริยา และวิธีที่ร่างกายตอบสนองต่อความเครียด [2]

การขาดธาตุเพียงชนิดเดียวแม้เพียงเล็กน้อยก็อาจส่งผลต่อการทำงานของเอนไซม์ได้หลายสิบชนิด ตัวอย่างเช่น การขาดแมกนีเซียมส่งผลต่อความไวต่ออินซูลินและความต้านทานต่อความเครียด ในขณะที่การขาดธาตุเหล็กและไอโอดีนส่งผลต่อการทำงานของต่อมไทรอยด์ ระดับพลังงาน และการทำงานของสมอง ในขณะเดียวกัน การเสริมแร่ธาตุที่มากเกินไปอาจทำให้ไตทำงานหนักเกินไป ขัดขวางจังหวะการเต้นของหัวใจ และทำลายสมดุลของธาตุอื่นๆ [3]

องค์การอนามัยโลกและองค์กรระหว่างประเทศอื่นๆ เน้นย้ำว่าการขาดแร่ธาตุเป็นสาเหตุสำคัญของภาวะโลหิตจาง การเจริญเติบโตที่ชะงักงัน พัฒนาการทางสติปัญญาบกพร่อง และความเสี่ยงต่อการติดเชื้อที่เพิ่มขึ้นทั่วโลก ไม่เพียงแต่ในประเทศกำลังพัฒนาเท่านั้น แต่ยังพบภาวะขาดสังกะสี เหล็ก ไอโอดีน และซีลีเนียมในภูมิภาคที่ร่ำรวยอีกด้วย [4]

ดังนั้น เมื่อกล่าวถึง "การกินเพื่อสุขภาพ" สิ่งสำคัญคือต้องพิจารณาไม่เพียงแต่แคลอรี โปรตีน ไขมัน และคาร์โบไฮเดรตเท่านั้น แต่ยังรวมถึงแร่ธาตุในอาหารด้วย แร่ธาตุไม่ได้ทำให้รู้สึกอิ่ม แต่เป็นปัจจัยกำหนดว่าอาหารที่รับประทานเข้าไปจะส่งผลดีต่อสุขภาพ มีพลังงาน และต้านทานโรค หรือกลายเป็นเชื้อเพลิงสำหรับโรคเรื้อรังของระบบเผาผลาญ [5]

ตารางที่ 1 แร่ธาตุในกระบวนการเผาผลาญ: ภาพรวมโดยย่อ

กลุ่ม	ตัวอย่าง	บทบาทสำคัญในการแลกเปลี่ยน
สารอาหารหลัก	แคลเซียม ฟอสฟอรัส แมกนีเซียม โซเดียม โพแทสเซียม คลอรีน กำมะถัน	โครงสร้างกระดูก สมดุลน้ำ-เกลือ การส่งผ่านประสาทและกล้ามเนื้อ สมดุลกรด-เบส
ไมโครเอลิเมนต์	เหล็ก สังกะสี ทองแดง ซีลีเนียม ไอโอดีน แมงกานีส	เอนไซม์ ฮอร์โมน สารต้านอนุมูลอิสระ ภูมิคุ้มกัน
เกณฑ์และพิษ	ฟลูออรีน โครเมียม โมลิบดีนัม โคบอลต์ ตะกั่ว แคดเมียม	การใช้ปริมาณเล็กน้อยอาจมีประโยชน์ แต่หากใช้มากเกินไปอาจเกิดพิษได้

การจำแนกแร่ธาตุและตำแหน่งในโภชนาการ

โดยทั่วไปแร่ธาตุจะถูกแบ่งออกเป็นสามกลุ่มใหญ่ๆ ได้แก่ ธาตุอาหารหลัก ธาตุอาหารรอง และธาตุอาหารรองพิเศษ การแบ่งกลุ่มนี้ไม่ได้พิจารณาจากความสำคัญ แต่พิจารณาจากความต้องการในแต่ละวัน ธาตุอาหารหลักต้องการในปริมาณที่วัดเป็นหน่วยหลายร้อยมิลลิกรัม ธาตุอาหารรองต้องการเป็นหน่วยมิลลิกรัมและไมโครกรัม และธาตุอาหารรองพิเศษต้องการในปริมาณเล็กน้อย แต่ยังคงมีนัยสำคัญทางชีวภาพ [6]

สารอาหารหลักเป็น "พื้นฐาน" ของกระบวนการเผาผลาญ แคลเซียมและฟอสฟอรัสมีความสำคัญต่อกระดูกและฟัน แมกนีเซียมมีส่วนเกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาหลายร้อยอย่าง โซเดียมและโพแทสเซียมมีบทบาทในการกำหนดศักย์ไฟฟ้าของเยื่อหุ้มเซลล์และการทำงานของหัวใจ คลอรีนมีความสำคัญต่อความเป็นกรดในกระเพาะอาหาร และกำมะถันเป็นส่วนประกอบของกรดอะมิโนและโคเอนไซม์หลายชนิด การเปลี่ยนแปลงที่สำคัญใดๆ ในองค์ประกอบเหล่านี้จะส่งผลต่อกระบวนการเผาผลาญอย่างรวดเร็ว [7]

ธาตุอาหารรองมีบทบาทในการ "ปรับแต่ง" ธาตุเหล็กเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการขนส่งออกซิเจนและการทำงานของเอนไซม์หลายชนิด สังกะสีมีส่วนเกี่ยวข้องกับเอนไซม์มากกว่า 300 ชนิด ซีลีเนียมมีส่วนเกี่ยวข้องกับระบบต้านอนุมูลอิสระและการควบคุมการทำงานของต่อมไทรอยด์ ไอโอดีนมีส่วนเกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์ฮอร์โมนไทรอยด์ และทองแดงและแมงกานีสมีส่วนเกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาออกซิเดชัน-รีดักชัน การสูญเสียหน้าที่เหล่านี้แม้เพียงบางส่วนเนื่องจากการขาดสารอาหารก็ส่งผลกระทบทางคลินิกอย่างมีนัยสำคัญ [8]

กลุ่มที่แยกออกมาประกอบด้วยธาตุที่มีบทบาทสองประการ ฟลูออรีน โครเมียม โคบอลต์ และโมลิบดีนัมมีส่วนร่วมในปฏิกิริยาสำคัญในปริมาณเล็กน้อย แต่จะกลายเป็นพิษหากมีปริมาณมากเกินไป ในทางกลับกัน ตะกั่ว แคดเมียม ปรอท และโลหะอื่นๆ บางชนิดไม่จำเป็นต่อร่างกายเลย และถือเป็นเพียงสารมลพิษที่รบกวนการเผาผลาญและทำลายเนื้อเยื่อ [9]

ในทางปฏิบัติ สิ่งสำคัญที่ต้องจำไว้คือ "จุลภาค" ไม่ได้หมายความว่า "ไม่มีนัยสำคัญ" สารอาหารจุลภาคมีความสำคัญพอๆ กับสารอาหารมหภาค เพียงแต่ปริมาณที่ต้องการจะน้อยกว่า อย่างไรก็ตาม ขอบเขตความปลอดภัยของสารอาหารจุลภาคมักจะน้อย และความผิดพลาดทางโภชนาการ โรคลำไส้ หรืออาหารตามกระแสนิยมด้านเดียว มักนำไปสู่ปัญหาสุขภาพที่ไม่พึงประสงค์ได้อย่างรวดเร็ว [10]

ตารางที่ 2 การจำแนกแร่ธาตุตามความต้องการ

กลุ่ม	ความต้องการรายวัน	ตัวอย่าง
สารอาหารหลัก	สิบและร้อยมิลลิกรัม	แคลเซียม ฟอสฟอรัส แมกนีเซียม โซเดียม โพแทสเซียม คลอรีน กำมะถัน
ไมโครเอลิเมนต์	มิลลิกรัมและสิบไมโครกรัม	เหล็ก สังกะสี ทองแดง ซีลีเนียม ไอโอดีน แมงกานีส
อุลตราไมโครเอลิเมนต์	เศษส่วนของไมโครกรัมและไมโครกรัม	โคบอลต์ในวิตามินบี 12 โครเมียม โมลิบดีนัม ฟลูออรีน
ธาตุที่เป็นพิษ	ไม่มีความต้องการทางโภชนาการ	ตะกั่ว แคดเมียม ปรอท สารหนู

แร่ธาตุในฐานะโคแฟกเตอร์เอนไซม์: "กุญแจ" ในการกระตุ้นปฏิกิริยา

ปฏิกิริยาเมแทบอลิซึมส่วนใหญ่ในร่างกายเกี่ยวข้องกับเอนไซม์ แร่ธาตุในปฏิกิริยาเหล่านี้ทำหน้าที่เป็นโคแฟกเตอร์ ซึ่งเป็น "กุญแจ" อนินทรีย์ที่หากปราศจากสิ่งนี้ เอนไซม์จะไม่สามารถจับกับสารตั้งต้นหรือดำเนินกระบวนการเปลี่ยนรูปได้ โคแฟกเตอร์เหล่านี้สามารถรวมเข้ากับโครงสร้างของเอนไซม์หรือยึดติดชั่วคราวระหว่างปฏิกิริยาได้ [11]

แมกนีเซียมเป็นหนึ่งในปัจจัยร่วมสำคัญด้านพลังงาน ปฏิกิริยาใดๆ ที่เกี่ยวข้องกับอะดีโนซีนไตรฟอสเฟตในเซลล์มักจะต้องใช้แมกนีเซียม ซึ่งจะช่วยรักษาเสถียรภาพของโมเลกุลและช่วยถ่ายโอนหมู่ฟอสเฟต การขาดแมกนีเซียมจะทำให้การทำงานของเอนไซม์หลายสิบชนิดที่เกี่ยวข้องกับไกลโคไลซิส วัฏจักรกรดซิตริก และการสังเคราะห์โปรตีนช้าลง ซึ่งส่งผลกระทบต่อระดับพลังงาน การทำงานของกล้ามเนื้อ และระบบประสาท [12]

สังกะสีเป็นตัวควบคุมเอนไซม์และปัจจัยการถอดรหัสสากล สังกะสีเป็นส่วนหนึ่งของโครงสร้าง "นิ้วสังกะสี" ของโปรตีนที่จับกับดีเอ็นเอ ซึ่งช่วยให้โปรตีนสามารถจดจำบริเวณเฉพาะของจีโนมและเปิดหรือปิดการสังเคราะห์โปรตีนได้ สังกะสียังสนับสนุนการทำงานของเอนไซม์ต้านอนุมูลอิสระ การเผาผลาญคาร์โบไฮเดรตและไขมัน และการสังเคราะห์ฮอร์โมนและสารสื่อประสาท [13]

เหล็ก ทองแดง และแมงกานีส มีส่วนเกี่ยวข้องในปฏิกิริยารีดอกซ์ เหล็กเป็นส่วนประกอบของฮีโมโกลบิน ไมโอโกลบิน และไซโตโครมของห่วงโซ่การหายใจ ในขณะที่ทองแดงและแมงกานีสเป็นส่วนประกอบของซูเปอร์ออกไซด์ดิสมิวเทส ซึ่งปกป้องเซลล์จากอนุมูลอิสระ ซีลีเนียมเป็นส่วนประกอบของกลูตาไธโอนเปอร์ออกซิเดสและเอนไซม์อื่นๆ ที่ทำหน้าที่ดับสารประกอบเปอร์ออกไซด์และรักษาสมดุลของสารต้านอนุมูลอิสระ [14]

ที่สำคัญ แร่ธาตุมักเชื่อมโยงกันเป็นเครือข่ายปฏิสัมพันธ์: การมีแร่ธาตุชนิดหนึ่งมากเกินไปอาจขัดขวางการดูดซึมของแร่ธาตุอีกชนิดหนึ่ง ในขณะที่การขาดแร่ธาตุอาจเพิ่มความเป็นพิษของแร่ธาตุชนิดที่สาม ตัวอย่างเช่น การมีสังกะสีมากเกินไปจะทำให้ทองแดงเสื่อมลง ในขณะที่ธาตุเหล็กมากเกินไปเมื่อขาดสารต้านอนุมูลอิสระ จะเพิ่มภาวะเครียดออกซิเดชัน ดังนั้น ความพยายามใดๆ ที่จะ "ปรับเปลี่ยน" การเผาผลาญด้วยอาหารเสริมเพียงชนิดเดียวโดยไม่เข้าใจบริบท อาจส่งผลเสียได้ [15]

ตารางที่ 3 ตัวอย่างแร่ธาตุโคแฟกเตอร์และกระบวนการที่เกี่ยวข้อง

แร่ธาตุ	บทบาทหลักของเอนไซม์	ผลกระทบสำคัญของการขาดดุล
แมกนีเซียม	ปฏิกิริยากับอะดีโนซีนไตรฟอสเฟต เอนไซม์มากกว่า 300 ชนิด	อาการอ่อนเพลีย ปวดเกร็ง ความไวต่ออินซูลินลดลง
สังกะสี	ปัจจัยการถอดรหัส เอนไซม์ต้านอนุมูลอิสระ การสังเคราะห์ฮอร์โมน	ภูมิคุ้มกันลดลง แผลหายช้า ปัญหาผิวหนัง
เหล็ก	ห่วงโซ่การหายใจ การขนส่งออกซิเจน เอนไซม์กำจัดสารพิษ	โรคโลหิตจาง ความอดทนลดลง ความบกพร่องทางสติปัญญา
ทองแดง	เอนไซม์ออกซิเดชัน-รีดักชัน การเผาผลาญเหล็ก	โรคโลหิตจาง ภาวะเม็ดเลือดขาวต่ำ อาการทางระบบประสาท
ซีลีเนียม	เอนไซม์ต้านอนุมูลอิสระ การเผาผลาญฮอร์โมนไทรอยด์	ความเครียดออกซิเดชันที่เพิ่มขึ้น ความผิดปกติของต่อมไทรอยด์

แร่ธาตุและการเผาผลาญพลังงาน: คาร์โบไฮเดรต ไขมัน โปรตีน

การเผาผลาญพลังงานเริ่มต้นจากการควบคุมระดับกลูโคสของร่างกายและความไวต่ออินซูลินของเซลล์ แมกนีเซียมและโครเมียมมีส่วนเกี่ยวข้องกับการทำงานของอินซูลินและการส่งสัญญาณภายในเซลล์ สังกะสีมีอิทธิพลต่อการสังเคราะห์และการหลั่งอินซูลิน และแมงกานีสมีส่วนเกี่ยวข้องกับการควบคุมการเผาผลาญคาร์โบไฮเดรตผ่านเอนไซม์กลูโคนีโอเจเนซิสและการป้องกันสารต้านอนุมูลอิสระ การขาดแร่ธาตุเหล่านี้สัมพันธ์กับภาวะความทนต่อกลูโคสบกพร่องและความเสี่ยงที่เพิ่มขึ้นของความผิดปกติของระบบเผาผลาญ [16]

การเผาผลาญไขมันยังขึ้นอยู่กับ "สวิตช์" ของแร่ธาตุ เหล็กและทองแดงเป็นส่วนประกอบของเอนไซม์ไมโทคอนเดรียที่ทำหน้าที่ควบคุมกระบวนการเบตาออกซิเดชันของกรดไขมัน ในขณะที่สังกะสีและซีลีเนียมช่วยสนับสนุนระบบต้านอนุมูลอิสระที่ปกป้องลิพิดเยื่อหุ้มเซลล์จากการเกิดเปอร์ออกซิเดชัน การขาดธาตุเหล่านี้จะรบกวนสมดุลระหว่างการสังเคราะห์และการสลายไขมัน ส่งผลให้เกิดภาวะเครียดออกซิเดชัน ซึ่งสำคัญอย่างยิ่งต่อโรคไขมันพอกตับชนิดไม่มีแอลกอฮอล์และภาวะหลอดเลือดแดงแข็ง [17]

การเผาผลาญโปรตีนและการเจริญเติบโตของเนื้อเยื่อเป็นไปไม่ได้หากปราศจากสังกะสี เหล็ก และทองแดงในปริมาณที่เพียงพอ สังกะสีมีความสำคัญต่อการสังเคราะห์ดีเอ็นเอและการแบ่งเซลล์ เหล็กเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับเอนไซม์ที่ทำหน้าที่สังเคราะห์คอลลาเจนและสนับสนุนพลังงานสำหรับการพัฒนาเนื้อเยื่อ และทองแดงเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับเอนไซม์ที่ "เชื่อมขวาง" คอลลาเจนและอีลาสตินให้เป็นโครงสร้างที่แข็งแรง การขาดแร่ธาตุเหล่านี้จะทำให้การสมานแผล การเจริญเติบโตของกล้ามเนื้อ และการฟื้นตัวหลังการออกกำลังกายลดลง [18]

ความสมดุลของแคลเซียม ฟอสฟอรัส และแมกนีเซียมไม่เพียงแต่กำหนดความแข็งแรงของกระดูกเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการทำงานของกล้ามเนื้อ รวมถึงหัวใจด้วย แคลเซียมกระตุ้นการหดตัว แมกนีเซียมช่วยให้กล้ามเนื้อผ่อนคลาย และโพแทสเซียมและโซเดียมควบคุมกระแสไฟฟ้า การขาดแมกนีเซียมและโพแทสเซียมมีแนวโน้มที่จะทำให้เกิดภาวะหัวใจเต้นผิดจังหวะ โซเดียมที่มากเกินไปส่งผลต่อความดันโลหิต และการขาดแคลเซียมและฟอสฟอรัสนำไปสู่ภาวะแร่ธาตุในกระดูกบกพร่อง [19]

ธาตุเหล็กและทองแดงมีบทบาทสำคัญเท่าเทียมกันในการลำเลียงออกซิเจนและห่วงโซ่การหายใจ หากขาดออกซิเจนและไมโทคอนเดรียที่ทำงานได้ตามปกติ เส้นทางเมตาบอลิซึมอื่นๆ ทั้งหมดจะทำงานใน "โหมดประหยัด" นี่คือสาเหตุที่ภาวะขาดธาตุเหล็ก แมกนีเซียม สังกะสี และไอโอดีนร่วมกันมักแสดงอาการอ่อนเพลียเรื้อรัง สมาธิลดลง และความอดทนลดลง [20]

ตารางที่ 4 แร่ธาตุและทิศทางหลักของการเผาผลาญพลังงาน

กระบวนการ	แร่ธาตุสำคัญ	เมื่อเกิดภาวะขาดแคลนจะเกิดอะไรขึ้น?
การเผาผลาญคาร์โบไฮเดรตและความไวต่ออินซูลิน	แมกนีเซียม โครเมียม สังกะสี แมงกานีส	ภาวะความทนต่อกลูโคสบกพร่อง ความเสี่ยงต่อความผิดปกติของระบบเผาผลาญเพิ่มขึ้น
การเผาผลาญไขมันและการปกป้องเยื่อหุ้มเซลล์	เหล็ก ทองแดง สังกะสี ซีลีเนียม	ภาวะเบต้าออกซิเดชันบกพร่อง ความเครียดออกซิเดชันเพิ่มขึ้น และความเสี่ยงต่อโรคไขมันพอกตับ
การสังเคราะห์โปรตีนและการเจริญเติบโตของเนื้อเยื่อ	สังกะสี เหล็ก ทองแดง	การรักษาล่าช้า สูญเสียมวลกล้ามเนื้อ อ่อนแรง
การทำงานของกล้ามเนื้อและอัตราการเต้นของหัวใจ	แคลเซียม แมกนีเซียม โพแทสเซียม โซเดียม	อาการชัก, หัวใจเต้นผิดจังหวะ, ความดันโลหิตผันผวน
การขนส่งออกซิเจนและการทำงานของไมโตคอนเดรีย	เหล็ก, ทองแดง	โรคโลหิตจาง ความอดทนลดลง อ่อนเพลียเรื้อรัง

แร่ธาตุ เลือด และภูมิคุ้มกัน

การสร้างเม็ดเลือดเป็นหนึ่งในกระบวนการที่ไวต่อสารอาหารจุลธาตุมากที่สุด โดยทั่วไปแล้วธาตุเหล็ก วิตามินบี 12 และโฟเลตจะมีความสำคัญเป็นอันดับแรก แต่หากปราศจากทองแดง สังกะสี และแร่ธาตุเหล่านี้ที่มีบทบาทเป็นตัวกลางในเอนไซม์เมแทบอลิซึมของดีเอ็นเอ การเจริญเติบโตเต็มที่ของเซลล์เม็ดเลือดก็เป็นไปไม่ได้เช่นกัน ภาวะขาดธาตุเหล็กยังคงเป็นปัญหาระดับโลก นำไปสู่ภาวะโลหิตจาง ประสิทธิภาพการทำงานลดลง และความเสี่ยงต่อภาวะแทรกซ้อนที่เพิ่มขึ้นระหว่างการติดเชื้อและการตั้งครรภ์ [21]

ทองแดงมีส่วนเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนธาตุเหล็กให้อยู่ในรูปแบบที่เหมาะสมสำหรับการรวมตัวกับฮีโมโกลบิน รวมถึงการทำงานของเอนไซม์ที่ปกป้องเซลล์เม็ดเลือดแดงจากความเสียหายจากอนุมูลอิสระ การขาดทองแดงอาจแฝงตัวมาในรูปแบบของโรคโลหิตจางจากการขาดธาตุเหล็ก: ฮีโมโกลบินต่ำ แต่ธาตุเหล็กในปริมาณมาตรฐานจะไม่มีประสิทธิภาพจนกว่าสถานะของทองแดงจะกลับคืนสู่ปกติ [22]

ระบบภูมิคุ้มกันมีความไวต่อการขาดสังกะสี ซีลีเนียม เหล็ก และทองแดงเป็นพิเศษ สังกะสีเป็นสิ่งจำเป็นต่อการเจริญเติบโตของเซลล์ทีลิมโฟไซต์และการทำงานปกติของเนื้อเยื่อกั้น ซีลีเนียมทำหน้าที่ปกป้องเซลล์ภูมิคุ้มกันจากสารต้านอนุมูลอิสระและควบคุมการอักเสบ และเหล็กและทองแดงทำหน้าที่ฆ่าเชื้อแบคทีเรียในนิวโทรฟิลและแมคโครฟาจ การขาดแร่ธาตุเหล่านี้เพิ่มความเสี่ยงต่อการติดเชื้อรุนแรงและการฟื้นตัวที่ล่าช้า [23]

ไอโอดีนและซีลีเนียม มีอิทธิพลต่ออัตราการเผาผลาญและการตอบสนองของร่างกายต่อการติดเชื้อและความเครียดผ่านทางฮอร์โมนไทรอยด์ ฮอร์โมนไทรอยด์ควบคุมการบริโภคออกซิเจน การสังเคราะห์โปรตีน อุณหภูมิร่างกาย และการทำงานของเซลล์ภูมิคุ้มกัน ดังนั้น การขาดไอโอดีนและซีลีเนียมร่วมกันอาจทำให้ระบบภูมิคุ้มกันอ่อนแอลงทางอ้อมและลดความต้านทานต่อโรคเรื้อรัง [24]

สิ่งที่น่าสังเกตเป็นพิเศษคือบทบาทของการขาดแร่ธาตุต่อความเสี่ยงต่อการติดเชื้อในเด็ก สตรีมีครรภ์ ผู้สูงอายุ และผู้ป่วยโรคเรื้อรัง การขาดธาตุเหล็ก สังกะสี ไอโอดีน และซีลีเนียมในกลุ่มเหล่านี้สัมพันธ์กับอัตราการเสียชีวิตที่สูงขึ้นจากโรคท้องร่วง ปอดบวม มาลาเรีย และการติดเชื้ออื่นๆ ซึ่งเน้นย้ำถึงความจำเป็นของการเสริมสารอาหารและโปรแกรมการแทรกแซงทางโภชนาการที่ตรงเป้าหมาย [25]

ตารางที่ 5 แร่ธาตุและหน้าที่หลักของเลือดและภูมิคุ้มกัน

ทิศทาง	องค์ประกอบพื้นฐาน	ผลที่ตามมาของการขาดสารอาหาร
การสังเคราะห์ฮีโมโกลบิน	ธาตุเหล็ก ทองแดง วิตามินบี 12 และโฟเลต (ควบคุมโดยแร่ธาตุ)	ภาวะโลหิตจาง อ่อนแรง ความอดทนลดลง
การเจริญเติบโตของเม็ดเลือดขาว	สังกะสี, เหล็ก	ความเสี่ยงต่อการติดเชื้อเพิ่มมากขึ้น
การปกป้องเซลล์ภูมิคุ้มกันด้วยสารต้านอนุมูลอิสระ	ซีลีเนียม ทองแดง สังกะสี แมงกานีส	ความเครียดออกซิเดชันที่เพิ่มขึ้น การติดเชื้อรุนแรง
การควบคุมฮอร์โมนของระบบเผาผลาญ	ไอโอดีน, ซีลีเนียม	การตอบสนองต่อความเครียดและการติดเชื้อบกพร่อง ความผันผวนของการเผาผลาญ
การปกป้องเซลล์เม็ดเลือดแดง	ทองแดง เหล็ก สังกะสี	การลดลงของชีวิตเซลล์เม็ดเลือดแดง ปริมาณเม็ดเลือดแดงแตกแบบไม่แสดงอาการ

การขาดแร่ธาตุและเกินแร่ธาตุ: ความเสี่ยงสองเท่า

สำหรับแร่ธาตุส่วนใหญ่ ช่วงระหว่างการขาดกับความเป็นพิษค่อนข้างแคบ การขาดธาตุเหล็ก ไอโอดีน สังกะสี ซีลีเนียม แมกนีเซียม และแคลเซียม นำไปสู่ความผิดปกติทางเมตาบอลิซึมและโรคภัยไข้เจ็บ แต่การพยายาม "เล่นอย่างปลอดภัย" ด้วยการรับประทานอาหารเสริมในปริมาณสูงอาจทำให้ร่างกายรับภาระมากเกินไป โดยเฉพาะไต ตับ และระบบหัวใจและหลอดเลือด [26]

องค์กรยุโรปและนานาชาติกำหนดระดับการบริโภคอ้างอิงและระดับสูงสุดที่ยอมรับได้สำหรับแร่ธาตุส่วนใหญ่ สิ่งเหล่านี้เป็นเกณฑ์มาตรฐาน ซึ่งหากสูงกว่านี้ ความเสี่ยงต่อผลข้างเคียงจะเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ ตัวอย่างเช่น การบริโภคแคลเซียมมากเกินไปสัมพันธ์กับการเกิดนิ่วและอาจส่งผลต่อหัวใจ ธาตุเหล็กมากเกินไปทำให้เกิดภาวะเครียดออกซิเดชันและความเสียหายของตับ และการบริโภคสังกะสีมากเกินไปทำให้เกิดภาวะขาดทองแดงและภูมิคุ้มกันบกพร่อง [27]

ในชีวิตจริง ภาวะขาดสารอาหารมักเกี่ยวข้องกับการรับประทานอาหารที่ไม่ดี การรับประทานอาหารที่ไม่สมดุล การดูดซึมสารอาหารบกพร่อง และความต้องการที่เพิ่มขึ้น (การเจริญเติบโต การตั้งครรภ์ โรคอักเสบเรื้อรัง) อย่างไรก็ตาม ภาวะขาดสารอาหารมักเกิดจากการรับประทานอาหารเสริมและยาที่ไม่ได้รับการควบคุม การสัมผัสโลหะหนักจากการทำงาน หรือจากหลายแหล่งรวมกัน (อาหารเด็กเข้มข้น ยา อาหารเสริม) [28]

ควรพิจารณาปฏิกิริยาระหว่างธาตุต่างๆ แยกต่างหาก ตัวอย่างเช่น การเสริมธาตุเหล็กปริมาณสูงอาจทำให้การดูดซึมสังกะสีและทองแดงลดลง แคลเซียมส่วนเกินอาจรบกวนการดูดซึมแมกนีเซียมและธาตุเหล็ก และสังกะสีส่วนเกินอาจทำให้เกิดภาวะขาดทองแดง ดังนั้น จึงแนะนำให้แก้ไขสถานะแร่ธาตุ ไม่ใช่แบบ "ครั้งเดียว" แต่ควรแก้ไขด้วยความเข้าใจภาพรวมและการวิเคราะห์ [29]

เมื่อสงสัยว่ามีแร่ธาตุไม่เพียงพอหรือมีแร่ธาตุมากเกินไป กลยุทธ์ที่เหมาะสมคือการประเมินโภชนาการร่วมกับการวินิจฉัยทางห้องปฏิบัติการ การตรวจระดับซีรัม การประเมินเฟอร์ริติน ความอิ่มตัวของทรานสเฟอร์ริน ระดับไอโอดีนและซีลีเนียม และในบางกรณี การวิเคราะห์เส้นผมหรือปัสสาวะ จะถูกใช้เพื่อระบุองค์ประกอบต่างๆ การสั่งจ่ายอาหารเสริมในปริมาณสูง "เผื่อไว้" โดยไม่ได้รับการประเมินดังกล่าวจะเพิ่มความเสี่ยงที่สมดุลจะพลิกไปในทิศทางตรงกันข้าม [30]

ตารางที่ 6 การขาดและเกินแร่ธาตุ: ตัวอย่างทั่วไป

แร่ธาตุ	ความเสี่ยงจากการขาดสารอาหาร	ความเสี่ยงที่เกิน
เหล็ก	โรคโลหิตจาง ภาวะสมองเสื่อม อ่อนเพลีย	ความเสียหายของตับ ความเครียดออกซิเดชันที่เพิ่มขึ้น ความเสี่ยงของการติดเชื้อในบุคคลที่มีความเสี่ยง
แคลเซียม	ภาวะกระดูกพรุน	การเกิดนิ่ว ผลกระทบต่อหลอดเลือดและหัวใจเมื่อใช้ในปริมาณที่สูงมาก
แมกนีเซียม	อาการชัก หัวใจเต้นผิดจังหวะ ภาวะดื้อต่ออินซูลิน	หากไตทำงานปกติ ส่วนเกินจะเกิดขึ้นได้น้อย แต่หากไตวาย อาจมีความผิดปกติของจังหวะการเต้นได้
สังกะสี	ภูมิคุ้มกันลดลง ปัญหาผิวหนัง รสชาติและความอยากอาหารผิดปกติ	ภาวะขาดทองแดง ภูมิคุ้มกันบกพร่อง อาการทางระบบทางเดินอาหาร
ซีลีเนียม	ความเครียดออกซิเดชันที่เพิ่มขึ้น, ความผิดปกติของต่อมไทรอยด์	โรคเซเลโนซิส: ผมและเล็บเปราะบาง ความผิดปกติของระบบประสาท

คำแนะนำเชิงปฏิบัติ: วิธีการให้อาหารแก่ "ระบบแร่ธาตุ" อย่างถูกต้อง

หลักการพื้นฐานคือ รับประทานอาหารให้ครบก่อน อาหารเสริมเป็นอันดับสอง คนส่วนใหญ่ที่รับประทานอาหารหลากหลาย ทั้งผัก ผลไม้ ธัญพืชไม่ขัดสี ถั่วเปลือกแข็ง ถั่วเปลือกแข็ง ผลิตภัณฑ์นมหรือผลิตภัณฑ์จากนม ปลา และเนื้อสัตว์ในปริมาณปานกลาง จะสามารถได้รับแร่ธาตุที่จำเป็นอย่างครบถ้วน ยกเว้นกลุ่มเสี่ยงบางกลุ่ม ซึ่งการเสริมอาหารและอาหารเสริมเป็นสิ่งจำเป็นอย่างแท้จริง [31]

เสาหลักที่สองคือการเข้าใจความเสี่ยงของคุณ ผู้ที่ทานมังสวิรัติและโดยเฉพาะอย่างยิ่งผู้ที่ทานวีแกนมีแนวโน้มที่จะมีภาวะขาดธาตุเหล็ก สังกะสี ไอโอดีน และบางครั้งอาจรวมถึงซีลีเนียมด้วย ผู้ที่มีโรคลำไส้อักเสบ โรคซีลิแอค และผู้ที่เคยได้รับการผ่าตัดลดน้ำหนักและการผ่าตัดกระเพาะอาหารและลำไส้เล็ก มีความเสี่ยงต่อการขาดสารอาหารจุลธาตุหลายชนิดเพิ่มขึ้น ผู้สูงอายุและผู้ป่วยโรคเรื้อรังก็เป็นกลุ่มที่จำเป็นต้องได้รับการตรวจสถานะแร่ธาตุเช่นกัน [32]

ขั้นตอนที่สามคือการใช้อาหารเสริมอย่างระมัดระวัง เว้นแต่จะมีข้อบ่งชี้เฉพาะเจาะจง การใช้อาหารเสริมในปริมาณใกล้เคียงกับระดับอ้างอิงจะปลอดภัยกว่าการใช้สูตร "ช็อก" หากตรวจพบภาวะขาดสารอาหารแล้ว แพทย์อาจสั่งจ่ายยาในปริมาณที่เหมาะสม แต่ต้องมีกรอบเวลาที่ชัดเจนและต้องมีการประเมินซ้ำในภายหลัง การใช้ยาธาตุเหล็ก แคลเซียม แมกนีเซียม สังกะสี และซีลีเนียมในปริมาณสูงด้วยตนเองเป็นเวลานานหลายเดือนโดยไม่มีการตรวจติดตามผลทางห้องปฏิบัติการ เป็นสาเหตุที่พบบ่อยของภาวะพิษจากภาวะสมดุลแฝง [33]

ประเด็นที่สี่คือการใส่ใจเรื่องการผสมผสาน เมื่อรับประทานธาตุเหล็กและแคลเซียม ควรแยกออกจากกัน ควรรับประทานแมกนีเซียมในตอนเย็นเพื่อแก้ปัญหาการนอนหลับและความตึงเครียดของกล้ามเนื้อ ไม่ควรรับประทานอาหารเสริมสังกะสีร่วมกับธาตุเหล็กปริมาณสูงโดยไม่ได้รับคำแนะนำจากแพทย์ เกลือเสริมไอโอดีนมีประโยชน์ต่อภาวะขาดไอโอดีน แต่ไม่สามารถใช้แทนอาหารที่มีคุณค่าทางโภชนาการครบถ้วนได้ [34]

ท้ายที่สุด สิ่งสำคัญที่ต้องจำไว้คือ สถานะของแร่ธาตุไม่ได้ถูกพิจารณาแยกจากวิตามิน โปรตีน และวิถีชีวิตโดยรวม การขาดโปรตีนจะรบกวนการเผาผลาญและการใช้ธาตุเหล็กและสังกะสี การขาดวิตามินดีจะเปลี่ยนแปลงสมดุลของแคลเซียม-ฟอสฟอรัส และความเครียดเรื้อรังและการขาดการนอนหลับจะเปลี่ยนแปลงความต้องการแมกนีเซียมและธาตุอื่นๆ ดังนั้น การจัดการแร่ธาตุจึงไม่ใช่แค่การกิน "ยา" เท่านั้น แต่ยังรวมถึงโภชนาการ การนอนหลับ การออกกำลังกาย และการจัดการความเครียดด้วย [35]

ตารางที่ 7 รายการตรวจสอบเชิงปฏิบัติสำหรับแร่ธาตุ

ขั้นตอน	การปฏิบัติตัวอย่างไร
1	ประเมินอาหารของคุณ: มีผัก ธัญพืชไม่ขัดสี พืชตระกูลถั่ว ถั่วเปลือกแข็ง และแหล่งโปรตีนคุณภาพเพียงพอหรือไม่
2	ตรวจสอบว่าคุณมีความเสี่ยงต่อภาวะขาดสารอาหาร (อาหาร โรค อายุ) หรือไม่
3	หากคุณประสบกับความเหนื่อยล้าเรื้อรัง สูญเสียความทรงจำ หรือมีปัญหาเกี่ยวกับผม ผิวหนัง หรือเล็บ ควรปรึกษาแพทย์เกี่ยวกับการวิเคราะห์แร่ธาตุที่จำเป็น
4	อย่ากำหนดอาหารเสริมปริมาณสูงให้กับตัวเองโดยไม่มีข้อบ่งชี้และการดูแล
5	ใส่ใจปฏิกิริยาระหว่างแร่ธาตุและรูปแบบของยา ปฏิบัติตามคำแนะนำในการใช้
6	ผสมผสานการแก้ไขสถานะแร่ธาตุกับการทำงานด้านการนอนหลับ ระดับความเครียด และโครงสร้างโภชนาการโดยรวม

คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับแร่ธาตุและการเผาผลาญ

จริงหรือไม่ที่คุณสามารถ "เร่งการเผาผลาญ" ได้ด้วยการเสริมแมกนีเซียมหรือซิงค์?
ไม่จริง แมกนีเซียม ซิงค์ และแร่ธาตุอื่นๆ มีบทบาทในการควบคุมการเผาผลาญ แต่ผลของแร่ธาตุเหล่านี้ขึ้นอยู่กับสุขภาพโดยรวมของร่างกาย โภชนาการ และระดับของการขาดสารอาหาร การแก้ไขภาวะขาดสารอาหารเหล่านี้จะช่วยให้การเผาผลาญกลับมาเป็นปกติแทนที่จะเร่งมากเกินไป ในสภาวะปกติ การพยายาม "เร่งการเผาผลาญ" ด้วยปริมาณที่สูงจะก่อให้เกิดผลข้างเคียงมากกว่าประโยชน์ [36]

หากฉันมี "กลุ่มสารอาหารจุลธาตุแบบขยาย" เพียงพอสำหรับการสั่งจ่ายอาหารเสริมหรือไม่
ผลการตรวจทางห้องปฏิบัติการจำเป็นต้องได้รับการตีความโดยพิจารณาจากอาการ อาหาร และโรคร่วมของผู้ป่วย แร่ธาตุบางชนิดประเมินได้ดีที่สุดโดยระดับซีรัม บางชนิดประเมินโดยเฟอร์ริตินหรือกิจกรรมของเอนไซม์ และไอโอดีนประเมินได้ดีที่สุดโดยการขับถ่ายทางปัสสาวะ ดังนั้น การตรวจแบบ "แห้ง" โดยไม่ปรึกษาผู้เชี่ยวชาญอาจทำให้เกิดการตีความผิดและการสั่งจ่ายยาที่ไม่จำเป็น [37]

เป็นไปได้ไหมที่จะได้รับแร่ธาตุทั้งหมดที่คุณต้องการจากอาหารจากพืชเพียงอย่างเดียว?
เป็นไปได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากคุณรับประทานธัญพืชไม่ขัดสี ถั่วเปลือกแข็ง ถั่วเปลือกแข็ง และเมล็ดพืชหลากหลายชนิด อย่างไรก็ตาม ธาตุเหล็ก สังกะสี และไอโอดีนจะถูกดูดซึมจากพืชได้น้อยกว่าจากผลิตภัณฑ์จากสัตว์ ดังนั้น การรับประทานอาหารวีแกนอย่างเคร่งครัดจึงมักต้องมีการวางแผนการรับประทานอาหารอย่างมีสติ และการใช้อาหารเสริมและอาหารเสริม โดยเฉพาะไอโอดีนและธาตุเหล็ก [38]

ทุกคนควรทาน "อาหารเสริมแร่ธาตุ" เพื่อป้องกันความเหนื่อยล้าหรือไม่?
คนที่มีสุขภาพแข็งแรงส่วนใหญ่ไม่จำเป็นต้องทานอาหารเสริมแร่ธาตุเป็นประจำ การทานอาหารที่สมดุลทำให้อาการเหนื่อยล้ามักเกิดจากการนอนหลับ ความเครียด การออกกำลังกาย สภาพจิตใจ และภาวะขาดแร่ธาตุบางชนิด การประเมินวิถีชีวิตและอาหารการกินก่อน หากจำเป็น ควรตรวจร่างกายก่อน แล้วจึงเลือกวิธีการรักษาแบบเจาะจง แทนที่จะทาน "ทุกอย่างพร้อมกัน" [39]

กลยุทธ์ที่ปลอดภัยที่สุดสำหรับแร่ธาตุคืออะไร?
วิธีที่ดีที่สุดคือการรับประทานอาหารที่หลากหลาย จำกัดอาหารแปรรูปสูง หลีกเลี่ยงการใช้อาหารเสริมมากเกินไป โดยเฉพาะในปริมาณที่สูง และใช้การวินิจฉัยทางห้องปฏิบัติการเพื่อระบุภาวะขาดสารอาหารและปริมาณแร่ธาตุที่มากเกินไป ด้วยวิธีนี้ แร่ธาตุจึงทำหน้าที่เป็น "ตัวควบคุม" ระบบเผาผลาญที่ชาญฉลาดอย่างแท้จริง แทนที่จะเป็นต้นตอของปัญหาใหม่ๆ [40]