แคดเมียมสะสมในร่างกายได้หรือไม่?

สุมลธา หนูคาบแก้ว, สุมิตรา สุนทรารักษ์, ดร.นุชนาถ รังคดิลก, ดร.จันทมาศ คณิตวิทยานันท์ และ รศ.ดร.จุฑามาศ สัตยวิวัฒน์
ห้องปฏิบัติการวิจัยเภสัชวิทยา สถาบันวิจัยจุฬาภรณ์ (CRI), สถาบันบัณฑิตศึกษาจุฬาภรณ์ (CGI)
และศูนย์ความเป็นเลิศด้านอนามัยสิ่งแวดล้อมและพิษวิทยา

แคดเมียม (Cadmium; Cd) เป็นโลหะหนักชนิดหนึ่งที่ไม่มีกลิ่น มีจุดหลอมละลาย (melting point) เท่ากับ 321^°C และจุดเดือด (boiling point) เท่ากับ 765^°C (Faroon et al. 2012) แคดเมียมเป็นโลหะที่ไม่ละลายน้ำ แต่จะละลายได้ดีในสภาวะที่เป็นกรดหรือเมื่ออยู่ในรูปของสารประกอบของเกลือ เช่น แคดเมียมซัลเฟต แคดเมียมคลอไรด์ เป็นต้น นอกจากนี้แคดเมียมสามารถอยู่ในรูปของฝุ่นหรือไอระเหยที่เกิดจากอุตสาหกรรมที่มีการอบ เผา เชื่อม หลอม ผสมหรือเคลือบด้วยแคดเมียมการนำแคดเมียมมาใช้ประโยชน์ ได้แก่ การชุบโลหะ การผสมกับโลหะอื่นเป็นโลหะผสม การผลิตแบตเตอรี่ การใช้เป็นเม็ดสี การใช้ผสมเป็นสารฆ่าเชื้อรา เป็นต้น แคดเมียมมีอยู่ตามธรรมชาติและในอุตสาหกรรมเหมืองแร่ จะเป็นกากแร่ซึ่งเกิดจากการถลุงตะกั่ว ทองแดง หรือสังกะสี จึงทำให้แคดเมียมสามารถปนเปื้อนเข้าสู่สิ่งแวดล้อมได้ นอกจากนี้แคดเมียมยังปนเปื้อนมากับการผลิตปุ๋ยฟอสเฟตจากหินฟอสฟอไรต์ (Phosphorite) และอะพาไทต์ (Apatite) ได้อีกด้วย การปนเปื้อนแคดเมียมในสิ่งแวดล้อมทำให้พืชสามารถดูดซึมแคดเมียมจากดิน น้ำ หรือปุ๋ย และเข้าสู่ห่วงโซ่อาหาร จนถึงสัตว์และมนุษย์ได้ในลำดับต่อไป

แคดเมียมสามารถเข้าสู่ร่างกายได้ โดยการหายใจเอาฝุ่นหรือควันของแคดเมียมเข้าสู่ร่างกาย เช่น การทำงานในอุตสาหกรรมดังกล่าวข้างต้น การสัมผัสควันบุหรี่ หรือการบริโภคน้ำหรืออาหารที่ปนเปื้อนแคดเมียม องค์การอนามัยโลก (WHO) ได้กำหนดปริมาณแคดเมียมสูงสุดในน้ำดื่มไม่เกิน 0.003 มิลลิกรัมต่อลิตรหรือส่วนในล้านส่วน (ppm; part per million) ในขณะที่สำนักงานปกป้องสิ่งแวดล้อมแห่งสหรัฐอเมริกา (USEPA) ได้กำหนดระดับแคดเมียมปนเปื้อนสูงสุดในน้ำดื่มไว้ที่ 0.005 มิลลิกรัมต่อลิตร นอกจากนี้ WHO ได้กำหนดปริมาณแคดเมียมสูงสุดในอาหารชนิดต่างๆไว้ ตัวอย่างเช่น ในผักไม่เกิน 0.2 มิลลิกรัมต่อกิโลกรัม ในข้าวไม่เกิน 0.4 มิลลิกรัมต่อกิโลกรัม ในเนื้อสัตว์ไม่เกิน 0.05 มิลลิกรัมต่อกิโลกรัม ในตับหมู/วัว ไม่เกิน 1.25 มิลลิกรัมต่อกิโลกรัม ในปลาไม่เกิน 1 มิลลิกรัมต่อกิโลกรัม และในสัตว์ทะเลชนิดมีเปลือก (Molluscs) ไม่เกิน 2.0 มิลลิกรัมต่อกิโลกรัม โดยเมื่อได้รับแคดเมียมเข้าสู่ร่างกายจะสามารถสะสมในเลือดได้เป็นเวลา 3 – 4 เดือน แต่สามารถสะสมอยู่ในอวัยวะต่างๆในร่างกาย (biological half-life) ได้นานถึง 30 ปี

จากงานวิจัยของห้องปฏิบัติการวิจัยเภสัชวิทยา สถาบันวิจัยจุฬาภรณ์ และศูนย์ความเป็นเลิศด้านอนามัยสิ่งแวดล้อมและพิษวิทยา ซึ่งได้ทำการศึกษาหาปริมาณแคดเมียมในตัวอย่างน้ำและอาหารชนิดต่างๆระหว่างปี พ.ศ. 2548 – 2551 (Nookabkaew et al., 2013) และมีการศึกษาเพิ่มเติมอีกในช่วงปี พ.ศ. 2552 – 2566 ซึ่งเป็นข้อมูลภายในหน่วยงานฯ (unpublished data) เพื่อติดตามสถานการณ์การปนเปื้อนของโลหะที่เป็นพิษ (Toxic metals) โดยเก็บตัวอย่างน้ำจำนวน 504 ตัวอย่าง ได้แก่ น้ำแม่น้ำ น้ำประปา น้ำดื่มบรรจุขวด น้ำสำหรับการเพาะปลูก รวมถึงน้ำทะเล พบว่า มีปริมาณแคดเมียมน้อยกว่า 0.05 ไมโครกรัมต่อลิตรหรือส่วนในพันล้านส่วน (ppb; part per billion) ยกเว้นตัวอย่างน้ำบริเวณใกล้เคียงกับโรงงานอุตสาหกรรมบางพื้นที่ ที่ตรวจพบปริมาณแคดเมียมในช่วง 1 – 2.5 ไมโครกรัมต่อลิตร ซึ่งตัวอย่างน้ำทั้งหมดยังคงมีปริมาณแคดเมียมต่ำกว่าที่ WHO กำหนด

ส่วนในตัวอย่างดินจากพื้นที่เกษตรกรรมจำนวน 203 ตัวอย่าง พบแคดเมียม 0.012 – 0.753 มิลลิกรัมต่อกิโลกรัม โดยมีปริมาณเฉลี่ยที่ 0.142 มิลลิกรัมต่อกิโลกรัม ซึ่งปริมาณแคดเมียมในดินในประเทศไทยมีค่าพื้นฐานที่ 0.15 มิลลิกรัมต่อกิโลกรัม (Zarcinas et. al, 2004)

ทางคณะผู้วิจัยได้ทำการเก็บตัวอย่างอาหารสัตว์ชนิดต่างๆ เช่น อาหารปลา ไก่ เป็ด กุ้ง จำนวนทั้งสิ้น 155 ตัวอย่าง พบว่า มีปริมาณแคดเมียมในช่วง 0.003 – 1.635 มิลลิกรัมต่อกิโลกรัม โดยอาหารสัตว์ที่มีแคดเมียมสูงที่สุดคือ อาหารกุ้ง (เฉลี่ย 0.505 มิลลิกรัมต่อกิโลกรัม)

นอกจากนี้ยังได้ทำการเก็บตัวอย่างอาหารจากตลาดสดทั่วไป ได้แก่ ตัวอย่างผัก จำนวน 327 ตัวอย่าง มีปริมาณแคดเมียมในช่วง น้อยกว่า 0.004 – 0.372 มิลลิกรัมต่อกิโลกรัม โดยมีปริมาณเฉลี่ย 0.014 มิลลิกรัมต่อกิโลกรัม ในจำนวนนี้มีผัก 2 ตัวอย่างที่ตรวจพบปริมาณแคดเมียมเกินมาตรฐาน (มากกว่า 0.2 มิลลิกรัมต่อกิโลกรัม) ตัวอย่างอาหารทะเลจำนวน 410 ตัวอย่าง มีปริมาณแคดเมียมในช่วง น้อยกว่า 0.002 – 15.79 มิลลิกรัมต่อกิโลกรัม โดยพบปริมาณเฉลี่ยสูงที่สุดในหอยเชลล์ (3.31 มิลลิกรัมต่อกิโลกรัม) รองลงมาคือ หอยหมาก (1.55 มิลลิกรัมต่อกิโลกรัม) ส่วนตัวอย่างกุ้งและปลาตรวจพบแคดเมียมน้อยกว่า 0.2 มิลลิกรัมต่อกิโลกรัม จากข้อมูลปริมาณแคดเมียมในอาหารทะเลพบว่า มีจำนวน 15 ตัวอย่าง จาก 410 ตัวอย่าง คิดเป็นร้อยละ 3.6 (3.6%) ที่มีปริมาณแคดเมียมเกินค่ามาตรฐาน (มากกว่า 2 มิลลิกรัมต่อกิโลกรัม) สำหรับตัวอย่างข้าวขาว/ข้าวกล้องและข้าวสีรวม 426 ตัวอย่าง มีปริมาณแคดเมียมเฉลี่ย 0.020 มิลลิกรัมต่อกิโลกรัม โดยไม่มีตัวอย่างข้าวที่พบแคดเมียมเกินค่ามาตรฐาน (ตารางที่ 1)

ตารางที่ 1 ปริมาณของแคดเมียมในสิ่งแวดล้อมและอาหาร ระหว่างปี พ.ศ.2548-2566 (จำนวน 2,025 ตัวอย่าง)

นอกจากนี้ ห้องปฏิบัติการวิจัยเภสัชวิทยายังได้ทำการศึกษาความเป็นพิษของแคดเมียม โดยศึกษาความเป็นพิษต่อหลอดเลือดในหนูแรท ที่ได้รับแคดเมียมในน้ำดื่มที่มีความเข้มข้น 1, 10 และ 50 มิลลิกรัมต่อลิตร แบบกึ่งเรื้อรังเป็นเวลานาน 3 เดือน ผลที่ได้พบว่า ค่าความดันโลหิตซิสโตลิก (Systolic blood pressure) ในกลุ่มที่ได้รับแคดเมียมในน้ำดื่มที่ปริมาณ 10 และ 50 มิลลิกรัมต่อลิตร เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญประมาณ 20–30% ของกลุ่มควบคุมที่ได้รับน้ำดื่มสำหรับสัตว์ทดลอง (Yoopan et al, 2006, 2008)

คณะผู้วิจัยยังได้มีงานวิจัย ในการศึกษาผลของการได้รับสัมผัสแคดเมียมต่อระบบภูมิต้านทานของร่างกายในสัตว์ทดลองแบบเรื้อรัง โดยให้หนูแรทได้รับน้ำดื่มที่มีปริมาณความเข้มข้นของสารละลายแคดเมียมคลอไรด์ 0.05 มิลลิกรัมต่อลิตร (เทียบเท่าปริมาณในคน 0.008 มิลลิกรัมต่อลิตร ซึ่งสูงกว่าค่ามาตรฐานที่ WHO กำหนดปริมาณแคดเมียมสูงสุดในน้ำดื่มไว้ที่ 0.003 มิลลิกรัมต่อลิตร) และ 0.006 มิลลิกรัมต่อลิตร (เทียบเท่าปริมาณในคน 0.001 มิลลิกรัมต่อลิตร) เป็นเวลา 4 และ 6 เดือน ตามลำดับ ผลการทดลองพบว่า ในกลุ่มหนูแรทที่ได้รับแคดเมียมในน้ำดื่มที่ปริมาณ 0.05 มิลลิกรัมต่อลิตร ระยะเวลานาน 4 เดือน มีการลดลงของการทำงานของระบบภูมิคุ้มกันชนิดทีเซลล์ (T-cells) ซึ่งมีบทบาทและหน้าที่ในการกำจัดเซลล์ที่ติดเชื้อโรคและช่วยกระตุ้นภูมิต้านทานอื่นๆในร่างกายให้ดีขึ้น ในขณะที่หนูแรทที่ได้รับแคดเมียมในน้ำดื่มที่ปริมาณ 0.006 มิลลิกรัมต่อลิตร ระยะเวลานาน 6 เดือน ไม่พบการเปลี่ยนแปลงต่อระบบภูมิคุ้มกันอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ (Suntararuks et al., 2008) ซึ่งผลการทดลองดังกล่าวนี้สอดคล้องกับปริมาณแคดเมียมที่ปนเปื้อนในน้ำดื่มที่หนูแรทได้รับ นอกจากนี้ยังพบปริมาณแคดเมียมที่สะสมในอวัยวะของหนูแรทเพิ่มขึ้น คือ ตับ ไต และเลือด ซึ่งกลุ่มหนูแรทที่ได้รับแคดเมียมในน้ำดื่มที่ปริมาณสูง 0.05 มิลลิกรัมต่อลิตร (High Cd) จะมีปริมาณแคดเมียมสะสมในตับ ไต และเลือด สูงกว่ากลุ่มควบคุมอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ (รูปที่ 1) ส่วนกลุ่มหนูแรทที่ได้รับแคดเมียมในปริมาณต่ำ 0.006 มิลลิกรัมต่อลิตร (Low Cd) พบการสะสมของแคดเมียมในร่างกายไม่แตกต่างจากกลุ่มควบคุม (แคดเมียมที่พบสะสมนี้อาจมาจากอาหารหนูที่กินเข้าสู่ร่างกาย) จากผลการทดลองดังกล่าวนี้ จะเห็นได้ว่าความเป็นพิษของแคดเมียม เกิดจากปริมาณแคดเมียมที่ได้รับเข้าสู่ร่างกายและระยะเวลาการสัมผัส เมื่อได้รับแคดเมียมเข้าสู่ร่างกายในรูปแบบน้ำดื่ม หรืออาหารที่ปนเปื้อนแคดเมียมในปริมาณสูง (ปริมาณแคดเมียมเกินค่ามาตรฐานที่ WHO กำหนดไว้) เป็นระยะเวลานานๆ อาจทำให้เกิดการสะสมในร่างกายและเกิดความเป็นพิษได้โดยเฉพาะทำให้มีการสะสมแคดเมียมสูงที่ไต ซึ่งอาจจะทำให้เกิดการอักเสบของไตและเกิดภาวะไตวายเรื้อรังได้ นอกจากนี้ แคดเมียมยังไปสะสมที่กระดูก ซึ่งอาจทำให้เกิดโรคกระดูกพรุน กระดูกบาง มีอาการปวดกระดูกอย่างมากโดยเฉพาะที่กระดูกสะโพก ซึ่งเป็นอาการของโรคที่เกิดจากพิษของแคดเมียมที่เรียกว่า ‘โรคอิไต-อิไต’ (https://www.hfocus.org/content/2024/04/30203. สืบค้นเมื่อวันที่ 12 เม.ย. 2567)  

รูปที่ 1 ปริมาณแคดเมียมที่สะสมในตับ (Liver) ไต (Kidney) และเลือด (Blood) ของสัตว์ทดลองที่ได้รับแคดเมียม (Cd) ในรูปแบบน้ำดื่มที่ปริมาณ 0.05 มิลลิกรัมต่อลิตร (High) ระยะเวลา 4 เดือน และแคดเมียมในน้ำดื่มที่ปริมาณ 0.006 มิลลิกรัมต่อลิตร (Low) ระยะเวลา 6 เดือน เทียบกับกลุ่มควบคุมที่ได้รับน้ำดื่มสำหรับสัตว์ทดลอง (Reverse osmosis)

* มีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติเมื่อเทียบกับกลุ่มควบคุม (Control)

เอกสารอ้างอิง

• Cadmium – Environmental Protection Agency. https://www.epa.gov/ground-water-and-drinking-water/national-primary-drinking-water-regulations.
• Directive 2002/32/EC of the European parliament and of the council of 7 May 2002 on undesirable substances in animal feed.
• Faroon, O., Ashizawa, A., Wright, S., Tucker, P., Jenkins, K. Ingerman, L. and Rudisill, C. 2012. Toxicological profile for cadmium. Atlanta (GA): Agency for Toxic Substances and Disease Registry (US).
• Nookabkaew, S., Rangkadilok, N., Akib, C.A., Tuntiwigit, N., Saehun, J. and Satayavivad J. 2013. Evaluation of trace elements in selected foods and dietary intake by young children in Thailand. Food Additives & Contaminants: Part B, 6, 55 – 67.
• Suntararuks, S., Yoopan, N., Rangkadilok, N., Worasuttayangkurn, L., Nookabkaew, S., and Satayavivad, J. 2008. Immunomodulatory effects of cadmium and Gynostemma pentaphyllum herbal tea on rat splenocyte proliferation. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 56(19), 9305–9311.
• Yoopan, N., Wongsawatkul, O., Watcharasit, P., Piyachaturawat. P., and Satayavivad, J. 2006. Contribution of cholinergic muscarinic functions in cadmium-induced hypertension in rats Toxicology Letters, 164, S155.
• Yoopan, N., Watcharasit, P., Wongsawatkul, O., Piyachaturawat, P., and Satayavivad, J. 2008. Attenuation of eNOS expression in cadmium-induced hypertensive rats. Toxicology Letters, 176(2), 157–161.
• Zarcinas, B.A., Pongsakul P., McLaughlin, M.J., and Cozens, G. 2004. Heavy metals in soils and crops in Southeast Asia. 2. Thailand. Environmental Geochemistry and Health, 26, 359–371.