เคมีที่เป็นพื้นฐานของสิ่งมีชีวิต

แร่ธาตุ เป็นสารอนินทรีย์ที่จำเป็นต่อร่างกาย จากการวิเคราะห์ปริมาณแร่ธาตุในร่างกาย พบว่ามีประมาณ 21 ชนิด ซึ่งร่างกายได้รับจากการกินอาหาร แร่ธาตุที่พบแบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ 1. แร่ธาตุที่ร่างกายต้องการในปริมาณมาก ( major elements) ได้แก่ แคลเซียม ฟอสฟอรัส โพแทสเซียม กำมะถัน โซเดียม คลอรีน แมกนีเซียม
2.แร่ธาตุที่ร่างกายต้องการในปริมาณน้อย ( minor elements หรือ trace elements ) ได้แก่ แมงกานีส โคบอลต์ ทองแดง สังกะสี โมลิบดินัม ไอโอดีน เหล็ก
แร่ธาตุเหล่านี้พบในแหล่งอาหารต่างๆ แร่ธาตุแต่ละชนิดจะมีความสำคัญแตกต่างกัน ผลจากการขาดแร่ธาตุก็จะทำให้ร่างกายแสดงอาการต่างๆออกมาให้สังเกตได้ ดังนี้
แหล่งอาหารที่พบ : ไข่ นมและผลิตภัณฑ์นม ปลา ปลาเล็ก ปลาน้อย ปลากระป๋อง กุ้ง กะปิ ถั่วเมล็ดแห้ง ผักใบเขียวเข้ม เปลือกและกระดูกสัตว์
ความสำคัญของแคลเซียมในคน :
- เป็นแร่ธาตุที่พบมากที่สุดในร่างกาย เพราะเป็นส่วน ประกอบของกระดูกและฟัน - ช่วยให้ประสาทและกล้ามเนื้อทำงานได้ตามปกติ - ช่วยให้เลือดแข็งตัว เมื่อเกิดบาดแผล - กระตุ้นการหดตัวของกล้ามเนื้อและหัวใจ
ความสำคัญของแคลเซียมในพืช :
-ในพืชจะพบแคลเซียมในรูปของแคลเซียมออก ซาเลตแคลเซียมฟอสเฟต และ แคลเซียมคาร์บอเนต ในแวคิวโอล -เป็นองค์ประกอบของแคลเซียมเพกเทตใน Cell plate -มีความสำคัญต่อการสร้างเยื่อหุ้มเซลล์ -ส่งเสริมการแบ่งเซลล์
อาการขาดในคน :
-ในเด็ก จะเป็นโรคกระดูกอ่อน ขาโก่ง -ในผู้ใหญ่ จะกระดูกบางและผุ หรืออาจเป็นโรคกระดูกพรุน -มีอาการชักกระตุกของกล้ามเนื้อ ปวดกล้ามเนื้อ -มีอาการชา หรือเป็นเหน็บที่ริมฝีปาก ลิ้น นิ้วและเท้า กล้ามเนื้อ เกร็งและทำให้หายใจไม่สะดวก -หัวใจเต้นผิดปกติ -อาจจะทำให้มีอาการทางจิต คือ สับสน จำอะไรไม่ค่อยได้ เพ้อ และประสาทหลอน
อาการขาดแคลเซียมในพืช : - ใบอ่อนจะบิดเบี้ยว ปลายใบจะงอกกลับเข้าหาลำต้น ขอบใบจะ ม้วนลงข้างล่าง - ขอบใบจะขาดเป็นริ้ว หรือหยักไม่เรียบ- ขอบใบจะแห้งขาว น้ำตาล หรือจุดน้ำตาลตามขอบใบและยอด อ่อน ต่อมายอดใบจะตาย- ระบบรากไม่เจริญ รากสั้น ไม่มีเส้นใบและมีลักษณะเหนียว คล้ายวุ้น
แหล่งอาหารที่พบ : เนยแข็ง นม ไข่ ตับ เครื่องในสัตว์ เนื้อสัตว์ถั่วเมล็ดแห้ง ผักบางชนิด เช่น มะเขือพวง
ความสำคัญของฟอสฟอรัสในคน :
- มีความสำคัญควบคู่กับแคลเซียม - เป็นส่วนประกอบที่สำคัญของกระดูกและฟัน - เป็นองค์ประกอบที่สำคัญของสารพันธุกรรม คือ กรดนิวคลิอิก - เป็นองค์ประกอบที่สำคัญของ ATP ซึ่งเป็นสารที่ให้ พลังงานสูง
ความสำคัญของฟอสฟอรัสในพืช :
- เป็นส่วนประกอบของโปรตีนบางชนิดในพืช- เป็นองค์ประกอบของสารต่างๆหลายอย่างที่สะสมอยู่ใน เมล็ด ซึ่งเป็นสารที่จำเป็นสำหรับการงอกของเมล็ดพืช- เป็นตัวถ่ายทอดพลังงานจากสารหนึ่งไปยังสารอื่นๆใน ขบวนการ metabolism หลายอย่าง- ส่งเสริมการเจริญเติบโตของรากแขนงและรากฝอยใน ระยะแรกของการเจริญเติบโต- ช่วยเร่งให้พืชแก่เร็ว และช่วยให้ดอก ผล เมล็ด ของพืช สมบูรณ์- ช่วยให้รากพืชดึงดูดโปแตสเซียมมาใช้ประโยชน์ได้ดีขึ้น
อาการขาดฟอสฟอรัสในคน :
-เด็ก จะเป็นโรคกระดูกอ่อน ขาดพลังงานและโตช้า -ในผู้ใหญ่ จะกระดูกบางและผุ -เป็นนิ่วในกระเพาะปัสสาวะ
อาการขาดฟอสฟอรัสในพืช :
- ใบเล็กผิดปกติ ใบล่างมีสีเหลืองอมสีอื่น - ลำต้นแคระแกร็น ถ้าเป็นไม้เถาจะพบว่าลำต้นบิด เป็นเกลียวเนื้อไม้เปราะ - ออกดอกช้า ดอกเล็ก อัตราการติดผลต่ำ
แหล่งอาหารที่พบ : เนื้อสัตว์ ไข่ นม ข้าว งา ถั่ว หัวปลี ผักชี ต้นกระเทียม บร๊อคโคลี่ แครอท มันเทศ ผักบุ้ง เห็ดฟาง มะเขือพวง มะเขือเปราะ ใบแมงลัก โหระพา หน่อไม้ฝรั่ง หอมแดง ผักปวยเล้ง มันฝรั่ง มะเขือเทศ ดอกกระหล่ำ ถั่วต่างๆ เมล็ดทานตะวัน กาแฟ น้ำนม
ความสำคัญของโพแทสเซียมในคน : - ร่วมกับแคลเซียมควบคุมการทำงานของกล้ามเนื้อ ควบคุมสมดุลกรด-เบส - ควบคุมปริมาณน้ำในร่างกาย - ช่วยในการหดตัวของกล้ามเนื้อและนำกระแสประสาท - เป็นไอออนบวกที่มีมากที่สุดในเซล์
ความสำคัญของโพแทสเซียมในพืช : - มีส่วนสำคัญในการเคลื่อนย้ายสารอาหารหรือผลผลิต จากการสังเคราะห์แสง - ช่วยทำให้ผนังเซลล์แข็งแรง เพิ่มพื้นที่ใบและปริมาณ คลอโรฟิลล์ ชะลอการร่วงของใบ - มีหน้าที่หลักในการช่วยสร้างน้ำตาล แป้ง และเซลลูโลส - ช่วยให้รากของพืชดูดน้ำได้ดียิ่งขึ้น
อาการขาดโพแทสเซียมในคน : - การทำงานของกล้ามเนื้อและประสาทผิดปกติ อาจทำให้เป็นอัมพาต - อ่อนเพลีย เบื่ออาหาร อาเจียน ซึมเซา
อาการขาดโพแทสเซียมในพืช : - เจริญเติบโตช้า ต้นจะแคระแกรน ให้ผลิตผลต่ำ คุณภาพผลิตผลก็ด้อย - ใบล่างเหลืองและเกิดเป็นรอยไหม้ตามขอบใบ

ข้าวที่ขาดโพแทสเซียม
แหล่งอาหารที่พบ : พบมากในอาหารทะเลทุกชนิด อาหารที่ปรุงด้วยเกลือสมุทรและเกลือเสริม ไอโอดีน สับปะรด ลูกแพร์ ส้ม แอปเปิ้ล ผักโขม กระจับ กระเทียม มันฝรั่ง หน่อไม้ฝรั่ง มะเขือเทศ ไข่แดง และเนยแข็ง
ความสำคัญของไอโอดีนในคน : -ช่วยในการทำงานและเจริญเติบโตของต่อมไทรอยด์ -เป็นส่วนประกอบของฮอร์โมนไทรอกซินจากต่อม ไทรอยด์ ซึ่งเป็นฮอร์โมนสำหรับการ ควบคุมการเผา ผลาญอาหารให้เป็นพลังงาน และพัฒนาทางด้าน ร่างกายและสติปัญญา -ช่วยให้ร่างกายผลิตพลังงานได้ตามปกติ -ช่วยส่งเสริมการเจริญเติบโตและกระตุ้นอัตราการเผา ผลาญอาหาร -กระตุ้นให้หัวใจทำงานได้ดีขึ้น -เพิ่มการเคลื่อนย้ายแคลเซียมและฟอสฟอรัสจากกระดูก -ช่วยในการขับถ่ายปัสสาวะและควบคุมการกระจายของ น้ำตามอวัยวะต่าง ๆ
อาการขาดไอโอดีนในคน : -เซื่องซึม เหนื่อยง่าย ความดันต่ำ ผิวหนัง และ ผมแห้ง -ในผู้ใหญ่จะทำให้เกิดโรคคอหอยพอก -ในเด็กความจำไม่ดี ร่างกายเติบโตช้า เริ่มมีอาการ ปัญญาอ่อน -ถ้าหญิงตั้งครรภ์ขาดจะมีโอกาสเสี่ยงต่อการทำให้ลูก เกิดมาเป็น “โรคเอ๋อ”
แหล่งอาหารที่พบ : เกลือแกง เนื้อ ไข่ เนย ผักผลไม้ความสำคัญของโซเดียมในคน : -เป็นธาตุประจุบวกที่พบมากที่สุดภายในเซลล์ -รักษาดุลยภาพของน้ำในร่างกาย -ควบคุมการทำงานของประสาท และกล้ามเนื้ออาการขาดโซเดียมในคน : -มักไม่ขาด แต่ถ้าขาดจะทำให้การทำงานของกล้ามเนื้อและระบบประสาทผิดปกติ
แหล่งอาหารที่พบ : เนื้อสัตว์ ตับ ไข่แดง เครื่องในสัตว์ กระเทียม กุยช่าย ถั่ว ผักใบเขียว มะเขือเทศ ความสำคัญของเหล็กในคน : -เป็นส่วนประกอบของฮีโมโกลบิน -เป็นส่วนประกอบของเอนไซม์บางชนิด
ความสำคัญของเหล็กในพืช : - ช่วยในการสร้างคลอโรฟิลล์ของพืชผัก - ช่วยในการดูดธาตุต่าง ๆ ของพืชผัก - มีหน้าที่ช่วยในกระบวนการเพิ่มและลดก๊าซออกซิเจน ที่ใช้ในการหายใจของพืชผัก - ส่วนใหญ่ไม่พบอาการขาดแต่จะพบในสภาพดินที่มี ค่า pH ของดินสูงกว่า 6.7
ใบเหลืองซีดซึ่งเกิดจากการขาดธาตุเหล็ก ใบเหลืองซีดซึ่งเกิดจากการขาดธาตุเหล็ก
ใบเหลืองซีดซึ่งเกิดจากการขาดธาตุเหล็ก
อาการขาดเหล็กในคน : - โลหิตจางและเบื่ออาหาร - ถ้าเกิดในทารกจะทำให้การพัฒนาสมองช้า - ถ้าเกิดกับเด็กในวัยเรียนจะทำให้ประสิทธิภาพในการ เรียนต่ำ ขาดสมาธิ ไม่กระตือรือร้น - ถ้าเกิดในวัยทำงานจะทำให้ประสิทธิภาพการทำงาน - ด้อย ทำงานได้น้อย เหนื่อยง่าย
อาการขาดเหล็กในพืช : - ส่วนใหญ่ไม่พบอาการขาดแต่จะพบในสภาพดินที่มี ค่า pH ของดินสูงกว่า 6.7
แหล่งอาหารที่พบ : - มีอยู่ทั่วไปในธรรมชาติ ได้แก่ เนื้อสัตว์ อาหารทะเล ปลาน้ำจืด นม โกโก้ โมลาส ( MOLASSS ) คือ กากน้ำตาลหรือน้ำเหลืองอ้อย ข้าว ข้าวกล้อง ข้าวสาลี ข้าวบาร์เล่ย์ ข้าวโพด จมูกข้าวสาลี เมล็ดพืช เช่น ถั่วลิสง มะม่วงหิมพานต์ อัลมอนด์ และงา ผักสีเขียวจัด และผลไม้เปลือกแข็งให้แมกนีเซียมสูง
ความสำคัญของแมกนีเซียมในคน : - เป็นส่วนประกอบที่สำคัญของเอนไซม์ - เป็นองค์ประกอบของกระดูกและฟัน - ช่วยในการรักษาดุลยภาพของกรด-เบส ในร่างกาย - เกี่ยวข้องกับการคลายตัว ( relaxation ) ของกล้ามเนื้อ - ช่วยส่งเสริมการดูดซึมและการเผาผลาญของแร่ธาตุ ต่างๆ เช่น แคลเซียม ฟอสฟอรัส โซเดียม และโปแทสเซียม -ช่วยร่างกายในการใช้วิตามินบีรวม วิตามินซีและอี -จำเป็นสำหรับการส่งสัญญาณประสาท( nerve impulse) และการหดตัวของกล้ามเนื้อ -เกี่ยวกับการสังเคราะห์ DNA และ RNA ในระหว่างที่ เซลล์แบ่งตัว และการสังเคราะห์โปรตีน
ความสำคัญของแมกนีเซียมในพืช : - เป็นองค์ประกอบหนึ่งของคลอโรฟิลล์จึงมีส่วนในการ สังเคราะห์แสง และการสังเคราะห์ โปรตีนด้วย - ช่วยในการเคลื่อนย้ายของแป้งภายในพืช - มีส่วนในการช่วยสร้างไขมันและน้ำมันมีส่วนในการ ช่วยสร้างไขมันและน้ำมัน - มีอิทธิพลต่อการการดูดซึมฟอสฟอรัสและการเคลื่อน ย้ายฟอสฟอรัสในพืช
อาการขาดแมกนีเซียมในพืช : -แสดงออกที่ใบล่าง โดยที่ระหว่างเส้นใบจะมีสีเหลืองซึ่งส่วนที่เป็นเส้นใบยังคงเป็นสีเขียวอยู่ ต่อไปก็จะเปลี่ยนเป็นสีขาว และก็สีน้ำตาลและตายในที่สุด การเจริญเติบโตหยุดชะงัก -สำหรับในส้มถ้าขาดแมกนีเซียมใบแก่จะมีสีเหลือง คล้ายกับรูปลิ่มหรือตัววีหัวกลับ ดังภาพ
ตัวอย่างอาหารที่มีแร่ธาตุ


ในน้ำมะพร้าวอ่อนมี แร่ธาตุที่สำคัญ ได้แก่ แคลเซียม แมกนีเซียม ฟอสฟอรัส โพแทสเซียม
แร่ธาตุที่สิ่งมีชีวิตต้องการจะต้องอยู่ในรูปของไอออน เช่น โซเดียมไอออน ( Na+) โพแทสเซียมไอออน ( K+) แคลเซียมไอออน ( Ca2+ ) และไนเตรตไอออน ( NO3- ) ซึ่งพืชนำเข้าสู่รำได้ โดยไอออนเหล่านี้จะละลายอยู่ในน้ำ
สำหรับคนและสัตว์ แร่ธาตุมีบทบาทสำคัญทั้งในด้านที่เป็นส่วนประกอบของกระดูก ฟัน และกล้ามเนื้อ แร่ธาตุยังช่วยทำให้ของเหลวในร่างกายมีสมบัติเป็นกรดหรือเบสตามที่ต้องการ ช่วยให้การทำงานของอวัยวะดำเนินไปตามปกติ