โพแทสเซียม (Potassium) เป็นธาตุสำคัญที่มีประโยชน์ต่อพืช และมนุษย์ โดยเฉพาะหน้าที่ต่อการทำงานของระบบประสาท และกล้ามเนื้อของมนุษย์ รวมถึงสารประกอบโพแทสเชียมอื่นๆที่นำมาใช้ประโยชน์ในภาคอุตสาหกรรม และการเกษตร
โพแทสเซียม เป็นธาตุที่ 3 ในหมู่ IA (ไม่นับไฮโดรเจน) จัดเป็นธาตุโลหะอัลคาไลที่มีความว่องไวต่อการเกิดปฏิกิริยามากธาตุหนึ่ง ทำให้พบในธรรมชาติในรูปของสารประกอบเท่านั้น ถูกค้นพบครั้งแรกในปี ค.ศ. 1807 โดย Sir humphry davy ด้วยการสกัดธาตุโพแทสเซียมอิสระได้จาก K2CO3 ด้วยการแยกด้วยไฟฟ้า ทำให้ได้โลหะสีเงิน (สุนันท์ จินานุรักษ์, 2530)1
ประโยชน์โพแทสเซียม
1. โพแทสเซียมต่อร่างกาย
โพแทสเซียมในร่างกายมีเฉลี่ยประมาณ 50-55 มิลลิโมล/กิโลกรัม โดยพบในเพศชายมากกว่าเพศหญิง ร้อยละ 98 อยู่ใน ICF ส่วนอีกร้อยละ 2 อยู่ใน ECF บทบาทที่สำคัญของโพแทสเซียมจะอยู่ในกระบวนการ Na+ – K+ ATPase pump บริเวณผนังเซลล์ด้วยการขับ Na+ ออกนอกเซลล์ และดูด K+ กลับเข้าในเซลล์
หน้าที่ และความสำคัญต่อร่างกาย
1. ช่วยควบคุม osmolality ส่วนใหญ่ของ ICF จึงมีความสำคัญในการรักษาปริมาตรของเซลล์ให้คงที่ ซึ่งมีผลต่อความสำคัญของปริมาตรน้ำในร่างกาย
2. เป็น cofactor ที่สำคัญในกระบวนการเมทาบอลิซึม เช่น การสังเคราะห์โปรตีน และไกลโคเจน และการทำงานของอินซูลิน เป็นต้น
3. อัตราส่วนของโพแทสเซียมที่อยู่ระหว่าง ICF และ ECF จะเป็นตัวกำหนดความต่างศักย์ที่ผนังเซลล์ ที่มีความสำคัญในการทำงานของกล้ามเนื้อ และเส้นประสาท
โพแทสเซียมที่ร่างกายได้รับในแต่ละวันจะได้รับจากอาหาร และมีการขับถ่ายออกนอกร่างกายทางปัสสาวะประมาณวันละ 50-90 มิลลิโมล ส่วนที่เหลือประมาณ 5-10 มิลลิโมล จะขับถ่ายออกทางอุจจาระ และเหงื่อ
ภาวะความผิดปกติที่มี K+ ในร่างกายสูงเกินไป เรียกว่า hyperkalemia หมายถึง ภาวะที่มี K+ ในเลือดสูงเกิน 5.5 มิลลิโมล/ลิตร ซึ่งเป็นภาวะที่อันตรายต่อร่างกาย เพราะหากมีค่าสูงถึงระดับ 7.0-8.0 มิลลิโมล/ลิตร จะกระตุ้นการเต้นหัวใจอย่างรุนแรง หัวใจเต้นผิดจังหวะ จนทำให้หัวใจหยุดเต้น และเกิดหัวใจวายเป็นสาเหตุการเสียชีวิตตามมาได้ อาการผิดปกติทางหัวใจจะเริ่มที่ความเข้มข้นของโพแทสเซียมที่ 6.0 มิลลิโมล/ลิตร ทำให้มีอาการแน่นหน้าอก อึดอัด ชีพจรเต้นช้าลง และหัวใจหยุดเต้นตามมา และเกิดอาการทางระบบประสาท และกล้ามเนื้อ เช่น แขนขาอ่อนแรง เป็นต้น
ภาวะการขาดโพแทสเซียม เรียกว่า Hypokalemia หมายถึงภาวะที่มี K+ ต่ำกว่า 3.5 มิลลิโมล/ลิตร ผู้ป่วยจะมีอาการอ่อนเพลีย กล้ามเนื้ออ่อนแรง และท้องอืดรุนแรง แต่หากบางรายเกิดอาการขาดโพแทสเซียมอย่างรุนแรง และเกิดกระทันหันจะทำให้ผู้ป่วยมีร่างกายอ่อนแรงอย่างรุนแรงจนถึงเป็นอัมพาต และหัวใจหยุดเต้นได้ (สัญห์ลักษณ์ สำรวย, 2551)2
ความสำคัญของโพแทสเซียมต่อร่างกายสัตว์ทั้งสัตว์บก และสัตว์น้ำจะบทบาทสำคัญเหมือนในร่างกายมนุษย์ รวมถึงผลจากการได้รับในปริมาณมาก และภาวะการขาดโพแทสเซียมจะพบในลักษณะเดียวกันกับข้างต้นที่กล่าวมา
2. โพแทสเซียมต่อพืช
โดยทั่วไป พืชจะดูดโพแทสเซียมจากดินในรูปโพแทสเซียมไอออน โพแทสเซียมเป็นธาตุที่รวมตัวกับธาตุอื่นได้ดีหรือถูกยึดในชั้นดินเหนียว ทำให้พืชนำไปใช้ไม่ได้ ความต้องการโพแทสเซียมของพืชจะอยู่ที่ 2-5 เปอร์เซ็นต์ โดยน้ำหนักแห้ง บทบาทของโพแทสเซียมที่มีต่อพืช คือ ช่วยกระตุ้นการทำงานของเอนไซม์ ช่วยในการสร้างแป้ง ช่วยในการสังเคราะห์แสง ช่วยลำเลียงสารอาหาร และช่วยรักษาสมดุลกรด และเบสในเซลล์
หน้าที่ และความสำคัญต่อพืช
1. ช่วยในการสังเคราะห์ ส่งเสริมการเจริญเติบโตของราก ทำให้รากดูดน้ำ และธาตุอาหารได้ดีขึ้น
2. กระตุ้นการทำงานของเอนไซม์ pyruvate kinase และ 6-phoaphofructokinase ในการสร้างเนื้อผลไม้ การสร้างแป้งของผล และหัว จึงนิยมให้ปุ๋ยโพแทสเซียมมากในระยะเร่งดอก ผล และหัว
3. โพแทสเซียมมีบทบาทต่อการขยายขนาดของเซลล์ การปิด และเปิดปากใบ
4. ช่วยให้พืชต้านทานการเปลี่ยนแปลงปริมาณแสง อุณหภูมิหรือความชื้น
5. ช่วยให้พืชต้านทานต่อโรคต่างๆ
6. ช่วยเพิ่มคุณภาพของพืช โดยเฉพาะพืชให้ผล หัว ทำให้พืชมีสีสัน เพิ่มขนาด และเพิ่มความหวาน
7. ช่วยป้องกันผลจากพืชได้รับไนโตรเจน และฟอสฟอรัสมากเกินไป
8. ช่วยกระตุ้นการเคลื่อนย้ายสารอาหารผ่านท่อลำเลียงเข้าสู่เซลล์ต่างๆได้มากขึ้น
9. รักษาสมดุลระหว่างประจุบวก และลบ ทำให้ระดับ pH ของเซลล์คงที่ และเหมาะสมต่อการเติบโต
อาการขาดธาตุโพแทสเซียม
พืชที่ขาดโพแทสเซียม จะทำให้โพแทสเซียมในใบแก่ และเซลล์อื่นๆ เคลื่อนไปเลี้ยงเนื้อเยื่อที่กำลังเจริญ ทำให้ส่วนดังกล่าวมีอาการผิดปกติ ซึ่งแสดงอาการขาดที่ใบล่าง เช่น ใบเหลืองเป็นแนว ซึ่งมักเกิดขึ้นในใบแก่ก่อน และใบแห้งตายเป็นจุดๆ โดยเฉพาะบริเวณขอบ และปลายใบ ใบม้วนงอ ลำต้นมีปล้องสั้น ลำต้นอ่อนแอ แคระแกร็น และหักล้มได้ง่าย พืชจะเจริญเติบโตช้า ผล/เมล็ดจะสุกไม่เท่ากัน ผล/เมล็ดเล็กจะเนื้อยุ่ย และให้ผลผลิตคุณภาพต่ำ เช่น คุณภาพของสี ขนาด น้ำหนัก และความหวาน
3. ประโยชน์โพแทสเซียมด้านอื่นๆ
โพแทสเชียมจัดเป็นธาตุที่นำมาใช้ประโยชน์มากในด้านต่างๆ อาทิ อุตสาหกรรม การแพทย์ และการเกษตร ซึ่งมักใช้ในรูปสารประกอบ ได้แก่
– ในทางการแพทย์ ใช้โพแทสเซียมคลอไรด์ฉีดเข้าเส้นเลือดเพื่อรักษาระดับโพแทสเซียมในเลือดต่ำ เมื่อผู้ป่วยไม่สามารถรับโพแทสเซียมได้ด้วยการรับประทาน หรือมีปัญหาเรื่องของดูดซึมที่ลำไส้ เพื่อป้องกันภาวะโพแทสเซียมในเลือดต่ำที่เสี่ยงต่อการทำงานของระบบกล้ามเนื้อ ระบบประสาท และหัวใจ
– ทางเกษตร โพแทสเซียมจัดเป็นปุ๋ยสำคัญต่อการเจริญเติบโตของพืช จึงมีการผลิตปุ๋ยโพแทสเซียมสำหรับใส่แก่พืช (ไพแทสเซียมไนเตรด, โพแทสเซียมซัลเฟต, โพแทสเซียมคลอไรด์) นอกจากนั้น โพแทสเซียมคลอเรต (KClO3) เป็นสารเคมีที่ใช้มากเพื่อเร่งดอก และผลลำไยให้ออกนอกฤดู และโพแทสเซียมไนไตรท์ใช้ผสมในเนื้อสัตว์เพื่อป้องกันการบูด ยับยั้งการเติบโตของเชื้อแบคทีเรีย
– ทางอุตสาหกรรม มีการใช้สารประกอบโพแทสเซียมหลายชนิดในกระบวนการผลิต เช่น ใช้ในกระบวนการผลิตน้ำมันไบโอดีเซล ใช้เป็นสารเร่งปฏิกิริยา ใช้ในกระบวนการผลิตพอลิเมอร์ (โพแทสเซียมอะคริเลต) ใช้ในอุตสาหกรรมอาหาร (โพแทสเซียมคาร์บอเนต) ใช้ในเหมืองทองคำ และเป็นส่วนผสมยากำจัดศัตรูพืช (โพแทสเซียมไซยาไนด์,KCN) เป็นต้น
เอกสารอ้างอิง
