บทความงานวิจัย

"ปัญหา" ประชากรทั่วโลกร้อยละ 66 ป่วยเป็นโรคโลหิตจาง จากการขาดธาตุเหล็ก สำหรับในประเทศไทยพบว่ามีผู้ที่พร่องและขาดธาตุเหล็กประมาณ 13 ล้านคน ผู้ที่ขาดธาตุเหล็ก จะมีการพัฒนาด้านต่างๆ ของร่างกายช้ากว่าคนปกติ การพัฒนาด้านสติปัญญา การเรียนรู้ ประสิทธิภาพในการทำงาน ตลอดจนด้านภูมิคุ้มกันโรคต่ำลง ยุทธศาสตร์ของการป้องกันการขาดธาตุเหล็กที่มีอยู่ มักจะใช้วิธีการเสริมยาเม็ดธาตุเหล็กให้บริโภค หรือการเติมธาตุเหล็ก ในอาหารที่บริโภค แต่ยังประสบปัญหา การยอมรับ และ การครอบคลุมให้ทั่วถึงกลุ่มประชากรเป้าหมายรวมทั้งมีค่าใช้จ่ายค่อนข้างสูง การยกระดับปริมาณธาตุเหล็กในพืชอาหารหลักให้สูงขึ้น น่าจะเป็นวิธีการที่มีศักยภาพในการแก้ไขปัญหาได้ตรงจุดและมีประสิทธิภาพ สำหรับประเทศไทยมีข้าวเป็นอาหารหลักที่ทุกคนต้องบริโภค ดังนั้น การปรับปรุง พันธุ์ข้าวให้มีปริมาณธาตุเหล็กสูงขึ้น น่าจะเป็นมาตรการที่สำคัญในการแก้ไขปัญหาดังกล่าว

การปรับปรุงความหนาแน่นของธาตุเหล็กในเมล็ดข้าว
ความหนาแน่นของธาตุเหล็กในเมล็ดข้าว เมื่อเทียบกับธัญพืชอื่นๆ ถือว่าอยู่ใน ระดับที่ต่ำกว่า โดยเฉลี่ยคนไทยบริโภคข้าว 200-250 กรัม ต่อวัน ถ้าความต้องการธาตุเหล็กของร่างกายเฉลี่ยเท่ากับ 15 มก.ต่อวัน (RDA) เมล็ดข้าวจะต้องมีความหนาแน่นของธาตุเหล็กถึง 5 มก.ต่อ 100 กรัม เพื่อให้ผู้บริโภคได้รับธาตุเหล็กจากข้าวในระดับ 1 ใน 3 ของ RDAปัจจุบันพันธุ์ข้าวที่นิยมบริโภคโดยทั่วไปมีธาตุเหล็กในข้าวกล้องต่ำกว่า 1.3 มก./100 ก. ดังนั้นการปรับปรุงพันธุ์ข้าวให้มีธาตุเหล็กสูง จึงดำเนินการโดยค้นหาข้าวธาตุเหล็กสูงจาก ข้าวพื้นเมือง เพื่อใช้เป็นพันธุ์สำหรับให้ลักษณะธาตุเหล็กสูง ซึ่งโดยส่วนใหญ่แล้วมักพบในข้าวที่มีเมล็ดสีดำ แต่อย่างไรก็ตามการใช้ข้าว จากฐานพันธุกรรมธรรมชาติยังมีข้อจำกัดเนื่องจากข้าวที่มีสีเข้มมักจะมีปริมาณสารยับยั้งการดูดซึมธาตุเหล็กพวก โพลีฟีนอล, แทนนิน และไฟติก ในปริมาณมาก ในขณะที่ข้าวสีขาวมีสาร ยับยั้งการดูดซึมในปริมาณที่ต่ำกว่า จึงได้มีความพยายามที่จะผสมข้ามพันธุ์ ระหว่างข้าวสีขาวกับข้าวสีม่วง-ดำ เพื่อถ่ายทอดลักษณะธาตุเหล็กสูง ให้กับ พันธุ์ข้าวสีขาว
ความสำเร็จในก้าวแรก ได้ค้นพบข้าวที่มีธาตุเหล็กในข้าวกล้อง 1.6-2.1 มก./100 ก. พันธุ์บริสุทธิ์ที่ได้ให้ชื่อว่า สินเหล็ก เป็นข้าวสีขาว มีกลิ่นหอม มีอมัยโลสค่อนข้างต่ำ ต่อมาได้ค้นพบข้าวเจ้าและข้าวเหนียวสีขาวธาตุเหล็กสูงระดับ 2.2-2.8 มก./100 ก. จากคู่ผสมระหว่างข้าวไร่ หอมพม่าและก่ำดอยช้าง ส่วนพันธุ์ข้าวที่มีธาตุเหล็กสูงสุดระดับ 4.0 มก./100 ก. ได้จากข้าวคู่ผสมระหว่างข้าวป่านิวาราและเจ้าหอมนิล การปรับปรุงพันธุ์ ในขั้นต่อไปคือการปรับปรุงให้ธาตุเหล็กในเมล็ดมีความเป็นประโยชน์สูงขึ้น

ความเป็นประโยชน์ของธาตุเหล็ก
เป็นเรื่องยากในการปรับปรุงให้ธาตุเหล็กในเมล็ดข้าวและธัญพืชมีความเป็นประโยชน์สูงสุด เนื่องจากความเป็นประโยชน์มีความเกี่ยวข้องกับหลายปัจจัย เช่น รูปแบบการสะสมธาตุ เหล็ก, สัดส่วนของสารกระตุ้นและสารยับยั้งการดูดซึมธาตุเหล็ก โดยธรรมชาติของเมล็ดธัญพืชจะมี สารที่มีผลในการยับยั้งการดูดซึมธาตุเหล็กพวกโพลีฟีนอล, แทนนิน และไฟติก อยู่ในปริมาณมาก การลดสารเหล่านี้ถือว่าเป็นเป้าหมายหลักของการผสมข้ามพันธุ์เพื่อสร้างพันธุ์ข้าวที่มีธาตุเหล็กในรูปที่เป็นประโยชน์สูง ส่วนปัจจัยที่ช่วยส่งเสริมการดูดซึม ในปัจจุบันยังไม่สามารถเข้าใจได้ชัดเจน รู้แต่เพียงว่า วิตามินซี, กรดอะมิโน เช่น cystein และ oligosacharide สายสั้นๆ พวก inulin น่าจะมีผล ช่วยส่งเสริมการดูดซึมธาตุเหล็กจากเมล็ดข้าวขัดให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น

ห้องปฏิบัติการทดสอบความเป็นประโยชน์ของธาตุเหล็กจำลองแห่งแรกในประเทศไทย
ได้มีการพัฒนาวิธีตรวจสอบความเป็นประโยชน์ของธาตุเหล็กโดยใช้ Caco-2 cells ซึ่งเปรียบเสมือนการย่อยและดูดซึมธาตุอาหารในร่างกายมนุษย์จริง เทคนิคนี้ช่วยในการคัดกรองพันธุ์ข้าวที่ธาตุเหล็กสูงและมีความเป็นประโยชน์สูงเบื้องต้น ก่อนที่จะเลือกพันธุ์ดีเด่นไปทดสอบในมนุษย์ต่อไป ผลการทดสอบความเป็นประโยชน์ของธาตุเหล็กในระดับเซลล์ในข้าวที่ได้รับการปรับปรุงพันธุ์มากกว่า 100 สายพันธุ์ พบว่า ข้าวพันธุ์สินเหล็ก, ข้าวจากคู่ผสมปิ่นเกษตรกับIR71501 สายพันธุ์ที่มีอมัยโลสต่ำ, และข้าวเหนียวสีขาวจากคู่ผสมข้าวหอมพม่ากับก่ำดอยช้าง มีความเป็นประโยชน์ของธาตุเหล็กสูงถึงสูงมาก ประมาณ 15-22 นาโนกรัมเฟอร์ริตินต่อมิลลิกรัมเซลล์โปรตีน สายพันธุ์เหล่านี้คือพันธุ์หลักที่จะใช้สำหรับทดสอบในร่างกายมนุษย์ต่อไป

การทดสอบการดูดซึมธาตุเหล็กในมนุษย์การศึกษาระยะที่ 1
เป็นครั้งแรกที่ทำการทดสอบการดูดซึมธาตุเหล็กในมนุษย์โดยใช้อาสาสมัคร จำนวน 63 คน ใช้ข้าวธาตุเหล็กสูง 2 สายพันธุ์ คือ สินเหล็ก และไรซ์เบอรี่เปรียบเทียบกับข้าวขัดพันธุ์ปิ่นเกษตรโดยวิธีติดฉลากอาหารด้วยสารรังสี (extrinsic-label radioiron technique) จากการทดลองพบว่าร้อยละของธาตุเหล็กที่ร่างกายมนุษย์สามารถดูดซึม ได้ในข้าวขัดพันธุ์ สินเหล็ก มีค่าสูงสุดคือ 9.82 นอกจากนี้ยังพบว่าการดูดซึม ธาตุเหล็กจากข้าวขัดทั้ง 2 สายพันธุ์สูงกว่าข้าวกล้องประมาณ 3 เท่า แม้ว่า ข้าวขัดจะมีปริมาณธาตุเหล็กต่ำกว่าข้าวกล้องก็ตาม

การศึกษาระยะที่ 2
ศึกษาผลของข้าวธาตุเหล็กสูง และผลิตภัณฑ์ต่อภาวะโภชนาการใน เด็กวัยเรียนที่มีภาวะพร่องเหล็กโดยคัดเลือกเด็กนักเรียนที่มีภาวะพร่องเหล็ก และเป็นโรคโลหิตจาง เพื่อให้รับประทานข้าวธาตุเหล็กสูงพันธุ์ สินเหล็ก และ ผลิตภัณฑ์ของข้าวชนิดนี้ เป็นเวลา 8 เดือน เปรียบเทียบกับกลุ่มที่ รับประทานข้าวที่มีขายในท้องตลาดทั่วไป โดยการประเมินการเปลี่ยนแปลงของระดับ ธาตุเหล็กสะสมในร่างกาย เพื่อเป็นเครื่องชี้วัดประสิทธิภาพของข้าวพันธุ์ สินเหล็ก

ขั้นตอนเพื่อนำไปสู่การส่งเสริม
การปลูกข้าวธาตุเหล็กสูงในพื้นที่เป้าหมาย
จากความสำเร็จในการพัฒนาพันธุ์ข้าวธาตุเหล็กสูง ปัจจุบันได้ดำเนินการปลูกทดสอบความสม่ำเสมอของพันธุ์ในต่างพื้นที่ รวมทั้งดำเนินการยื่นขอจดคุ้มครอง พันธุ์พืชใหม่ ณ กองคุ้มครองพันธุ์พืช กรมวิชาการเกษตร กระทรวงเกษตรและสหกรณ์ และเตรียมการขยายเมล็ดพันธุ์ให้ เพียงพอ เพื่อส่งเสริมการปลูกให้กับเกษตรกรกลุ่มเป้าหมาย โดยเฉพาะการปลูกในพื้นที่ซึ่งมีประชากรกลุ่มเสี่ยงต่อการเป็นโรคโลหิตจางจากการขาดธาตุเหล็ก

โดยความร่วมมือของ
สำนักวิจัยคณะแพทย์ศาสตร์รพ.รามาธิบดีมหาวิทยาลัยมหิดลพญาไทกทม.,
ภาควิชารังสีวิทยาคณะแพทยศาสตร์-ศิริราชพยาบาลบางกอกน้อยกรุงเทพฯ
สถาบันวิจัยโภชนาการมหาวิทยาลัยมหิดลต.ศาลายาอ.พุทธมณฑลจ.นครปฐม
ได้รับทุนอุดหนุนการวิจัยเพื่อพัฒนาเศรษฐกิจและสังคมด้วยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีจากสำนักงานคณะกรรมการวิจัยแห่งชาติ