Nitrous oxide

นพ.กานต์ คำโตนด (31 พฤษภาคม 2555)

ชื่อ แก๊สหัวเราะ (Nitrous oxide)

ชื่ออื่น Laughing gas, Hyponitrous acid anhydride, Dinitrogen oxide, Dinitrogen monoxide, Factitious air

สูตรโมเลกุล N2O ||||| น้ำหนักโมเลกุล 44.02 ||||| CAS Number 10024-97-2 ||||| UN Number 1070

ลักษณะทางกายภาพ ที่อุณหภูมิห้องจะมีสถานะเป็นแก๊ส ไม่มีสี มีกลิ่นและรสหอมหวานอ่อนๆ ละลายน้ำได้เล็กน้อย ละลายได้ดีในแอลกอฮอล์และไขมัน ไม่ติดไฟ

คำอธิบาย ไนตรัสออกไซด์รู้จักกันดีในชื่อ แก๊สหัวเราะ มีกลิ่นหอมหวานอ่อนๆ ส่วนมากรับสัมผัสทางการหายใจ มีผลต่อระบบประสาทโดยในระดับความเข้มข้นต่ำๆจะทำให้เคลิบเคลิ้ม ในระดับความเข้มข้นสูงจะทำให้มีอาการชาและหมดสติได้ ใช้เป็นยาสลบและระงับปวดทางการแพทย์ ใช้ในกิจกรรมสันทนาการ นอกจากนี้ยังเป็นสารออกซิไดซ์ที่ดี (oxidizer) จึงใช้ในการสันดาปภายในเครื่องยนต์ที่ต้องการกำลังสูง เช่น จรวด รถแข่ง เป็นต้น ไนตรัสออกไซด์จัดเป็นแก๊สมลภาวะที่สำคัญตัวหนึ่ง เป็นแก๊สเรือนกระจก (green house effect) ที่มีส่วนทำให้เกิดภาวะโลกร้อนเป็นอันดับ 4 รองจาก คาร์บอนไดออกไซด์ มีเทน และไอน้ำ

ค่ามาตรฐานในสถานที่ทำงาน ACGIH TLV (1986): TWA = 50 ppm ||||| NIOSH REL: TWA = 25 ppm (46 mg/m3) ||||| OSHA PEL: ไม่ได้กำหนดไว้ ||||| ประกาศกระทรวงมหาดไทย เรื่องความปลอดภัยในการทำงานเกี่ยวกับภาวะแวดล้อม (สารเคมี) พ.ศ. 2520: ไม่ได้กำหนดไว้

ค่ามาตรฐานในร่างกาย ยังไม่มีองค์กรที่น่าเชื่อถือองค์กรใดกำหนดไว้

คุณสมบัติก่อมะเร็ง องค์กร IARC ไม่ได้ทำการประเมินไว้ ||||| ACGIH Carcinogenicity = A4

แหล่งที่พบ ไนตรัสออกไซด์ส่วนใหญ่ร้อยละ 70 เกิดตามธรรมชาติเป็นผลผลิตจากกระบวนการย่อยสลายของแบคทีเรียในดินและมหาสมุทร ร้อยละ 30 เกิดจากกิจกรรมต่างๆของมนุษย์ โดยมักพบในงานเกษตรกรรมที่มีการใช้ปุ๋ยไนโตรเจน ในฟาร์มสัตว์เลี้ยง เช่น หมู วัว ไก่ ที่มีการย่อยสลายของมูลสัตว์ ซากสัตว์ต่างๆ ส่วนในอุตสาหกรรมพบได้ในการผลิตไนลอน อุตสาหกรรมที่มีการสันดาปภายใน การผลิตเชื้อเพลิงจากการเผาไหม้ฟอสซิล เป็นต้น

อุตสาหกรรมและการนำไปใช้

  • อุตสาหกรรมเกี่ยวกับการผลิต ขนส่ง ไนตรัสออกไซด์
  • ใช้เป็นแก๊สดมยาสลบ ทำให้ชาและระงับปวด ในการผ่าตัดและหัตการต่างๆทางการแพทย์และทันตกรรม
  • เป็นแก๊สที่ใช้ผสมเป็นเชื้อเพลิงในเครื่องยนต์จรวด (rocket motors)
  • ใช้เป็นแก๊สช่วยในการสันดาปภายในเครื่องยนต์เพื่อให้มีกำลังเร่งแรงๆ เช่น รถแข่ง เป็นต้น
  • ใช้ในอาหาร โดยไนตรัสออกไซด์ เป็นสารผลักดันที่ดีทำให้เกิดลักษณะโฟม จึงมักเป็นส่วนผสมในอาหารพวก whipped cream, cooking spray
  • เนื่องจากเป็นแก๊สเฉื่อยที่ไปแทนที่ออกซิเจนได้ดี ทำให้ยับยั้งการเจริญเติบโตของแบคทีเรียได้ จึงใช้ใส่ในขนมถุง เพื่อช่วยกันเสีย เช่น มันฝรั่งถุง หรือ ขนมถุงขบเคี้ยวอื่นๆ
  • ใช้ในกิจกรรมสันทนาการ โดยการสูดดมเพื่อให้เคลิบเคลิ้ม
  • ใช้เป็นสาร oxidant ในการผลิตสารประกอบอินทรีย์ต่างๆ
  • ใช้เป็นสารเตือนการรั่วไหลของการขนส่งแก๊สธรรมชาติตามท่อส่ง
  • ใช้ในอุตสาหกรรมผลิตไนเตรตจากธาตุโลหะที่เป็นด่าง (alkali metals)

กลไกการก่อโรค รับสัมผัสทางการหายใจเป็นหลัก กลไกเกิดโรคแบ่งได้ดังนี้ (1) ระยะฉับพลัน การสัมผัสในระดับความเข้มข้นสูงๆจะไปแทนที่ออกซิเจนทำให้เกิดภาวะขาดออกซิเจนในเลือดแดง (asphyxia) (2) ระยะเรื้อรัง การรับสัมผัสในขนาดต่ำๆ นานๆ จะมีผลต่อระบบเลือด (hematologic system) และระบบประสาท (neurologic system) โดยไนตรัสออกไซด์จะยับยั้งการทำงานของวิตามินบี 12 ซึ่งเป็นส่วนสำคัญในการสังเคราะห์ methionine และ tetrahydrofolic ซึ่ง methionine เป็นสารเคมีสำคัญในการสร้างเยื่อ myelin และ tetrahydrofolic เป็นสารเคมีสำคัญในการสังเคราะห์ DNA ของเม็ดเลือด ดังนั้นการสัมผัสไนตรัสออกไซด์จะทำให้มีอาการเป็นพิษมากขึ้นในผู้ป่วยที่มีภาวะขาดวิตามินบี 12 หรือขาด folic acid อยู่แล้ว ส่วนกลไกความเป็นพิษต่อระบบประสาทอื่นๆ ยังไม่เป็นที่ทราบกันดีนัก แต่เชื่อว่าเกิดจากการไปรบกวนระบบ ion channel ในเซลล์ ซึ่งเกิดทั้งที่ระบบประสาทส่วนกลางและส่วนปลาย ทำให้พบอาการชา เห็นภาพหลอน และเพ้อฝันได้

ผลต่อระบบสืบพันธุ์ มีรายงานทางระบาดวิทยาในคนงานที่สัมผัสไนตรัสออกไซด์เรื้อรัง พบมีความเสี่ยงสูงขึ้นต่อการแท้ง การคลอดก่อนกำหนด และการเป็นหมัน ส่วนกลไกการเกิดยังไม่เป็นที่แน่ชัด สำหรับขนาดการเริ่มเป็นพิษของไนตรัสออกไซด์ (toxic dose) ยังไม่มีการกำหนดที่ชัดเจน มีรายงานในทันตแพทย์ที่สัมผัสไนตรัสออกไซด์เรื้อรังในขนาด 2,000 ppm ยังไม่พบอาการแสดงทางคลินิกที่ผิดปกติ แต่ตรวจระดับวิตามินบี 12 ในเลือดลดลง

การเตรียมตัวเมื่อเกิดเหตุฉุกเฉิน เนื่องจากไนตรัสออกไซด์ในระดับความเข้มข้นสูงทำให้ขาดออกซิเจนและมีผลต่อระบบประสาททำให้ชาและหมดสติได้ และเป็นแก๊สที่หนักกว่าอากาศ หากเกิดการรั่วไหลต้องใส่หน้ากากกันทางเดินหายใจที่เหมาะสม และส่วนมากในอุตสาหกรรมมีการเก็บแบบบีบอัดเป็นไนตรัสออกไซด์เหลว จึงต้องระวังการสัมผัสทางผิวหนังด้วย ทางที่ดีควรใส่เป็นชุดป้องกันที่มีถังบรรจุอากาศภายใน (SCBA)

อาการทางคลินิก

  • อาการเฉียบพลัน จะพบอาการจากภาวะ asphyxia ได้แก่ ปวดศีรษะ วิงเวียน สับสน หายใจลำบาก เป็นลม ชัก หัวใจเต้นผิดปกติได้ ถ้าสัมผัสในความเข้มข้นระดับ 400,000 - 800,000 ppm อาจทำให้หมดสติได้ และมีรายงานการเกิดโรคปอดชนิด interstitial emphysema และ pneumomediastinum ด้วย
  • อาการระยะยาว มีผลต่อระบบเลือด อาจเกิดภาวะเลือดจางแบบ megaloblastic anemia, เกล็ดเลือดต่ำ, เม็ดเลือดขาวต่ำ และมีผลทำให้เกิดความผิดปกติต่อระบบประสาท อาจมีอาการชา ความจำไม่ดี เดินเซ ประสาทไขสันหลังผิดปกติ (myelopathy) และมีผลต่อระบบสืบพันธุ์ได้

การวินิจฉัยและตรวจทางห้องปฏิบัติการ ยังไม่มีการกำหนดค่ามาตรฐานของไนตรัสออกไซด์ในร่างกาย การวินิจฉัยใช้การซักประวัติการสัมผัสร่วมกับการตรวจสิ่งแวดล้อม และอาการทางคลินิก เช่น อาการของการขาดออกซิเจน อาการผิดปกติทางระบบประสาท หรือระบบเลือด ควรพิจารณาอย่างระมัดระวังในผู้ป่วยที่มีอาการแสดงของภาวะขาดวิตามินบี12 เรื้อรัง ถึงแม้จะตรวจระดับวิตามินบี12 ในเลือดได้ปกติก็ตาม การตรวจทางห้องปฏิบัติการที่ช่วยในการรักษา ได้แก่ ตรวจความสมบูรณ์ของเม็ดเลือด (CBC) ตรวจระดับวิตามินบี 12 ระดับโฟลิก (folic acid level) การเคลื่อนของกระแสประสาท (nerve conduction studies) และอาจทำการตรวจภาพรังสีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (MRI) ในรายที่สงสัยหรือต้องการแยกโรค myelopathy การตรวจพบการเพิ่มของ homocysteine และ methylmalonic acid ในเลือด ช่วยในการวินิจฉัยภาวะพิษจากไนตรัสออกไซด์ในผู้ป่วยที่ตรวจพบระดับวิตามินบี12 ในเลือดปกติ

การดูแลรักษา

  • ปฐมพยาบาล ในกรณีพบผู้ป่วยที่จุดเกิดเหตุ ให้นำผู้ป่วยออกมาให้เร็วที่สุด โดยผู้ช่วยเหลือต้องใส่ชุดป้องกันที่เหมาะสมก่อนให้ความช่วยเหลือ ถ้าผู้ป่วยหมดสติให้ช่วยตามมาตรฐานภาวะฉุกเฉิน เน้นระบบหายใจ ให้ high flow O2 หรือใส่ ET-tube ในกรณีไม่หายใจ จากนั้นรักษาอาการร่วมอื่นๆ เช่น อาการชัก หัวใจเต้นผิดปกติ
  • การรักษา (1) การให้ยาหรือยาต้านพิษ (antidote) อาการในระยะเรื้อรังอาจหายเองได้ใน 2 – 3 เดือนหลังหยุดสัมผัส ในผู้ป่วยที่มีภาวะขาดวิตามินบี 12 หรือ folic acid อยู่ ควรให้วิตามินบี 12 และ folic acid เสริม มีรายงานการใช้ methionine รักษาผู้ป่วยภาวะพิษจากไนตรัสออกไซด์ได้สำเร็จ (2) การล้างพิษ (decontaminate) เน้นให้ high flow O2 ในช่วงแรกของการรักษา (3) การให้สารขับพิษ (enhance eliminate) ยังไม่มีสารที่ให้ประสิทธิผลในการขับพิษไนตรัสออกไซด์

การป้องกันและเฝ้าระวัง การป้องกันในโรงงานอุตสาหกรรมเน้นการป้องกันการรั่วไหล โดยแหล่งที่มีแก๊สไนตรัสออกไซด์ควรมีการทำงานเป็นระบบปิด มีการระบายอากาศที่ดี และให้คนงานสวมใส่อุปกรณ์ป้องกันอันตรายที่เหมาะสม การเฝ้าระวังทางสุขภาพ คนงานที่มีโอกาสสัมผัสควรมีระบบเฝ้าระวังสุขภาพอย่างเป็นระบบทั้งทางด้านอุบัติเหตุและการเกิดโรค มีการให้ความรู้ ผลทางสุขภาพระยะฉับพลันและเรื้อรัง และวางระบบการส่งต่อการรักษาที่มีประสิทธิภาพเมื่อเกิดเหตุขึ้น การตรวจสุขภาพก่อนเข้าทำงาน ควรซักประวัติโรคประจำตัวและเน้นตรวจโรคทางระบบหายใจ ระบบเลือด ระบบประสาท และระบบสืบพันธุ์ การตรวจระหว่างการทำงาน ความถี่ในการตรวจควรอยู่ในดุลพินิจของแพทย์อาชีวเวชศาสตร์ในสถานประกอบการนั้นๆ การตรวจเน้นโรคทางระบบหายใจ ระบบเลือด ระบบประสาท และระบบสืบพันธุ์ และส่งตรวจเพิ่มเติมอื่นๆในกรณีสงสัยภาวะพิษจากไนตรัสออกไซด์ ควรนำผลตรวจในปัจจุบันมาเปรียบเทียบกับผลสุขภาพพื้นฐานของคนงานด้วยเสมอ

เอกสารอ้างอิง

  1. International Programme on Chemical Safety. International Chemical Safety Cards (ICSCs). Geneva: International Labour Office 1998.
  2. “Sources and Emissions – Where Does Nitrous Oxide Come From?”. U.S. Environmental Protection Agency (EPA) 2006 . Retrieved 2008-02-02 .
  3. Olson KR, Anderson IB, Benowitz NL, Blanc PD, Clark RF, Kearney TE, et al. Poisoning & drug overdose. the California Poison Control System. 5th ed. New York: McGraw-Hill 2004.
  4. Maze M, Fujinaga M (2000). "Recent advances in understanding the actions and toxicity of nitrous oxide". Anaesthesia 55 (4): 311–4.
  5. Emmanouil DE, Quock RM (2007). [9:AIUTAO2.0.CO;2 "Advances in Understanding the Actions of Nitrous Oxide"]. Anesthesia Progress 54 (1): 9–18.

มูลนิธิสัมมาอาชีวะ พ.ศ. 2554 ไม่สงวนลิขสิทธิ์