การเสื่อมสภาพของกระดูกมนุษย์บนอวกาศกับแนวทางการชะลอ

0
219
นักอวกาศ Ed White ทำการเดินอวกาศ (Space walk) ครั้งแรกของชาติตะวันออกในภารกิต Gemini 4 ในวันที่ 3 มิ.ย. ปี ค.ศ.1965

สภาวะในอวกาศกับบนพื้นโลกมีความแตกต่างกันสุดขั้ว ซึ่งสิ่งที่ชัดเจนที่สุดคืออวกาศแทบจะไม่มีอากาศเลย บนอวกาศมีความหนาแน่นของอากาศ หรืออนุภาคอากาศเหลืออยู่นับโมเลกุลต่อปริมาตรสี่เหลี่ยมขนาด 1 ลูกบาศก์เมตร ขึ้นอยู่กับระยะห่างจากชั้นบรรยากาศ มากกว่านั้นคือ สภาวะบนอวกาศนอกโลกไม่มีชั้นบรรยากาศโลกคอยป้องกันรังสีจากอวกาศ และเมื่อมนุษย์ขึ้นสู่วงโคจรอวกาศที่สามารถเอาชนะแรงโน้มถ่วงได้ ทำให้เกิดสภาวะ Microgravity ที่มนุษย์แทบจะไม่มีการดึงเข้าสู่โลกเสมือนไม่มีแรงโน้มถ่วง

การที่มนุษย์ได้อยู่ในสภาวะเช่นนี้ ทำให้นักวิทยาศาสตร์สงสัยถึงผลกระทบต่อร่างกายมนุษย์ การศึกษาอย่างต่อเนื่องของ NASA ตั้งแต่มีการนำส่งนักอวกาศขึ้นสู่สถานีนานาชาติ (ISS) พบว่าผลกระทบของกระดูกในร่างกายนักอวกาศในแต่ละการศึกษามีค่าสูงขึ้น จากการเปิดเผยการทดลองของ Bateman ในปี 2006 พบว่ากระดูกของมนุษย์ในอวกาศจะมีมวลลดลง 0.4 ถึง 1.8 เปอร์เซนต์ต่อเดือน และเมื่อ 2010 Keyak และทีมวิจัยได้เผยว่ามวลกระดูกมนุษย์บนอวกาศลดลง 0.6 ถึง 5 เปอร์เซนต์ต่อเดือน ซึ่งมีการวิเคราะห์ที่เชื่อว่าอาจจะมากกว่าข้อมูลที่ได้ทำการศึกษาก็ได้ บางคนอาจลดลงมากถึง 30 เปอร์เซนต์ซึ่งเทียบมวลกระดูกระดับนี้ได้กับผู้หญิงในวัยชรา โดยสาเหตุที่เป็นไปได้เกิดจากการอยู่ในสภาวะ Microgravity ซึ่งทำให้ร่างกายมนุษย์ไม่ได้ใช้งานของกล้ามเนื้อและกระดูกในการค้ำยันร่างกายที่กดด้วยแรงโน้มถ่วงโลก

แนวทางการป้องกันคือ การเพิ่มมวลกระดูกและกล้ามเนื้อชดเชยกับส่วนที่เสียไป วิธีแรกที่นิยมใช้ในอวกาศคือ การออกกำลังกาย การออกกำลังกายแม้กระทั่งบนโลกทำให้กระดูกและกล้ามเนื้อแข็งแรง เช่นเดียวกับบนอวกาศ นักอวกาศต้องใช้เวลาในวันที่ไม่ปฏิบัติภารกิจบนอวกาศในการออกกำลังกาย 2 ชั่วโมงครึ่งต่อวัน เป็นอย่างน้อยเพื่อเป็นการชะลอ แต่จากการศึกษาข้างต้นคือผลที่นักอวกาศทำการออกกำลังกายตามที่กำหนดแล้ว ทำให้นักวิทยาศาสตร์จึงมีความพยายามทำให้ชะลอการเสื่อมสภาพของมวลกระดูกให้มีประสิทธิภาพมากขึ้นโดยการคำนึงถึงเรื่องอาหารเสริม

ภาพนักอวกาศวิ่ง Half Marathon บนลู่วิ่งในสถานีอวกาศนานาชาติ ที่มา: spacecenter.org

ที่ผ่านมา ได้มีการทดลองการอาหารเสริมของนักอวกาศ ในปี 2010 มีความพยายามในการทดสอบให้นักอวกาศทานน้ำมันปลาเพื่อทดสอบประสิทธิภาพของสารโอเมกา-3 ในการชะลอการเสื่อมสภาพของกระดูก แต่การทดลองนี้เลื่อนไปอย่างไม่มีกำหนด เนื่องจากไม่สามารถกำหนดปริมาณการรับประทานของนักอวกาศได้ รวมถึงข้อมูลที่นักอวกาศทานได้จริง และกลับไปพิจารณาผลกระทบจริงของสารโอเมกา-3 กับร่างกาย

การศึกษาล่าสุดในปี 2022 จากมหาลัย California ได้ทำการทดลองสารพาราไทรอยด์ในผักกาดแก้ว สารพาราไทรอยด์นี้เป็นฮอร์โมนที่สามารถสร้างขึ้นเองในร่างการโดยธรรมชาติ ช่วยในการเจริญเติบโตของกระดูก โดยได้เปิดเผยข้อมูลว่า การรับสารพาราไทรอยด์ในผักกาดแก้วสามารถชะลอการเสื่อมสภาพของกระดูกของนักอวกาศในระยั้นได้ แต่อาจไม่สามารถใช้กับนักอวกาศที่อยู่บนอวกาศเป็นเวลายาวนาน เช่น การเดินทางไปยังดาวอังคาร เป็นต้น โดยทั่วไปในทางการแพทย์ การฉีดฮอร์โมนชนิดนี้เข้าสู่ร่างกายจะใช้กับคนที่มีค่าฮอร์โมนในร่างกายต่ำเพื่อทำการเพิ่มปริมาณแคลเซียมในกระแสเลือด แต่การฉีดฮอร์โมนนี้อาจไม่ใช้ทางออกสำหรับการเดินทางระยะยาวได้

นักวิจัยชีววิทยา Jason Fischer เก็บเกี่ยวผักกาดแก้วจากเรือนกระจก Hydroponics ที่ HI-SEAS ศูนย์จำลองการสำรวจอวกาศ ตั้งอยู่ที่เกาะฮาวาย สหรัฐอเมริกา

ผักกาดแก้วมีข้อดีคือ สามารถปลูกได้ในอวกาศ โดยเมล็ดพันธุ์มีน้ำหนักเบา สามารถขนส่งเมล็ดพันธุ์จำนวนมากขึ้นสู่อวกาศและทำการปลูกพืชในสภาวะ Microgravity ซึ่งในสถานีอวกาศนานาชาติ ได้มีการปลูกพืชชนิดนี้ไว้แล้วในการทดลองที่มีอยู่บนอวกาศ นอกจากนี้ ทีมวิจัยได้พัฒนาการสังเคราะห์สารเพิ่มเติมในผักกาดแก้วโดยใช้แบคทีเรีย Agrobacterium tumefaciens เข้าไปอยู่ในผักกาดแก้ว และสามารถสังเคราะห์แอนติบอดีให้กับมนุษย์ที่สามารถป้องกันโรคได้ เรียกว่า Fragment Crystallizable (FC) การวิจัยได้ค้นพบว่าผักกาดแก้วที่ปลูกได้ในห้องทดลองมี FC กับสารพาราไทรอยด์ 10 – 12 มิลลิกรัมต่อผักกาดแก้ว 1 กิโลกรัม และการที่จะรักษามวลกระดูก นักอวกาศต้องทานผักกาดแก้วประมาณ 8 ถ้วยเต็ม เทียบเท่าปริมาตรน้ำ 1.8 ลิตร นับว่าเป็นที่ต้องทานมากเกินที่นักอวกาศจะทานได้โดยไม่เบื่อ

ล่าสุดข้อมูลจากการศึกษานี้ ยังไม่มีการทดลองจริงในมนุษย์ เนื่องจากผักกาดแก้วที่ผลิตขึ้นมาได้นี้ยังไม่ปลอดภัยที่จะสามารถรับประทานได้จริง จะต้องมีการศึกษาเพิ่มเติมในด้านคุณค่าทางโภชนาการอื่นในผักกาดแก้ว โดยเฉพาะในการปลูกบนสภาวะ Microgravity ว่ามีฮอร์โมนและแอนติบอดีเหมือนกันหรือไม่ และวิเคราะห์ว่ามีสารอาหารอื่นในผักกาดแก้วที่มีผลกระทบต่อกระดูกหรือไม่

จากความพยายามของนักวิทยาศาสตร์ในการชะลอการเสื่อมสภาพของร่างกายนักอวกาศที่ต่อสู้กับสภาวะผิดปกติของสิ่งมีชีวิต เพื่อขยายระยะเวลาในการเดินทางบนอวกาศให้มีระยะเวลานานขึ้นและกลับสู่พื้นโลกในสภาพที่ดีที่สุด นับว่าเป็นสิ่งที่นักวิทยาศาตร์ด้าน Astrobiology สนใจเป็นลำดับต้นๆ ตั้งแต่พฤติกรรมการใช้ชีวิตของมนุษย์ จนกระทั่งการค้นหาสารอาหารที่ช่วยให้มนุษย์รักษาสุขภาพของตัวเองตลอดระยะเวลาการเดินทาง ถึงแม้ตอนนี้การค้นพบอาจจะไม่ชัดเจนยิ่งนัก แต่ก็เป็นสัญญาณอย่างหนึ่งว่า มนุษย์กำลังก้าวขีดจำกัดของตัวเองไปอีกขั้นด้วยเทคโนโลยี

ที่มาของภาพและข่าว:

https://www.space.com/6354-space-station-astronauts-lose-bone-strength-fast.html

https://spacecenter.org/solving-space-running-in-space/#:~:text=According%20to%20NASA%2C%20astronauts%20must,might%20have%20here%20on%20Earth.

https://www.space.com/8444-fish-oil-reduce-bone-loss-astronauts-space.html

https://www.space.com/space-lettuce-experiment-bone-loss-astronauts

Previous articleบริษัท Arianespace และ SpaceX ประกาศปรับเปลี่ยนแผนการนำส่ง
Next articleประเทศสิงคโปร์เซ็นตอบรับการเข้าร่วมข้อตกลง Artemis
Technologist, Content creator

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here