เมื่อร่างกายที่ออกแบบมาสำหรับอยู่บนโลก ต้องไปอยู่ในสภาพแวดล้อมที่ไม่มีโลก จะเกิดอะไรขึ้น รวมสาเหตุของอาการป่วยหกประการรวมกรณีศึกษาอื่น ๆ ที่ชวนตั้งคำถามถึงการดูแลสุขภาพมนุษย์ที่ออกเดินทางไปไกลกว่าวงโคจรของโลก
อวกาศคือพรมแดนใหม่ของมนุษยชาติที่รอให้เราไปสำรวจ แต่ถ้ามองผ่านกรอบคิดทางชีววิทยาและเวชศาสตร์อวกาศ (space medicine) อย่างจริงจัง อวกาศคือสภาพแวดล้อมที่ไม่สอดคล้องกับการออกแบบของร่างกายมนุษย์ตั้งแต่ระดับพื้นฐานที่สุด ความเข้าใจนี้ไม่ได้มาจากการคาดเดาเชิงทฤษฎี แต่เกิดจากข้อมูลเชิงประจักษ์ที่สะสมมาหลายทศวรรษโดยภารกิจของนาซา องค์กรอวกาศยุโรป (ESA) รวมถึงการทดลองบนสถานีอวกาศนานาชาติ ซึ่งทำหน้าที่เป็นห้องปฏิบัติการสำหรับศึกษาปฏิสัมพันธ์ระหว่างร่างกายมนุษย์กับสภาพแวดล้อมนอกโลกโดยตรง เมื่อวิเคราะห์ข้อมูลเหล่านี้ในเชิงระบบ จะพบว่าการป่วยในอวกาศไม่ได้เป็นผลจากปัจจัยเดียว แต่เป็นผลลัพธ์ของการเสียสมดุลพร้อมกันในหลายระบบของร่างกายที่ถูกออกแบบมาให้ทำงานภายใต้แรงโน้มถ่วง สภาพแสง และระบบนิเวศแบบโลก
สภาวะไร้น้ำหนัก ไม่ได้แค่ลอยไปลอยมา แต่ส่งผลต่อร่างกายโดยตรง
หนึ่งในกลไกหลักที่ขับเคลื่อนการเปลี่ยนแปลงของร่างกายในอวกาศคือภาวะไร้น้ำหนัก (microgravity) หรือสภาวะที่แรงโน้มถ่วงมีผลน้อยมากจนแทบไม่มีน้ำหนักให้รับรู้ได้ ในบริบทของโลก กระดูกของมนุษย์มีการสร้างและสลายอย่างต่อเนื่องเพื่อปรับตัวต่อแรงที่มากระทำ แต่เมื่อเข้าสู่สภาวะไร้น้ำหนัก กระบวนการนี้จะเสียสมดุล อัตราการสลายกระดูก (bone resorption) จะสูงกว่าการสร้างกระดูก ส่งผลให้ความหนาแน่นของมวลกระดูก (bone mineral density) ลดลง งานวิจัยจากโครงการวิจัยในมนุษย์ของนาซา (NASA Human Research Program) รายงานว่านักบินอวกาศจะสูญเสียมวลกระดูกประมาณร้อยละ 1–1.5 ต่อเดือน ซึ่งเป็นอัตราที่สูงกว่าภาวะกระดูกพรุน (osteoporosis) บนโลกหลายเท่า นอกจากนี้ กล้ามเนื้อที่ทำหน้าที่ต้านแรงโน้มถ่วง (antigravity muscles) เช่น กล้ามเนื้อต้นขาและน่อง จะเกิดภาวะฝ่อลีบ (muscle atrophy) อย่างรวดเร็วแม้จะมีการออกกำลังกายเป็นประจำ สิ่งที่มีความซับซ้อนยิ่งกว่าคือการเปลี่ยนแปลงของการกระจายของของเหลวในร่างกาย (fluid shift) ซึ่งในสภาวะไร้น้ำหนัก ของเหลวจะเคลื่อนตัวขึ้นสู่ส่วนบนของร่างกาย นำไปสู่กลุ่มอาการทางระบบประสาทและการมองเห็นที่เกี่ยวข้องกับการบินอวกาศ (spaceflight-associated neuro-ocular syndrome หรือ SANS) ซึ่งมีผลต่อโครงสร้างของดวงตาและการมองเห็นในระยะยาว
รังสี เมื่อร่างกายถูกยิงด้วยอนุภาคที่มองไม่เห็นตลอดเวลา
ในอีกมิติหนึ่ง ร่างกายมนุษย์ในอวกาศต้องเผชิญกับรังสีพลังงานสูงจากอวกาศ (space radiation) ซึ่งแตกต่างจากรังสีพื้นหลังบนโลกอย่างมาก โดยเฉพาะรังสีคอสมิกจากนอกกาแล็กซี (galactic cosmic rays) และอนุภาคพลังงานสูงจากดวงอาทิตย์ (solar particle vents) รังสีเหล่านี้เป็นรังสีไอออไนซ์ (ionizing radiation) ที่จะทำให้เกิดการแตกตัวของโมเลกุลและทำลายสารพันธุกรรมได้โดยตรง งานศึกษาจากองค์กรอวกาศยุโรปและนาซาแสดงให้เห็นว่าการได้รับรังสีในระดับนี้จะเพิ่มความเสี่ยงต่อการเกิดมะเร็งและอาจส่งผลกระทบต่อระบบประสาทส่วนกลาง (central nervous system) ในระยะยาว ความท้าทายสำคัญคือ การได้รับรังสีในอวกาศไม่ได้เกิดขึ้นเป็นเหตุการณ์เฉียบพลันเพียงครั้งเดียว แต่เป็นการสะสมอย่างต่อเนื่อง และในกรณีของเหตุการณ์การปลดปล่อยอนุภาคจากดวงอาทิตย์ขนาดใหญ่ (solar flare) อาจทำให้นักบินอวกาศได้รับปริมาณรังสีในระดับอันตรายภายในระยะเวลาอันสั้น
ภูมิคุ้มกันเปลี่ยน เพราะร่างกายไม่คุ้นชิน
นอกจากปัจจัยทางกายภาพแล้ว ระบบภูมิคุ้มกันของมนุษย์ยังแสดงการเปลี่ยนแปลงที่ซับซ้อนในสภาพแวดล้อมอวกาศ งานวิจัยของนาซาพบว่าการทำงานของทีเซลล์ (T-cell) ซึ่งเป็นองค์ประกอบสำคัญของภูมิคุ้มกันที่รับมา (adaptive immunity) ลดลงในสภาวะไร้น้ำหนัก ขณะเดียวกันไวรัสที่อยู่ในสภาวะแฝง (latent virus) เช่นไวรัสเอปสไตน์-บารร์ (Epstein–Barr Virus) อาจกลับมาแสดงอาการได้อีกครั้ง ซึ่งบ่งชี้ว่าระบบภูมิคุ้มกันเกิดความไม่สมดุล นอกจากนี้ การทดลองทางจุลชีววิทยาบนสถานีอวกาศยังพบว่าแบคทีเรียบางชนิดมีความสามารถในการก่อโรค (virulence) และการสร้างชั้นฟิล์มชีวภาพ (biofilm) เพิ่มขึ้นในสภาวะไร้น้ำหนัก ส่งผลให้มีความทนทานต่อสภาพแวดล้อมและยาปฏิชีวนะมากขึ้น ภาพรวมของปรากฏการณ์นี้สะท้อนให้เห็นว่าทั้งร่างกายมนุษย์และจุลชีพในร่างกายต่างตอบสนองต่อสภาพแวดล้อมใหม่ในลักษณะที่ไม่คาดคิด
สภาพแวดล้อมแบบปิด ถ้าป่วยก็ป่วยด้วยกันทั้งหมด
ในระดับของสภาพแวดล้อมที่มนุษย์อาศัยอยู่ ยานอวกาศและสถานีอวกาศทำงานในลักษณะระบบปิด (closed-loop system) ซึ่งมีการควบคุมและหมุนเวียนทรัพยากรผ่านระบบควบคุมสิ่งแวดล้อมและการดำรงชีวิต (Environmental Control and Life Support System หรือ ECLSS) ของ นาซา แม้ระบบดังกล่าวจะออกแบบมาให้รักษาคุณภาพอากาศ น้ำ และความสะอาดในระดับสูง แต่ข้อจำกัดของพื้นที่และการอยู่ร่วมกันเป็นเวลานานทำให้ความเสี่ยงของการแพร่กระจายของโรคเพิ่มขึ้นอย่างมาก ความแตกต่างสำคัญจากสภาพแวดล้อมบนโลกคือการขาดระบบสำรอง (redundancy) ในการดูแลสุขภาพ เช่น การเข้าถึงสถานพยาบาลหรือการแยกตัวจากผู้ติดเชื้อ ส่งผลให้การเจ็บป่วยเล็กน้อยสามารถกลายเป็นความเสี่ยงต่อภารกิจโดยรวมได้
ตารางเวลาการนอนพัง เพราะพระอาทิตย์ขึ้นและตกไม่เหมือนบนโลก
อีกหนึ่งปัจจัยที่มีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญแต่มักถูกมองข้ามคือความผิดปกติของจังหวะชีวภาพ (circadian rhythm disruption) ซึ่งเป็นระบบควบคุมวงจรการนอนหลับและการทำงานของฮอร์โมนในร่างกาย โดยปกติจังหวะนี้เป็นไปตามวัฏจักรแสงและความมืดของโลก แต่บนสถานีอวกาศที่โคจรรอบโลกทุกประมาณ 90 นาที นักบินอวกาศจะเผชิญกับการขึ้นและตกของดวงอาทิตย์ประมาณ 16 ครั้งต่อวัน งานวิจัยของนาซาชี้ว่าความไม่สอดคล้องระหว่างนาฬิกาชีวภาพ (biological clock) และตารางปฏิบัติงาน ส่งผลต่อคุณภาพการนอนหลับ ประสิทธิภาพการทำงานทางความคิด และการควบคุมฮอร์โมน แม้จะมีการใช้ระบบแสงประดิษฐ์และตารางเวลาที่ออกแบบมาอย่างรัดกุม แต่ปัญหาการนอนหลับยังคงเป็นหนึ่งในความท้าทายหลักของภารกิจระยะยาว
จิตวิทยา เมื่อการท่องอวกาศส่งผลต่อจิตใจกว่าที่คิด
ท้ายที่สุด ปัจจัยทางจิตวิทยาเป็นอีกองค์ประกอบสำคัญที่กำหนดความสามารถในการอยู่รอดของมนุษย์ในอวกาศ มนุษย์เป็นสิ่งมีชีวิตทางสังคม (social species) ที่ต้องการมีปฏิสัมพันธ์ ความหลากหลายของสิ่งแวดล้อม และความรู้สึกควบคุมสถานการณ์ แต่ในสภาพแวดล้อมของอวกาศ นักบินอวกาศต้องเผชิญกับภาวะการแยกตัว (isolation) การอยู่ในพื้นที่จำกัด (confinement) และความเครียดจากความเสี่ยงสูงอย่างต่อเนื่อง งานศึกษาจากองค์กรอวกาศยุโรปและภารกิจจำลองบนโลก เช่น สถานีวิจัยในแอนตาร์กติกา แสดงให้เห็นว่าปัจจัยเหล่านี้สามารถนำไปสู่ความเครียด ความขัดแย้งระหว่างบุคคล และความเหนื่อยล้าทางจิตใจ (cognitive fatigue) ได้ แม้ในกลุ่มบุคคลที่ผ่านการคัดเลือกและฝึกฝนมาอย่างเข้มงวด
เมื่อพิจารณาปัจจัยทั้งหมดร่วมกัน จะเห็นได้ว่าการเจ็บป่วยในอวกาศไม่ได้เป็นผลจากอันตรายเฉพาะจุด แต่เป็นผลจากความไม่สอดคล้องระหว่างการออกแบบทางชีววิทยาของมนุษย์กับสภาพแวดล้อมนอกโลก ร่างกายมนุษย์ถูกปรับแต่งผ่านวิวัฒนาการให้ทำงานภายใต้แรงโน้มถ่วง วัฏจักรของแสง และระบบนิเวศแบบเปิดของโลก เมื่อองค์ประกอบเหล่านี้เปลี่ยนแปลงหรือหายไป ระบบต่าง ๆ ของร่างกายจึงค่อย ๆ สูญเสียสมดุล และนำไปสู่ความเสี่ยงทางสุขภาพในระยะยาว ดังนั้น ความท้าทายสำคัญของการสำรวจอวกาศในปัจจุบันจึงไม่ได้จำกัดอยู่เพียงการพัฒนาเทคโนโลยีการเดินทาง แต่รวมถึงการทำความเข้าใจและออกแบบวิธีการที่ทำให้มนุษย์สามารถดำรงชีวิตในสภาพแวดล้อมที่ไม่สอดคล้องกับธรรมชาติของตนเองได้อย่างยั่งยืน ซึ่งเป็นโจทย์ที่เชื่อมโยงระหว่างวิศวกรรมอวกาศ ชีววิทยา และวิทยาศาสตร์ข้อมูลในระดับลึกอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้
เรียบเรียงโดย โชติทิวัตถ์ จิตต์ประสงค์
Prince of Wales Hospital
Department of Orthopaedics & Traumatology
Faculty of Medicine, The Chinese University of Hong Kong
อัปเดตข้อมูลแวดวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี รู้ทันโลกไอที และโซเชียลฯ ในรูปแบบ Audio จาก AI เสียงผู้ประกาศของไทยพีบีเอส ได้ที่ Thai PBS
ที่มาข้อมูล : NASA, sciencedirect, NASA, NASA
“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech
