Alienum phaedrum torquatos nec eu, vis detraxit periculis ex, nihil expetendis in mei. Mei an pericula euripidis, hinc partem.
 

ตำราชีววิทยาอาจต้องเรียบเรียงใหม่ เมื่อนักวิทย์พบว่ากระดูกอาจเป็นตัวส่งสัญญาณระวังภัย

ตำราชีววิทยาอาจต้องเรียบเรียงใหม่ เมื่อนักวิทย์พบว่ากระดูกอาจเป็นตัวส่งสัญญาณระวังภัย

ในขณะที่คุณผู้อ่านกำลังกวาดสายตารับรู้ข้อความในประโยคนี้ ถ้าจู่ๆ มีเสียงสัญญาณเตือนภัยดังลั่น ไฟดับ ตามมาด้วยเสียงระเบิด ไม่นานก็เริ่มปรากฏควันพัดโชยเข้ามา คุณอาจรีบคว้าของสำคัญใกล้ตัวติดมาสักสองสามชิ้น แล้วรีบวิ่งหนีออกมาจนถึงพื้นที่ปลอดภัย…

ตั้งแต่ตอนที่เราได้ยินเสียงสัญญาณเตือนภัยจนกระทั่งปลอดภัยจากเหตุการณ์ไม่คาดฝัน

ในร่างกายของเราเกิดอะไรขึ้นบ้าง?

อย่างแรกเลย หัวใจจะสูบฉีดเลือดแรงขึ้นเพื่อไปเลี้ยงกล้ามเนื้อทั่วร่างกาย เราจะหายใจถี่ขึ้นเพื่อรับออกซิเจนอย่างเต็มที่ ม่านตาจะเบิกโพลงเพื่อรับแสง ตับจะปลดปล่อยกลูโคสออกมาเพื่อใช้เป็นพลังงาน ระบบย่อยอาหารจะหยุดทำงานชั่วคราวเพราะเลือดต้องไปหล่อเลี้ยงอวัยวะที่จำเป็นกว่า

กระบวนการปรับตัวของร่างกายเพื่อตอบสนองต่อสภาวะหน้าสิ่วหน้าขวานเช่นนี้เรียกว่า ระบบประสาทแบบซิมพาเทติก (sympathetic nervous system) มีชื่อเล่นว่า การตอบสนองแบบจะสู้หรือจะหนี (fight-or-flight response) กลไกที่กระตุ้นการตอบสนองนี้ หลายคนอาจจะคุ้นหูว่าฮอร์โมนอะดรีนาลีน (adrenaline) จากต่อมหมวกไต เป็นตัวการสำคัญ

ตำราชีววิทยาอาจจะต้องเรียบเรียงใหม่อีกครั้ง เมื่อทีมนักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยโคลัมเบีย นำโดยเจราร์ด คาร์เซนตี (Gérard Karsenty) ตีพิมพ์ผลงานวิจัยผ่านวารสาร Cell Metabolism เมื่อกลางเดือนกันยายน ค.ศ. 2019 ที่ผ่านมาโดย สนับสนุนแนวคิดที่ว่า กระดูกอาจเป็นต้นกำเนิดของสัญญาณสู้หรือหนี ไม่ใช่ต่อมหมวกไต

กระดูกในร่างกายของคนเราไม่ใช่แท่งแคลเซียมแข็งตันๆที่ปราศจากกิจกรรมทางชีววิทยา แต่เป็นโครงสร้างที่มีการเปลี่ยนแปลงเกิดขึ้นตลอดเวลา เพราะกระดูกเป็นแหล่งกักเก็บแคลเซียมของร่างกาย ภายในกระดูกแต่ละชิ้นประกอบไปด้วยเซลล์หลากชนิดที่มีลักษณะและหน้าที่เฉพาะตัว เฉกเช่นเดียวกับอวัยวะสำคัญอื่นๆ ของตัวเรา

ในงานวิจัยชิ้นนี้ ทีมนักวิทยาศาสตร์ให้ความสนใจไปที่โปรตีนออสทีโอแคลซิน (osteocalcin) ซึ่งค้นพบมานานราว 50 ปีแล้ว เดิมทีนักวิทยาศาสตร์เชื่อว่ามันทำหน้าที่นำแคลเซียมมาพอกให้กระดูกแข็งแรงขึ้น แต่ทีมวิจัยของเจราร์ดพบว่าโปรตีนตัวนี้ทำหน้าที่เป็นฮอร์โมนได้ด้วย โดยทำหน้าที่ควบคุมระดับน้ำตาลในเลือด เผาผลาญไขมัน  และส่งเสริมการทำงานของสมอง โดยเฉพาะในหนูทดลองที่มีอายุมากและอาสาสมัครที่เป็นผู้สูงอายุ

“กระดูกจึงอาจทำหน้าที่ช่วยปกป้องร่างกายจากอันตราย ด้วยฮอร์โมนออสทีโอแคลซิน” นี่เป็นสมมติฐานเบื้องต้นของทีมวิจัยนี้

ขั้นแรก ทีมนักวิจัยทำให้หนูทดลองอยู่ในสภาพตื่นตกใจด้วยการใช้ไฟฟ้าช็อตขาเบาๆ และปล่อยกลิ่นฉี่ของหมาป่าออกมา พบว่าภายใน 2-3 นาทีแรก ปริมาณออสทีโอแคลซินในกระแสเลือดหนูก็เพิ่มขึ้นถึงสี่เท่า นอกจากนี้เมื่อทดสอบในมนุษย์โดยให้ผู้เข้าร่วมการวิจัยต้องพูดต่อหน้าสาธารณชนแบบไม่มีปี่ไม่มีขลุ่ย ก็พบว่าออสทีโอแคลซินเพิ่มสูงขึ้นเช่นกัน

จากนั้นจะเป็นการพิสูจน์ว่าออสทีโอแคลซิน เป็นตัวกระตุ้นการตอบสนองแบบสู้หรือหนี(fight-or-flight response)  ทีมนักวิจัยสร้างหนูตัดต่อพันธุกรรมที่ไม่สามารถสร้างออสทีโอแคลซินได้ขึ้นมา ผลลัพธ์คือพวกมันไม่มีการตอบสนองดังกล่าวแม้จะได้รับสิ่งกระตุ้น และยังได้ทดลองฉีดออสทีโอแคลซินเข้าไปในกระแสเลือดโดยตรง พบว่าร่างกายหนูจะเข้าสู่ภาวะสู้หรือหนีได้แม้ไม่มีสิ่งกระตุ้น

แล้วความรู้สึกตื่นกลัวส่งมาถึงกระดูกได้อย่างไร ทีมนักวิทยาศาสตร์พบว่าส่วนเล็กๆ ของสมองที่มีขนาดประมาณเม็ดอัลมอนด์ซึ่งเรียกว่า อะมิกดาลา (amygdala) จะส่งสัญญาณประสาทมาถึงเซลล์ออสทีโอบลาสต์ (osteoblast) ในกระดูก เพื่อกระตุ้นการสร้างออสทีโอแคลซินออกมาสู่กระแสเลือด

ในทางตรงข้าม กระบวนการของร่างกายที่ทำงานเป็นขั้วคู่ตรงข้ามกับระบบประสาทแบบซิมพาเทติก คือระบบประสาทแบบพาราซิมพาเทติก (parasympathetic nervous sytem) ซึ่งจะทำงานเพื่อนำพาร่างกายเข้าสู่ภาวะ “พักผ่อนและย่อยอาหาร” (rest and digest)

จุดนี้เองที่ออสทีโอแคลซินเข้ามาแทรกแซง เนื่องจากทีมนักวิทยาศาสตร์พบว่าฮอร์โมนตัวนี้จะไปยับยั้งระบบประสาทแบบพาราซิมพาเทติก แล้วพาร่างกายเข้าสู่ภาวะสู้หรือหนี รวมถึงกระตุ้นการหลั่งอะดรีนาลีนด้วยนั่นเอง

ข้อค้นพบนี้ช่วยอธิบายได้ว่าเพราะเหตุใดในผู้ป่วยบางรายที่จำเป็นต้องตัดต่อมหมวกไตทิ้งไป ยังคงสามารถแสดงการตอบสนองแบบสู้หรือหนีได้อยู่ เพราะว่ากระดูกนั่นเองที่เป็นตัวการหลัก ไม่ใช่ต่อมหมวกไต

“หากเราคิดว่ากระดูกเป็นอวัยวะที่วิวัฒนาการขึ้นมาเพื่อป้องกันร่างกาย เช่น กะโหลกศีรษะคอยคุ้มกันสมอง  กระดูกค้อนทั่งโกลนในหูชั้นกลางคอยเตือนภัยอันตรายที่เข้ามาใกล้ ส่วนโครงกระดูกก็ทำให้เราเคลื่อนที่เพื่อหลบหนีผู้ล่าได้ การที่กระดูกจะสามารถสร้างฮอร์โมนออสทีโอแคลซินได้ ก็เป็นเรื่องที่เมกเซนส์” เจราร์ดกล่าวปิดท้ายไว้อย่างน่าสนใจ

บทความโดย  อาจวรงค์  จันทมาศ

อ้างอิง

https://www.sciencemag.org/news/2019/09/hormone-secreted-bones-may-help-us-escape-danger

Date

ตุลาคม 21, 2019

Category

STEM NEWS