ทะลุกรอบ | ป๋วย อุ่นใจ
นํ้าอสุจิ จะมีองค์ประกอบหลักสองส่วน
หนึ่งคือ สเปิร์ม หรือตัวอสุจินับสิบล้านหรืออาจจะถึงร้อยล้านตัวที่ถูกหลั่งออกมาในแต่ละครั้ง
และสองก็คือ ส่วนใสของน้ำอสุจิมีลักษณะเป็นของเหลวสีขาวขุ่นที่เรียกว่า seminal fluid หรือ seminal plasma
เป็นเวลานานที่ของเหลวนี้มักถูกมองว่าเป็นเพียง “น้ำเลี้ยง” ที่ช่วยหล่อเลี้ยงจุนเจือสเปิร์มด้วยสารอาหารสารพัด ช่วยรักษาสภาวะกรดด่างให้เหมาะสม ทำให้สเปิร์มมีชีวิตอยู่ได้ และสามารถเดินทางผ่านเส้นทางที่ยาวไกลเพื่อไปปฏิสนธิกับเซลล์ไข่ได้สำเร็จลุล่วง
แต่นักวิทยาศาสตร์ไม่น้อยเชื่อว่า seminal fluid หรือ seminal plasma น่าจะมีบทบาทมากกว่านั้น
ด้วยความสงสัยว่า seminal fluid มีผลอะไรบ้างหรือเปล่ากับระบบสืบพันธุ์ฝ่ายหญิง ซาร่า โรเบิร์ตสัน (Sarah Robertson) และทีมวิจัยของเธอจากมหาวิทยาลัยแอดีเลด (University of Adelaide) ในประเทศออสเตรเลีย ตัดสินใจเริ่มการทดลองโดยเอา seminal fluid ของมนุษย์ไปทดสอบกับเซลล์ด่านหน้าสุดของระบบสืบพันธุ์ ซึ่งก็คือเซลล์เยื่อบุช่องคลอดและเยื่อบุปากมดลูก (vaginal and cervical cell)
ผลออกมาชัดเจน ในขวดเพาะเลี้ยงเซลล์ seminal plasma ของคนสามารถกระทุ้งให้เซลล์เยื่อบุช่องคลอดและเยื่อบุปากมดลูกเพิ่มการแสดงออกของสารสัญญาณไซโตไคน์ (cytokine) และคีโมไคน์ (chemokine) ที่ช่วยกระตุ้นการอักเสบ
ซึ่งน่าสนใจ เพราะกระบวนการนี้เป็นกลไกของร่างกายในการจัดการกับสิ่งแปลกปลอมและลดโอกาสในการติดเชื้อ
ชัดเจนว่า seminal fluid น่าจะมีส่วนช่วยกระตุ้นให้ด่านหน้าของฝ่ายหญิงทั้งช่องคลอดและปากมดลูกให้แอ๊กทีฟ เกิดการอักเสบได้
การทดลองต่อมาในหนู พบว่าหลังการซั่มกันจริงๆ seminal fluid มีบทบาทจริงๆ ในการเรียกให้เซลล์ภูมิคุ้มกันบางชนิด เช่น นิวโทรฟิล และแมโครเฟจ ให้มาสะสมกันอยู่ในๆ บริเวณนั้น (ที่เคยแอ๊กทีฟ) ซึ่งนอกจากจะเป็นการตอบสนองกับแอนติเจนใน seminal fluid ยังอาจมีผลช่วยป้องกันเชื้อก่อโรคบางชนิดที่อาจจะฉวยโอกาสติดเชื้อหลังการฟีเจอริ่งกันมาอย่างโชกโชนก็เป็นได้
แต่งานวิจัยที่น่าตื่นเต้นที่สุดของโรเบิร์ตสันที่เปลี่ยนมุมมองเกี่ยวกับบทบาทของ seminal fluid ไปอย่างสิ้นเชิง ได้ถูกตีพิมพ์เผยแพร่ออกมาในปี 2009 ในวารสาร Biology of Reproduction
ในงานนี้ ทีมวิจัยของเธอได้ตั้งคำถามว่าถ้าระบบภูมิคุ้มกันถูกกระตุ้นขึ้นมา แล้วเกิดบ้าดีเดือดทำลายดะไปหมดตราบใดที่เห็นเป็นสิ่งแปลกปลอม บางทีสเปิร์มและตัวอ่อนอาจจะโดนหางเลข และอาจจะถูกทำลายไปด้วยก็เป็นได้ ซึ่งก็จะไม่เป็นผลดีกับการดำรงอยู่ของสปีชีส์
คำถามคือหากจะตอบโจทย์แบบนี้ จะต้องออกแบบการทดลองอย่างไร
การทดลองของโรเบิร์ตสันและทีมถูกออกแบบมาอย่างแยบคาย…
ตามปกติ หนูตัวผู้และหนูตัวเมียเป็นหนูคนละตัว ถ้าเซลล์ของหนูตัวผู้เข้าไปในหนูตัวเมีย ระบบภูมิคุ้มกันของหนูตัวเมียจะมองเห็นเซลล์พวกนั้นเป็นสิ่งแปลกปลอม หรือแอนติเจน (antigen) ในร่างกาย
แล้วถ้าเซลล์เหล่านั้นเป็นเซลล์ของคู่ตุนาหงันของมันล่ะ?
เซลล์ภูมิคุ้มกันของสาวเจ้าจะยอมอ่อนข้อให้พ่อของลูกของมันบ้างหรือไม่
และเพื่อพิสูจน์ โรเบิร์ตสันให้หนูตัวเมียไปผสมกับตัวผู้ และราวๆ วันที่สามหลังการผสม ก่อนที่ตัวอ่อนจะฝังตัวราวๆ ครึ่งวัน เธอและทีมก็ฉีดเซลล์มะเร็งที่มีแอนติเจนเหมือนของหนูตัวผู้เข้าไป แล้วติดตามดูว่าเซลล์มะเร็งจะโตได้มั้ย
เพราะถ้าระบบภูมิคุ้มกันของหนูตัวเมียยอมรับเซลล์ที่มีแอนติเจนของหนูตัวผู้ เซลล์มะเร็งที่ใส่เข้าไปก็จะเริ่มเติบโตขยายขนาดขึ้นเป็นก้อนอย่างรวดเร็วในร่างกายของหนูสาว
แต่ถ้าเซลล์ของหนูตัวเมียปฏิเสธเซลล์ของหนูตัวผู้ เซลล์ภูมิคุ้มกันของเธอก็จะเริ่มเปิดศึกกับเซลล์มะเร็ง ในกรณีนี้ โดยมากเซลล์มะเร็งที่ใส่เข้าไปก็จะถูกเซลล์ของหนูสาวล้างบางจนหมดสิ้นไม่เหลือหลอ
ผลที่ได้ออกมาชัดเจน หนูตัวเมีย 48 ตัว ที่ผ่านการผสมพันธุ์กันมา 3 วัน ตรวจพบก้อนมะเร็งมากถึง 35 ตัว คิดเป็น 73 เปอร์เซ็นต์
แสดงให้เห็นชัดเจนว่าระบบภูมิคุ้มกันในร่างกายของหนูตัวเมียส่วนใหญ่ยอมรับเซลล์ของหนูตัวผู้ที่เป็นคู่ของมันเป็นอย่างดี
ในขณะเดียวกัน จากการทดลองในหนูตัวเมียเวอร์จิ้น 26 ตัว ไม่พบก้อนมะเร็งเลยแม้สักตัวในร่างกายของหนูสาว
ซึ่งแสดงให้เห็นว่าหลังการผสมพันธุ์น่าจะมีการเปลี่ยนแปลงบางอย่างกับระบบภูมิคุ้มกันในหนูตัวเมีย ทำให้พวกมันยอมรับแอนติเจนของผู้ชายของมัน
อย่างไรก็ตาม แม้ว่าในการทดลองนี้ จะทำก่อนที่จะการฝังตัวจริงๆ ในมดลูกของตัวเมีย แต่เพื่อให้ชัดเจนว่าที่จริงแล้ว การยอมรับของระบบภูมิคุ้มกันฝ่ายหญิงนั้นคือเป็นการยอมรับตัวผู้จริงๆ ไม่ได้มาจากตัวอ่อนที่เริ่มพัฒนาแล้ว
ทีมของโรเบิร์ตสันตัดสินใจทำการทดลองสำคัญอีกชุดหนึ่ง ซึ่งก็คือการผสมพันธุ์หนูตัวผู้ กับหนูตัวเมียที่ถูกผูกท่อนำไข่ (uterus ligation)
การผูกท่อนำไข่จะทำให้สเปิร์มไม่สามารถเดินทางไปถึงไข่ได้ ทำให้ไม่มีการปฏิสนธิ แต่ seminal fluid ยังคงสามารถเข้าไปในโพรงมดลูกได้ตามปกติ
ผลคือ ในกลุ่มหนูผูกท่อ แม้จะไม่มีการปฏิสนธิ และตัวอ่อนใดๆ เกิดขึ้นได้ แต่ในหนูกลุ่มนี้ กลับพบก้อนมะเร็งเจริญเติบโตขึ้นมากถึงราวๆ 71%
แสดงให้เห็นชัดว่าแม้จะไม่มีตัวอ่อน หรือการปฏิสนธิ แค่มีเซ็กซ์กันก็พอแล้ว
และเพื่อให้รู้ว่าการยอมรับแบบนี้เกิดขึ้นแบบจำเพาะเจาะจงหรือไม่ หรือแค่ภูมิตกหลังดุ๊บดิ๊บ
พวกเขาเลยทดลองผสมกับหนูตัวผู้ที่มีแอนติเจนต่างกันกับเซลล์มะเร็ง แล้วลองฉีดเซลล์มะเร็งเข้าไปอีกครั้ง
ผลคอนเฟิร์มชัดว่าปรากฏการณ์นี้ไม่ได้เกิดขึ้นอย่างเหวี่ยงแห แต่เกิดแค่เฉพาะกับคู่ที่เคยเคียงเท่านั้น
“ระบบภูมิคุ้มกันของสาวเจ้าพร้อมจะอ่อนข้อให้คู่ของตัวเอง ตั้งแต่เพียงแค่มีเซ็กซ์ ทั้งที่ยังไม่มีการปฏิสนธิเกิดขึ้นเสียด้วยซ้ำ”
นี่เป็นผลการทดลองที่น่าตื่นเต้นมากสำหรับโรเบิร์ตสัน เพราะมันชี้ว่า การยอมรับแอนติเจนจากสามีอาจเป็นส่วนหนึ่งของกระบวนการเตรียมร่างกายของฝ่ายเมียให้พร้อมสำหรับการสืบพันธุ์ ตั้งแต่ก่อนที่ตัวอ่อนจะถือกำเนิดขึ้นจริงๆ
ดูเหมือนว่าในระหว่างการผสมพันธุ์ จะมีสัญญาณบางอย่างถูกส่งเข้าไปพร้อมกับน้ำอสุจิของหนูตัวผู้ สัญญาณที่ไม่ได้มีหน้าที่เพียงช่วยพาสเปิร์มไปหาไข่ แต่ยังเข้าไปปรับการทำงานของระบบภูมิคุ้มกันของฝ่ายเมีย ให้เริ่มลดการตอบสนองต่อแอนติเจนจากพ่อของลูกลงล่วงหน้า ราวกับเป็นการเตรียมพื้นที่ไว้สำหรับตัวอ่อนที่อาจเดินทางมาถึงในอีกไม่กี่วันต่อมา
และนั่นทำให้คำถามต่อไปน่าสนใจขึ้นทันทีว่าสัญญาณนั้นคืออะไร และทำให้ระบบภูมิคุ้มกันของหนูสาว “จำ” คู่ของตัวเองได้อย่างไร?
โรเบิร์ตสันและทีมเชื่อว่าความลับนั้นซ่อนอยู่ในน้ำอสุจิหนูหนุ่ม
และเพื่อหาคำตอบว่า องค์ประกอบส่วนไหนของน้ำอสุจิกันแน่ที่เป็นกุญแจสำคัญของปรากฏการณ์นี้ ทีมของโรเบิร์ตสันจึงทำการทดลองอีกครั้ง
โดยเปรียบเทียบหนูตัวผู้สามกลุ่ม
กลุ่มแรกคือหนูตัวผู้ปกติ ซึ่งหลั่งทั้งสเปิร์มและ seminal fluid ออกมาตามธรรมชาติ
กลุ่มที่สอง คือหนูตัวผู้ที่ผ่านการทำหมันโดยการผูกท่อ (vasectomy) ทำให้ยังสามารถหลั่ง seminal plasma ได้ตามปกติ แต่ไม่มีสเปิร์มออกมาด้วย
ส่วนกลุ่มสุดท้าย คือหนูตัวผู้ที่ถูกผ่าตัดเอา seminal vesicles ออก หรือ SVX ซึ่งทำให้น้ำเชื้อขาดสารคัดหลั่งส่วนใหญ่ที่มาจาก seminal vesicle รวมถึง seminal fluid แม้ว่าสเปิร์มจะยังคงถูกส่งออกมาได้ก็ตาม
ผลที่ได้ออกมาน่าสนใจมาก
เมื่อหนูตัวเมียผสมกับตัวผู้ปกติ ก้อนมะเร็งสามารถเติบโตได้ใน 73 เปอร์เซ็นต์ของตัวเมีย และแม้จะเปลี่ยนไปใช้ตัวผู้ที่ผ่าน vasectomy ซึ่งไม่มีสเปิร์มออกมาเลย ตัวเลขก็ยังอยู่สูงถึง 64 เปอร์เซ็นต์ หรือ 18 จาก 28 ตัว
แต่เมื่อเปลี่ยนไปใช้ตัวผู้ SVX ซึ่งขาดสารคัดหลั่งส่วนใหญ่จาก seminal vesicle ความสามารถในการเหนี่ยวนำให้เกิดการยอมรับผู้ กลับลดลงอย่างชัดเจน เหลือเพียง 38 เปอร์เซ็นต์ หรือ 8 จาก 21 ตัว
ผลนี้จึงชี้ไปในทิศทางเดียวกันว่าตัวการสำคัญไม่ได้อยู่ที่ “สเปิร์ม” เพียงอย่างเดียว
แต่มีองค์ประกอบบางอย่างใน seminal fluid โดยเฉพาะสารคัดหลั่งจาก seminal vesicle ที่มีบทบาทสำคัญในการส่งสัญญาณไปยังระบบภูมิคุ้มกันของฝ่ายเมีย
แต่เรื่องยังไม่จบ เพราะเมื่อโรเบิร์ตสันเปลี่ยนจากการดูแค่ว่า “ก้อนมะเร็งขึ้นหรือไม่” ไปดูการทำงานของภูมิคุ้มกันโดยตรง เรื่องกลับซับซ้อนขึ้นทันที
เพราะผลไม่ได้บอกว่า seminal fluid ทำงานอยู่ฝ่ายเดียว
ทีมวิจัยจึงใช้การทดลองอีกแบบคือ delayed-type hypersensitivity หรือ DTH หรือก็คือการ “สอน” ระบบภูมิคุ้มกันของตัวเมียให้จำเซลล์ที่มีแอนติเจนของหนูตัวผู้ให้ได้ก่อนโดยการเอาเซลล์ม้ามของหนูสายพันธุ์ของตัวผู้ฉีดเข้าไปใต้ผิวหนัง จากนั้นปล่อยให้ตัวเมียไปผสมกับตัวผู้ในกลุ่มต่างๆ
สามวันหลังจากการจับคู่ นักวิจัยฉีดเซลล์ม้ามที่มีแอนติเจนของหนูตัวผู้เข้าไปที่อุ้งเท้าซ้าย ส่วนอุ้งเท้าขวาฉีดสารละลายควบคุม ถ้าระบบภูมิคุ้มกันของหนูยัง “จำและมุ่งโจมตี” แอนติเจนของหนูสายพันธุ์ของตัวผู้อยู่เต็มที่ เซลล์เม็ดเลือดขาวที (T cells) ที่เคยถูกกระตุ้นไว้ (ตอนสอน) จะตอบสนองต่อเซลล์ที่ฉีดเข้ามา ทำให้เกิดการอักเสบเฉพาะจุด และดึงดูดเซลล์ในระบบภูมิคุ้มกันอื่นๆ ให้เข้ามาอยู่ในบริเวณนั้นภายในประมาณ 24 ชั่วโมง อุ้งเท้าของหนูข้างที่ได้รับเซลล์จะบวมเป่งขึ้นมา อ้วนกว่าข้างที่ได้สารละลายควบคุม
พวกเขาจึงใช้ความแตกต่างของความหนาระหว่างอุ้งเท้าที่ฉีดเซลล์หนูสายพันธุ์ของตัวผู้กับอุ้งเท้าควบคุม เป็นตัวบอกความรุนแรงของการตอบสนองแบบ DTH
ในการทดลอง DTH ถ้าหนูตัวเมียได้ผสมกับตัวผู้ปกติ การตอบสนองของภูมิคุ้มกันต่อแอนติเจนจากฝ่ายพ่อจะลดลงอย่างชัดเจน
แต่ถ้าเปลี่ยนเป็นตัวผู้ที่ทำหมันแบบผูกท่อ (vasectomy) ซึ่งแม้จะสามารถหลั่งน้ำเชื้อออกมาได้ แต่ในน้ำเชื้อนั้นจะมีแต่ seminal fluid แต่ไม่มีสเปิร์ม หรือใช้ตัวผู้ SVX ซึ่งมีสเปิร์มแต่ขาดสารคัดหลั่งส่วนใหญ่จาก seminal vesicle ผลการยอมรับทางภูมิคุ้มกันแบบเต็มรูปแบบกลับหายไปทั้งคู่
เหมือนกับว่าระบบนี้ต้องใช้ “สองกุญแจ” เปิดพร้อมกัน
กุญแจดอกแรกอยู่ใน seminal plasma ซึ่งน่าจะนำสัญญาณที่บอกระบบภูมิคุ้มกันว่า ควรเปลี่ยนโหมดจากการโจมตีไปสู่การยอมรับ แต่กุญแจอีกดอกอยู่กับสเปิร์ม ซึ่งอาจเป็นแหล่งสำคัญของแอนติเจนจากฝ่ายพ่อ ทำให้ระบบภูมิคุ้มกันไม่ได้เพียงถูกกดแบบกว้างๆ แต่เริ่มเรียนรู้ว่า “ใคร” คือคู่ที่ควรยอมรับ
และเพื่อให้เห็นภาพได้ชัดขึ้นว่าเกิดอะไรขึ้นกับระบบภูมิคุ้มกัน ทีมวิจัยตัดสินใจเก็บต่อมน้ำเหลืองของหนูตัวเมียสามวันหลังโดนซั่มกันโดยเฉพาะอย่างยิ่งในต่อมน้ำเหลือง para-aortic ซึ่งทำหน้าที่รับน้ำเหลืองที่ระบายมาจากมดลูก แล้วนำไปนับจำนวนเซลล์ CD4+CD25+ Treg โดยใช้เครื่อง Flow cytometer
เซลล์ Treg (Regulatory T cell) ซึ่งเป็นเซลล์ในระบบภูมิคุ้มกันที่คอยเบรกไม่ให้ระบบตอบสนองรุนแรงเกินไปจนทำลายเซลล์ของร่างกายตัวเอง ที่ตอบสนองกับเซลล์จากหนูตัวผู้
ผลที่ได้พบว่าหลังผสมกับตัวผู้ปกติ สัดส่วนเซลล์ Treg ในต่อมน้ำเหลืองที่รับน้ำเหลืองมาจากมดลูกจะเพิ่มขึ้นอย่างชัดเจนเมื่อเทียบกับกลุ่มที่มีองค์ประกอบไม่ครบไม่ว่าจะเป็นกลุ่มที่ไม่มีสเปิร์มอันเนื่องมาจากการทำหมัน หรือกลุ่มที่ไม่มีสารคัดหลั่งจาก seminal vesicle อันเนื่องมาจากการตัด seminal vesicle
การผสมกับตัวผู้ปกติทำให้จำนวนเซลล์ CD4+CD25+ Treg เพิ่มขึ้นถึงประมาณ 2.7 เท่า แต่สำหรับในกลุ่มที่ขาดองค์ประกอบอย่างใดอย่างหนึ่งไปนั้น จำนวน Treg จะคงที่
ในบริบทการตั้งครรภ์ หน้าที่ของมันสำคัญมาก เพราะตัวอ่อนมีแอนติเจนจากพ่ออยู่ครึ่งหนึ่ง ซึ่งสำหรับระบบภูมิคุ้มกันของแม่แล้วถือว่าไม่ใช่ “ตัวเอง” ทั้งหมด เซลล์ Treg จึงช่วยสร้างภาวการณ์ยอมรับทางภูมิคุ้มกัน ทำให้การตอบสนองของเซลล์ที และเซลล์ภูมิคุ้มกันอื่นๆ ต่อแอนติเจนของหนูตัวผู้ลดลง และเอื้อต่อการฝังตัวรวมถึงการพัฒนาของรก
นี่จึงทำให้ภาพของ seminal fluid เปลี่ยนไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง มันไม่ได้เป็นแค่ “น้ำเลี้ยงสเปิร์ม” แต่ดูเหมือนจะเป็นระบบส่งสารแบบสองชั้น ชั้นหนึ่งให้ คำสั่งทางภูมิคุ้มกัน และส่วนอีกชั้นหนึ่งให้ข้อมูลเกี่ยวกับตัวตนทางแอนติเจนของฝ่ายพ่อ
ที่น่าประหลาดใจก็คือ ทั้งหมดนี้เริ่มต้นเร็วเหลือเกิน เร็วเสียจนยังไม่จำเป็นต้องมีตัวอ่อนอยู่เลย ใครจะคิดว่ามีเซ็กซ์กันแค่เพียงครั้ง ร่างกายของสาวเจ้าก็อาจเริ่มเตรียมระบบภูมิคุ้มกันของเธอให้พร้อมยอมรับตัวตนของพ่อของลูกกันแล้ว ต้องแต่ก่อนที่ลูกจะเริ่มถือกำเนิดขึ้นเสียอีก
บางทีความสัมพันธ์ก็อาจซับซ้อนกว่าที่คิด
อ้างอิง
Sharkey, D. J., Macpherson, A. M., Tremellen, K. P., & Robertson, S. A. (2007). Seminal plasma differentially regulates inflammatory cytokine gene expression in human cervical and vaginal epithelial cells. Molecular Human Reproduction, 13(7), 491-501. https://doi.org/10.1093/molehr/gam028
Robertson, S. A. (2007). Seminal fluid signaling in the female reproductive tract: Lessons from rodents and pigs. Journal of Animal Science, 85(Suppl. 13), E36-E44. https://doi.org/10.2527/jas.2006-578
Robertson, S. A., Guerin, L. R., Bromfield, J. J., Branson, K. M., Ahlstr?m, A. C., & Care, A. S. (2009). Seminal fluid drives expansion of the CD4+CD25+ T regulatory cell pool and induces tolerance to paternal alloantigens in mice. Biology of Reproduction, 80(5), 1036-1045. https://doi.org/10.1095/biolreprod.108.074658
