แพลงก์ตอนทะเลบอกเล่าเรื่องราวอันยาวนานเกี่ยวกับสุขภาพของมหาสมุทร และอาจรวมถึงมนุษย์ด้วย

"นี่เป็นการศึกษานำร่องเพื่อทดสอบความเป็นไปได้ของการใช้ตัวอย่างแพลงก์ตอนที่เก็บถาวรจากการสำรวจเครื่องบันทึกแพลงก์ตอนต่อเนื่อง (CPR) เพื่อสร้างแนวโน้มทางประวัติศาสตร์ของมลพิษทางทะเลเหนืออวกาศและเวลา" ผู้เขียนอาวุโส Robert K. Naviaux, MD, PhD กล่าว ศาสตราจารย์ในภาควิชาอายุรศาสตร์ กุมารเวชศาสตร์และพยาธิวิทยาที่ UC San Diego School of Medicine "เรามีแรงจูงใจในการสำรวจวิธีการใหม่ๆ เหล่านี้จากการเพิ่มขึ้นของโรคเรื้อรังในเด็กและผู้ใหญ่ที่น่าตกใจซึ่งเกิดขึ้นทั่วโลกตั้งแต่ทศวรรษ 1980 "การศึกษาเมื่อเร็วๆ นี้เน้นย้ำถึงความเชื่อมโยงที่แน่นแฟ้นระหว่างมลพิษในมหาสมุทรกับสุขภาพของมนุษย์ ในการศึกษานี้ เราถามคำถามว่า การเปลี่ยนแปลงของแพลงก์ตอนที่เปิดเผย (มาตรวัดของการสัมผัสทั้งหมดในช่วงชีวิต) มีความสัมพันธ์กับระบบนิเวศและสุขภาพการประมงหรือไม่ "เรายังต้องการวางรากฐานสำหรับการถามคำถามที่สอง: สารเคมีที่มนุษย์สร้างขึ้นในแพลงก์ตอนสามารถใช้เป็นบารอมิเตอร์เพื่อวัดการเปลี่ยนแปลงของเคมีโลกที่อาจนำไปสู่การเจ็บป่วยในวัยเด็กและผู้ใหญ่ได้หรือไม่ กล่าวอีกนัยหนึ่ง เราต้องการทดสอบสมมติฐาน การหมุนเวียนอย่างรวดเร็วและความไวต่อการปนเปื้อนของแพลงก์ตอนอาจทำให้พวกมันกลายเป็นนกขมิ้นรุ่นในทะเลในเหมืองถ่านหิน" การสำรวจ CPR ซึ่งมีฐานอยู่ในสหราชอาณาจักรเป็นการสำรวจนิเวศวิทยาทางทะเลที่ใช้เวลานานที่สุดและครอบคลุมทางภูมิศาสตร์มากที่สุดในโลก ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2474 เรือเกือบ 300 ลำเดินทางไกลกว่า 7.2 ล้านไมล์ ลากอุปกรณ์เก็บตัวอย่างที่จับแพลงก์ตอนและการวัดค่าทางสิ่งแวดล้อมในมหาสมุทรทั้งหมดของโลก ทะเลเมดิเตอร์เรเนียน ทะเลบอลติก ทะเลเหนือ และในทะเลสาบน้ำจืด ความพยายามพร้อมกับโปรแกรมเสริมอื่นๆ มีวัตถุประสงค์เพื่อบันทึกและตรวจสอบสุขภาพทั่วไปของมหาสมุทร โดยพิจารณาจากความเป็นอยู่ที่ดีของแพลงก์ตอนในทะเล ซึ่งเป็นกลุ่มของสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กที่มักเป็นแหล่งอาหารสำหรับสัตว์น้ำอื่นๆ มากมาย ตั้งแต่หอย เพื่อตกปลาปลาวาฬ "แพลงก์ตอนทะเลมีอยู่ในระบบนิเวศของมหาสมุทรทั้งหมด" ผู้ร่วมวิจัย Sonia Batten, PhD, อดีตผู้ประสานงานของ Pacific CPR และปัจจุบันเป็นเลขาธิการบริหารของ North Pacific Marine Science Organization กล่าว "พวกมันสร้างชุมชนที่ซับซ้อนซึ่งเป็นฐานของสายใยอาหาร และพวกมันมีบทบาทสำคัญในการรักษาสุขภาพและความสมดุลของมหาสมุทร โดยทั่วไปแล้วแพลงก์ตอนจะมีอายุสั้นและไวต่อการเปลี่ยนแปลงของสิ่งแวดล้อม" Naviaux ผู้ร่วมเขียน Kefeng Li, PhD, นักวิทยาศาสตร์โครงการในห้องทดลองของ Naviaux และเพื่อนร่วมงานได้ประเมินตัวอย่างแพลงก์ตอนที่นำมาจากสถานที่ต่างๆ สามแห่งในแปซิฟิกเหนือในเวลาที่ต่างกันระหว่างปี 2545 ถึง 2563 จากนั้นใช้เทคโนโลยีที่หลากหลายเพื่อประเมินการสัมผัส ไปจนถึงสารเคมีต่างๆ ที่มนุษย์สร้างขึ้น รวมถึงเภสัชภัณฑ์ สารมลพิษอินทรีย์ถาวร (POPs) เช่น สารเคมีอุตสาหกรรม สารกำจัดศัตรูพืช; พทาเลตและพลาสติไซเซอร์ (สารเคมีที่ได้จากพลาสติก); และผลิตภัณฑ์ดูแลส่วนบุคคล นักวิจัยกล่าวว่าสารมลพิษจำนวนมากเหล่านี้มีปริมาณลดลงในช่วง 2 ทศวรรษที่ผ่านมา แต่ไม่ใช่ในระดับสากล และมักเกิดขึ้นในลักษณะที่ซับซ้อน ตัวอย่างเช่น การวิเคราะห์บ่งชี้ว่าระดับของ POPs ดั้งเดิมและยาปฏิชีวนะทั่วไปของอะม็อกซีซิลลินได้ลดลงอย่างมากในมหาสมุทรแปซิฟิกเหนือในช่วง 20 ปีที่ผ่านมา อาจเป็นเพราะส่วนหนึ่งมาจากกฎระเบียบของรัฐบาลกลางที่เพิ่มขึ้นและการลดลงของการใช้ยาปฏิชีวนะโดยรวมในสหรัฐอเมริกาและแคนาดา แต่ การค้นพบนี้สับสนเนื่องจากการใช้งานที่เพิ่มขึ้นพร้อมกันในรัสเซียและจีน ตัวอย่างที่มีมลพิษมากที่สุดนำมาจากบริเวณใกล้ชายฝั่งที่ใกล้กับกิจกรรมของมนุษย์มากที่สุด และขึ้นอยู่กับปรากฏการณ์ต่างๆ เช่น การไหลบ่าบนบกและการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำ ในสถานที่เหล่านี้ มีระดับที่สูงขึ้นและพบสารเคมีต่างๆ จำนวนมากขึ้นในแพลงตอนแท็กซ่าที่อาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมใกล้ชายฝั่งเหล่านั้น ผู้เขียนกล่าวว่าโครงการนำร่องของพวกเขาชี้ทางไปสู่การวิจัยติดตามผลซึ่งออกแบบมาเพื่อตรวจสอบความสัมพันธ์ระหว่างการเปิดเผยของแพลงก์ตอน ความสัมพันธ์ของผู้ล่า-เหยื่อ และการประมงที่ได้รับผลกระทบ "จำเป็นต้องมีการศึกษาติดตามผลโดยนักระบาดวิทยาและนักนิเวศวิทยาทางทะเล เพื่อทดสอบว่าแพลงตอนมีความสัมพันธ์กับแนวโน้มทางการแพทย์ที่สำคัญในประชากรมนุษย์ใกล้เคียง เช่น การเสียชีวิตของทารก ออทิสติก หอบหืด เบาหวาน และภาวะสมองเสื่อมอย่างไรและอย่างไร" นาวิโอซ์กล่าว Naviaux ตั้งข้อสังเกตว่าการค้นพบนี้นำเสนอเงื่อนงำใหม่ในการอธิบายธรรมชาติของโรคเรื้อรังหลายชนิดที่ระยะของการตอบสนองอันตรายของเซลล์ (CDR) ยังคงอยู่ ซึ่งนำไปสู่อาการเรื้อรัง เป็นเวลากว่าทศวรรษที่ Naviaux และเพื่อนร่วมงานได้ให้เหตุผลว่าข้อมูลที่สะสมบ่งชี้ถึงโรคต่างๆ และความเจ็บป่วยเรื้อรัง ตั้งแต่ความผิดปกติของพัฒนาการทางระบบประสาท เช่น โรคออทิสติกสเปกตรัม การรักษาไม่สมบูรณ์ มีลักษณะเป็น CDR Naviaux ได้เผยแพร่ในหัวข้อนี้อย่างกว้างขวาง รวมถึงผลกระทบของ CDR จากปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมที่ส่งผลให้ระบบเผาผลาญทำงานผิดปกติและโรคเรื้อรังได้อย่างไร "จุดประสงค์ของ CDR คือการช่วยปกป้องเซลล์และเริ่มต้นกระบวนการรักษาอย่างรวดเร็วหลังจากได้รับบาดเจ็บ โดยทำให้เซลล์แข็งตัว เยื่อหุ้มเซลล์ลดลงและเปลี่ยนปฏิสัมพันธ์กับเพื่อนบ้าน และเปลี่ยนทิศทางของพลังงานและทรัพยากรเพื่อป้องกันจนกว่าอันตรายจะผ่านพ้นไป "นาวิโอซ์กล่าว "แต่บางครั้ง CDR ก็ติดขัด สิ่งนี้ขัดขวางการสิ้นสุดของวงจรการรักษาตามธรรมชาติ เปลี่ยนแปลงวิธีที่เซลล์ตอบสนองต่อโลก เมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้น เซลล์จะทำงานราวกับว่าพวกเขายังคงได้รับบาดเจ็บหรืออยู่ในอันตรายที่ใกล้เข้ามา แม้ว่าสาเหตุดั้งเดิมของ การบาดเจ็บหรือการคุกคามได้ผ่านพ้นไปแล้ว เราได้เรียนรู้ว่าสารเคมีในสิ่งแวดล้อม การบาดเจ็บ การติดเชื้อ หรือความเครียดประเภทอื่นๆ หลายชนิดสามารถชะลอหรือขัดขวางการสิ้นสุดของวงจรการรักษา เมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้น มันจะนำไปสู่อาการของโรคเรื้อรัง " "CDR เป็นกระบวนการทั้งร่างกายที่เริ่มต้นจากไมโตคอนเดรียและเซลล์ ไมโทคอนเดรียเป็นออร์แกเนลล์ในเซลล์ที่ทำหน้าที่เป็นไบโอเซนทิเนลที่คอยตรวจสอบเคมีของเซลล์และสภาพแวดล้อมอย่างต่อเนื่อง ไมโตคอนเดรียควบคุมกิจกรรมการเผาผลาญที่จำเป็นสำหรับพลังงานและ การเคลื่อนไหว ภูมิคุ้มกันโดยกำเนิด เพื่อควบคุมสุขภาพของไมโครไบโอม และสำหรับการสร้างหน่วยการสร้างที่จำเป็นสำหรับการซ่อมแซมเนื้อเยื่อหลังการบาดเจ็บ" ในการศึกษาแพลงก์ตอนในทะเล Naviaux และผู้เขียนร่วมพบว่าสารเพอร์ฟลูออโรอัลคิล (สารเคมีที่ใช้กันทั่วไปเพื่อเพิ่มความสามารถในการกันน้ำในผลิตภัณฑ์ต่างๆ ในชีวิตประจำวัน ตั้งแต่บรรจุภัณฑ์ เสื้อผ้า ไปจนถึงเครื่องครัว) มีความโดดเด่นในการเปิดเผยแพลงก์ตอน สารดังกล่าวเป็นที่ทราบกันดีว่ายับยั้งโปรตีนในไมโตคอนเดรียบางชนิด รวมทั้งเอนไซม์สำคัญที่ใช้ในการควบคุมเมแทบอลิซึมของคอร์ติซอลและการตอบสนองของสิ่งมีชีวิตต่อความเครียด สารเคมีอื่นๆ ที่พบ ได้แก่ พทาเลตจากพลาสติกและผลิตภัณฑ์ดูแลส่วนบุคคล เช่น โลชั่นและแชมพู พทาเลตเป็นสารเคมีที่ก่อกวนต่อมไร้ท่อซึ่งเพิ่มจำนวนขึ้นในแพลงก์ตอนเอ็กซ์โปโซมมากว่า 20 ปี และมีผลทั้งทางตรงและทางอ้อมต่อไมโตคอนเดรีย "แพลงก์ตอนตอบสนองต่อสารเคมีในเอกซ์โปโซมของพวกมัน ส่วนหนึ่งมาจากการเปลี่ยนแปลงในไมโตคอนเดรียของพวกมันเองที่เปลี่ยนแปลงชีววิทยาของพวกมัน" นาวิโอซ์กล่าว "และผมก็เถียงว่ามนุษย์เหมือนกัน ผมหวังว่าการใช้วิธีการของเรา โดยกลุ่มวิจัยทั่วโลกจะเสริมความเชื่อมโยงระหว่างสุขภาพของระบบนิเวศและสุขภาพของมนุษย์ และจัดหาเครื่องมือใหม่ ๆ เพื่อติดตามการเปลี่ยนแปลงของรอยเท้าสารเคมีของมนุษย์ในช่วงศตวรรษที่ผ่านมา "หากพบความเชื่อมโยงที่ใกล้เคียงเพียงพอ การเปิดเผยแพลงก์ตอนจากหอดูดาวทั่วโลกอาจถูกนำมาใช้ในอนาคตเพื่อติดตามและควบคุมมลพิษที่นำไปสู่โรคในมนุษย์"