वाशिंगटन डीसी (यूएस), 23 फरवरी (एएनआई): ऐसा प्रतीत होता है कि ऊंचाई पर रहना मधुमेह से बचाता है, और वैज्ञानिकों ने आखिरकार इसका कारण खोज लिया है। जब ऑक्सीजन का स्तर गिरता है, तो लाल रक्त कोशिकाएं एक नए चयापचय मोड में बदल जाती हैं और रक्त से बड़ी मात्रा में ग्लूकोज को अवशोषित करती हैं।
यह शरीर को पतली हवा से निपटने में मदद करता है और साथ ही रक्त शर्करा के स्तर को भी कम करता है। एक दवा जो इस प्रभाव को दोबारा पैदा करती है, चूहों में मधुमेह को उलट देती है, जो एक शक्तिशाली नई उपचार रणनीति की ओर इशारा करती है।
वर्षों से, शोधकर्ताओं ने देखा है कि जो लोग उच्च ऊंचाई पर रहते हैं, जहां ऑक्सीजन की कमी होती है, उनमें समुद्र तल पर रहने वाले लोगों की तुलना में मधुमेह विकसित होने की संभावना कम होती है। हालाँकि इस प्रवृत्ति को अच्छी तरह से प्रलेखित किया गया था, लेकिन इसके पीछे की जैविक व्याख्या अस्पष्ट थी।
ग्लैडस्टोन इंस्टीट्यूट के वैज्ञानिकों का अब कहना है कि उन्होंने इसका कारण पहचान लिया है। उनके शोध से पता चलता है कि कम ऑक्सीजन वाले वातावरण में, लाल रक्त कोशिकाएं रक्तप्रवाह से बड़ी मात्रा में ग्लूकोज को अवशोषित करना शुरू कर देती हैं।
वास्तव में, कोशिकाएं दुनिया के सबसे ऊंचे पहाड़ों पर पाई जाने वाली परिस्थितियों के समान चीनी स्पंज की तरह काम करती हैं।
सेल मेटाबॉलिज्म में प्रकाशित निष्कर्षों में, टीम ने प्रदर्शित किया कि ऑक्सीजन का स्तर गिरने पर लाल रक्त कोशिकाएं अपने चयापचय को बदल सकती हैं।
यह बदलाव कोशिकाओं को उच्च ऊंचाई पर ऊतकों तक अधिक कुशलता से ऑक्सीजन पहुंचाने की अनुमति देता है। साथ ही, यह परिसंचारी रक्त शर्करा को कम करता है, जो मधुमेह के जोखिम को कम करने के लिए एक संभावित स्पष्टीकरण प्रदान करता है।
वरिष्ठ लेखिका ईशा जैन, पीएचडी, एक ग्लैडस्टोन अन्वेषक, आर्क इंस्टीट्यूट में मुख्य अन्वेषक और यूसी सैन फ्रांसिस्को में जैव रसायन के प्रोफेसर के अनुसार, अध्ययन शरीर विज्ञान में एक लंबे समय से चले आ रहे प्रश्न का समाधान करता है।
जैन कहते हैं, “लाल रक्त कोशिकाएं ग्लूकोज चयापचय के एक छिपे हुए हिस्से का प्रतिनिधित्व करती हैं जिसकी अब तक सराहना नहीं की गई है। यह खोज रक्त शर्करा को नियंत्रित करने के बारे में सोचने के लिए पूरी तरह से नए तरीके खोल सकती है।”
लाल रक्त कोशिकाओं की पहचान ग्लूकोज सिंक के रूप में की गई
जैन की प्रयोगशाला ने हाइपोक्सिया, रक्त में ऑक्सीजन के स्तर में कमी के लिए शब्द, और चयापचय पर इसके प्रभावों का अध्ययन करने में वर्षों बिताए हैं। पहले के प्रयोगों में, उनकी टीम ने देखा कि कम ऑक्सीजन वाली हवा के संपर्क में आने वाले चूहों में रक्त शर्करा का स्तर नाटकीय रूप से कम हो गया था।
जानवरों ने खाने के बाद अपने रक्तप्रवाह से तेजी से शर्करा को साफ किया, जो आमतौर पर मधुमेह के कम जोखिम से जुड़ा हुआ है। हालाँकि, जब शोधकर्ताओं ने यह निर्धारित करने के लिए प्रमुख अंगों की जांच की कि ग्लूकोज का उपयोग कहाँ किया जा रहा है, तो उन्हें कोई स्पष्ट उत्तर नहीं मिला।
“जब हमने हाइपोक्सिया में चूहों को चीनी दी, तो यह उनके रक्तप्रवाह से लगभग तुरंत गायब हो गई,” जैन प्रयोगशाला में पोस्टडॉक्टरल विद्वान और नए अध्ययन के पहले लेखक, योलान्डा मार्टी-मेटोस, पीएचडी कहते हैं। “हमने मांसपेशियों, मस्तिष्क, यकृत – सभी सामान्य संदिग्धों को देखा – लेकिन इन अंगों में कुछ भी यह नहीं बता सका कि क्या हो रहा था।”
एक अलग इमेजिंग विधि का उपयोग करके, शोधकर्ताओं ने पाया कि लाल रक्त कोशिकाएं लापता “ग्लूकोज सिंक” के रूप में काम कर रही थीं, जिसका अर्थ है कि वे परिसंचरण से महत्वपूर्ण मात्रा में ग्लूकोज ले रहे थे और उपयोग कर रहे थे।
यह अप्रत्याशित था क्योंकि लाल रक्त कोशिकाओं को पारंपरिक रूप से सरल ऑक्सीजन वाहक के रूप में देखा गया है।
चूहों पर अनुवर्ती प्रयोगों ने निष्कर्ष की पुष्टि की। कम ऑक्सीजन की स्थिति में, जानवरों ने कुल मिलाकर अधिक लाल रक्त कोशिकाओं का उत्पादन किया, और प्रत्येक व्यक्तिगत कोशिका ने सामान्य ऑक्सीजन स्तर के तहत गठित कोशिकाओं की तुलना में अधिक ग्लूकोज अवशोषित किया।
इस बदलाव के पीछे के आणविक विवरणों को उजागर करने के लिए, जैन के समूह ने कोलोराडो विश्वविद्यालय अंसचुट्ज़ मेडिकल कैंपस के पीएचडी एंजेलो डी’एलेसेंड्रो और मैरीलैंड विश्वविद्यालय के एमडी एलन डॉक्टर के साथ भागीदारी की, जिन्होंने लंबे समय से लाल रक्त कोशिका जीव विज्ञान का अध्ययन किया है।
उनके काम से पता चला कि जब ऑक्सीजन सीमित होती है, तो लाल रक्त कोशिकाएं एक अणु उत्पन्न करने के लिए ग्लूकोज का उपयोग करती हैं जो ऊतकों को ऑक्सीजन जारी करने में मदद करता है। यह प्रक्रिया विशेष रूप से तब महत्वपूर्ण हो जाती है जब ऑक्सीजन की आपूर्ति कम हो।
डी’एलेसेंड्रो कहते हैं, “जिस बात ने मुझे सबसे ज्यादा आश्चर्यचकित किया वह प्रभाव की भयावहता थी।” “लाल रक्त कोशिकाओं को आमतौर पर निष्क्रिय ऑक्सीजन वाहक के रूप में माना जाता है। फिर भी, हमने पाया कि वे पूरे शरीर में ग्लूकोज की खपत के एक बड़े हिस्से के लिए जिम्मेदार हो सकते हैं, खासकर हाइपोक्सिया के तहत।”
मधुमेह के उपचार के लिए निहितार्थ
शोधकर्ताओं ने यह भी पाया कि चूहों के सामान्य ऑक्सीजन स्तर पर लौटने के बाद लंबे समय तक हाइपोक्सिया का चयापचय लाभ हफ्तों से महीनों तक रहता है।
फिर उन्होंने हाइपोक्सीस्टैट का मूल्यांकन किया, जो हाल ही में जैन की प्रयोगशाला में विकसित एक दवा है जो कम ऑक्सीजन जोखिम की नकल करती है। हाइपोक्सीस्टैट को एक गोली के रूप में लिया जाता है और लाल रक्त कोशिकाओं में हीमोग्लोबिन को ऑक्सीजन को अधिक मजबूती से बांधने का काम करता है, जिससे ऊतकों तक पहुंचाई जाने वाली मात्रा सीमित हो जाती है। मधुमेह के माउस मॉडल में, दवा ने उच्च रक्त शर्करा को पूरी तरह से उलट दिया और मौजूदा उपचारों से बेहतर प्रदर्शन किया।
जैन कहते हैं, “यह माइटोकॉन्ड्रियल बीमारी से परे हाइपोक्सीस्टैट का पहला उपयोग है।” “यह मौलिक रूप से अलग तरीके से मधुमेह के उपचार के बारे में सोचने का द्वार खोलता है – ग्लूकोज कम होने पर लाल रक्त कोशिकाओं को भर्ती करके।”
ये निष्कर्ष मधुमेह से परे भी लागू हो सकते हैं। डी’एलेसेंड्रो दर्दनाक चोट के बाद व्यायाम फिजियोलॉजी और पैथोलॉजिकल हाइपोक्सिया के लिए संभावित प्रासंगिकता को नोट करता है। आघात युवा लोगों में मृत्यु का एक प्रमुख कारण बना हुआ है, और लाल रक्त कोशिका उत्पादन और चयापचय में परिवर्तन ग्लूकोज की उपलब्धता और मांसपेशियों के प्रदर्शन को प्रभावित कर सकता है।
जैन कहते हैं, “यह तो बस शुरुआत है। अभी भी इस बारे में बहुत कुछ सीखना बाकी है कि पूरा शरीर ऑक्सीजन में होने वाले बदलावों को कैसे अपनाता है और हम विभिन्न स्थितियों के इलाज के लिए इन तंत्रों का लाभ कैसे उठा सकते हैं।” (एएनआई)
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