(मेलानी आर. मैकरेनॉल्ड्स, पेन स्टेट)
पेंसिल्वेनिया, 24 अगस्त (द कन्वरसेशन) म्र बढ़ना एक जैविक प्रक्रिया है जिसे कोई नहीं टाल सकता। वैसे तो, बढ़ती उम्र आराम करने और अपने उम्र भर के श्रम के फल का आनंद लेने का समय होना चाहिए। हालाँकि, उम्र बढ़ने का एक स्याह पक्ष भी होता है, जो अक्सर बीमारी से जुड़ा होता है।
हर सेकंड, आपकी कोशिकाएं अरबों जैव रासायनिक प्रतिक्रियाएं करती हैं जो जीवन के लिए आवश्यक कार्यों को बढ़ावा देती हैं, जिससे एक अत्यधिक परस्पर जुड़े चयापचय नेटवर्क का निर्माण होता है। यह नेटवर्क कोशिकाओं को बढ़ने, फैलने और स्वयं की मरम्मत करने में सक्षम बनाता है, और इसका व्यवधान उम्र बढ़ने की प्रक्रिया को बढ़ा सकता है।
लेकिन क्या उम्र बढ़ने से चयापचय में गिरावट आती है, या चयापचय में व्यवधान से उम्र बढ़ने में तेजी आती है? या दोनों?
इस मुर्गी-या-अंडे प्रश्न का समाधान करने के लिए, आपको सबसे पहले यह समझना होगा कि उम्र बढ़ने और बीमारी के दौरान चयापचय प्रक्रियाएं कैसे टूटती हैं। मैं एक वैज्ञानिक और शोधकर्ता हूं, और मेरी प्रयोगशाला चयापचय, तनाव और उम्र बढ़ने के बीच जटिल संबंधों की खोज पर केंद्रित है। अंततः, हमें उम्मीद है कि यह कार्य स्वस्थ उम्र बढ़ने और अधिक जीवंत जीवन को बढ़ावा देने के लिए रणनीतियाँ प्रदान करेगा।
चयापचय और उम्र बढ़ने के बीच संबंध
मधुमेह, कैंसर, हृदय रोग और न्यूरोडीजेनेरेटिव विकारों सहित समाज की कई सबसे आम बीमारियों के लिए उम्र बढ़ना सबसे महत्वपूर्ण जोखिम कारक है। इन स्वास्थ्य समस्याओं की शुरुआत के पीछे एक प्रमुख कारक सेलुलर और चयापचय होमियोस्टैसिस, या संतुलन का बिगड़ना है। होमियोस्टैसिस को बाधित करने से शरीर की आंतरिक कार्यप्रणाली गड़बड़ा जाती है, जिससे असंतुलन पैदा होता है जो चयापचय संबंधी विकारों, पुरानी बीमारियों और बिगड़े हुए सेलुलर कार्यों सहित कई स्वास्थ्य समस्याओं को जन्म दे सकता है जो उम्र बढ़ने और अन्य गंभीर स्थितियों में योगदान करते हैं।
बाधित चयापचय उम्र बढ़ने वाली कोशिकाओं के कई लक्षणों से जुड़ा हुआ है, जैसे टेलोमेयर छोटा होना, जो गुणसूत्रों के सुरक्षात्मक सिरों, और जीनोमिक अस्थिरता, आनुवंशिक उत्परिवर्तन बनाने की प्रवृत्ति को को नुकसान पहुंचाता है।
चयापचय को दो व्यापक प्रक्रियाओं में विभाजित किया जा सकता है: उपचय, या अणुओं का निर्माण, और अपचय, या अणुओं का टूटना।
खराब चयापचय भी खराब कार्यशील माइटोकॉन्ड्रिया से जुड़ा हुआ है; सेलुलर बुढ़ापा, या जब कोशिकाएं विभाजित होना बंद कर देती हैं; आंत के रोगाणुओं में असंतुलन; और कोशिकाओं की विभिन्न पोषक तत्वों का पता लगाने और उन पर प्रतिक्रिया करने की क्षमता को कम करता है।
न्यूरोलॉजिकल विकार, जैसे अल्जाइमर रोग, उम्र से संबंधित स्थितियों के प्रमुख उदाहरण हैं, जिनमें अनियंत्रित चयापचय और कार्यात्मक गिरावट के बीच एक मजबूत संबंध है। उदाहरण के लिए, मेरी शोध टीम ने पहले पाया था कि उम्र बढ़ने वाले चूहों में, प्रदाह को नियंत्रित करने वाले प्रोटीन की बढ़ती गतिविधि के कारण अस्थि मज्जा कोशिकाओं की ऊर्जा का उत्पादन, भंडारण और उपयोग करने की क्षमता कम हो जाती है। इस ऊर्जा की कमी की स्थिति से सूजन में वृद्धि होती है जो इन उम्र बढ़ने वाली कोशिकाओं के मुख्य ईंधन स्रोत के रूप में ग्लूकोज पर निर्भरता से खराब हो जाती है।
हालाँकि, उम्रदराज़ चूहों की अस्थि मज्जा कोशिकाओं में इस प्रोटीन को प्रयोगात्मक रूप से रोकना, कोशिकाओं की ऊर्जा पैदा करने की क्षमता को पुनर्जीवित करता है, सूजन को कम करता है और स्मृति में शामिल मस्तिष्क के एक क्षेत्र की प्लास्टिसिटी में सुधार करता है। इस खोज से पता चलता है कि प्रतिरक्षा कार्यों को बहाल करने के लिए अस्थि मज्जा कोशिकाओं के ग्लूकोज चयापचय को पुन: प्रोग्राम करके कुछ संज्ञानात्मक उम्र बढ़ने को उलटा किया जा सकता है।
अल्जाइमर के इलाज के लिए दवाओं का पुनरुत्पादन
हमारे नए प्रकाशित शोध में, मेरी टीम और मैंने बाधित ग्लूकोज चयापचय और न्यूरोडीजेनेरेटिव बीमारी के बीच एक नया संबंध खोजा। इससे हमें मूल रूप से कैंसर के लिए डिज़ाइन की गई एक दवा की पहचान करने में मदद मिली जिसका उपयोग संभवतः अल्जाइमर के इलाज के लिए किया जा सकता है।
हमने आईडीओ1 नामक एंजाइम पर ध्यान केंद्रित किया जो अमीनो एसिड ट्रिप्टोफैन को तोड़ने के पहले चरण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। यह मार्ग कियूरेनिन नामक एक प्रमुख यौगिक का उत्पादन करता है, जो अतिरिक्त ऊर्जा मार्गों और प्रदाह संबंधी प्रतिक्रियाओं को बढ़ावा देता है। हालाँकि, अत्यधिक कियूरेनिन के हानिकारक प्रभाव हो सकते हैं, जिसमें अल्जाइमर विकसित होने का खतरा भी शामिल है।
हमने पाया कि आईडीओ1 को बाधित करने से सेल कल्चर और चूहों सहित प्रीक्लिनिकल मॉडल की एक श्रृंखला में स्मृति और मस्तिष्क कार्य को ठीक किया जा सकता है। यह समझने के लिए कि, हमने मस्तिष्क कोशिकाओं के चयापचय को देखा। मस्तिष्क शरीर में सबसे अधिक ग्लूकोज पर निर्भर ऊतकों में से एक है। मस्तिष्क की महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं को बढ़ावा देने के लिए ग्लूकोज का ठीक से उपयोग करने में असमर्थता से चयापचय और संज्ञानात्मक गिरावट हो सकती है।
आईडीओ1 का उच्च स्तर अतिरिक्त कियूरेनिन का उत्पादन करके ग्लूकोज चयापचय को कम करता है। तो आईडीओ1 अवरोधक - मूल रूप से मेलेनोमा, ल्यूकेमिया और स्तन कैंसर जैसे कैंसर के इलाज के लिए डिज़ाइन किए गए - कियूरेनिन को कम करने और मस्तिष्क कामकाज में सुधार करने के लिए पुन: उपयोग किया जा सकता है।
चूहों और अल्जाइमर रोगियों की कोशिकाओं सहित प्रयोगशाला मॉडलों की एक श्रृंखला का उपयोग करके, हमने यह भी पाया कि आईडीओ1 अवरोधक मस्तिष्क कोशिकाओं में ग्लूकोज चयापचय को बहाल कर सकते हैं। इसके अलावा, हम आईडीओ1 को अवरुद्ध करके चूहों में अमाइलॉइड और तौ संचय - कई न्यूरोडीजेनेरेटिव विकारों में शामिल असामान्य प्रोटीन - के साथ ग्लूकोज चयापचय को बहाल करने में सक्षम थे। हमारा मानना ​​है कि इन अवरोधकों का पुन: उपयोग विभिन्न न्यूरोडीजेनेरेटिव विकारों में फायदेमंद हो सकता है।
स्वस्थ संज्ञानात्मक उम्र बढ़ने को बढ़ावा देना
तंत्रिका संबंधी विकारों और चयापचय में गिरावट का प्रभाव व्यक्तियों, परिवारों और अर्थव्यवस्था पर भारी पड़ता है।
जबकि कई वैज्ञानिकों ने इन बीमारियों के नकारात्मक प्रभावों को लक्षित करने पर ध्यान केंद्रित किया है, जैसे कि लक्षणों को प्रबंधित करना और प्रगति को धीमा करना, इन बीमारियों का पहले से इलाज करने से उम्र बढ़ने के साथ अनुभूति में सुधार हो सकता है। हमारे निष्कर्ष बताते हैं कि चयापचय को लक्षित करने से न केवल न्यूरोलॉजिकल गिरावट को धीमा करने की क्षमता है, बल्कि अल्जाइमर, पार्किंसंस और मनोभ्रंश जैसे न्यूरोडीजेनेरेटिव रोगों की प्रगति को उलटने की भी क्षमता है।
तनाव, चयापचय और उम्र बढ़ने के अंतरसंबंध पर नई अंतर्दृष्टि की खोज स्वस्थ उम्र बढ़ने का मार्ग प्रशस्त कर सकती है। अधिक शोध से हमारी समझ में सुधार हो सकता है कि चयापचय पूरे जीवन में तनाव प्रतिक्रियाओं और सेलुलर संतुलन को कैसे प्रभावित करता है।
द कन्वरसेशन एकता