कैलिफ़ोर्निया: यह जानने के लिए कि पर्याप्त ऑक्सीजन न मिलना आपके स्वास्थ्य के लिए हानिकारक है, आपको अपनी सांस रोकने में केवल कुछ सेकंड लगते हैं।
हालाँकि, क्या यह संभव है कि बहुत अधिक हो? दरअसल, ऐसी हवा में सांस लेने से जिसमें आपके शरीर की आवश्यकता से अधिक ऑक्सीजन होती है, स्वास्थ्य समस्याओं या यहां तक कि मृत्यु का कारण बन सकती है। लेकिन इस विषय पर कम शोध के कारण, वैज्ञानिक इस बारे में बहुत कम जानते हैं कि शरीर अत्यधिक ऑक्सीजन को कैसे महसूस करता है।
अब, ग्लैडस्टोन इंस्टीट्यूट्स के एक नए अध्ययन ने तंत्र के बारे में वैज्ञानिक ज्ञान का काफी विस्तार किया है, और यह स्वास्थ्य के लिए क्यों महत्वपूर्ण है।
जर्नल साइंस एडवांसेज में रिपोर्ट किए गए उनके निष्कर्ष बताते हैं कि ऑक्सीजन के विभिन्न स्तरों के साथ हवा में सांस लेना – बहुत कम से लेकर सही या बहुत अधिक तक – फेफड़ों, हृदय और मस्तिष्क में विभिन्न प्रोटीनों के निर्माण और गिरावट को प्रभावित करता है। चूहों का. विशेष रूप से, अध्ययन में एक विशेष प्रोटीन पर भी प्रकाश डाला गया है जो यह विनियमित करने में केंद्रीय भूमिका निभा सकता है कि कोशिकाएं हाइपरॉक्सिया पर कैसे प्रतिक्रिया करती हैं।
नए अध्ययन की वरिष्ठ लेखिका, पीएचडी, ग्लैडस्टोन सहायक अन्वेषक ईशा जैन कहती हैं, “इन परिणामों का कई अलग-अलग बीमारियों पर प्रभाव पड़ता है।” “अमेरिका में 10 लाख से अधिक लोग चिकित्सा कारणों से हर दिन पूरक ऑक्सीजन लेते हैं, और अध्ययनों से पता चलता है कि यह कुछ मामलों में चीजों को बदतर बना सकता है। यह सिर्फ एक सेटिंग है जहां हमारा काम यह बताना शुरू कर रहा है कि क्या हो रहा है और शरीर कैसे प्रतिक्रिया करता है। ”
ऑक्सीजन के प्रभावों को समझना ऑक्सीजन के स्तर पर अधिकांश पूर्व शोधों ने बहुत कम ऑक्सीजन के आणविक प्रभावों की जांच की है। और उस क्षेत्र में भी, अधिकांश ध्यान इस बात पर रहा है कि कम ऑक्सीजन किस प्रकार प्रभावित करती है कि कौन से जीन चालू या बंद हैं।
नए पेपर के पहले लेखक और यूसी सैन फ्रांसिस्को में स्नातक छात्र कर्स्टन ज़ुवेन चेन कहते हैं, “हमारा अध्ययन चूहों का उपयोग करके और जीन अभिव्यक्ति के डाउनस्ट्रीम को देखकर अज्ञात क्षेत्र में प्रवेश करता है, जिस पर विभिन्न ऑक्सीजन सांद्रता के जवाब में प्रोटीन असामान्य रूप से जमा या खराब हो जाते हैं।”
शोध टीम के पिछले काम पर आधारित है, जिसमें पता चला है कि बहुत अधिक ऑक्सीजन की प्रतिक्रिया में, लौह और सल्फर क्लस्टर युक्त कुछ प्रोटीन खराब हो जाते हैं, जिससे कोशिकाएं खराब हो जाती हैं।
“अब, हम इस बात की अधिक गतिशील तस्वीर प्राप्त करना चाहते थे कि ऑक्सीजन का स्तर बहुत अधिक या बहुत कम होने पर प्रोटीन कैसे नियंत्रित होता है,” चेन कहते हैं।
ऐसा करने के लिए, टीम ने चूहों को कई हफ्तों तक 8 प्रतिशत, 21 प्रतिशत (पृथ्वी के वायुमंडल में हम जिस सामान्य स्तर पर सांस लेते हैं) या 60 प्रतिशत ऑक्सीजन स्तर वाली हवा में रखा।
इस बीच, उन्होंने चूहों को नाइट्रोजन का एक अलग रूप युक्त भोजन दिया जिसे जानवरों के शरीर ने नए प्रोटीन में शामिल कर लिया। इस नाइट्रोजन आइसोटोप ने एक “लेबल” के रूप में काम किया जिसने शोधकर्ताओं को फेफड़ों, हृदय और मस्तिष्क में हजारों विभिन्न प्रोटीनों के लिए प्रोटीन टर्नओवर दर – प्रोटीन संश्लेषण और गिरावट के बीच संतुलन – की गणना करने में सक्षम बनाया। जैन कहते हैं, “हम अपने सहयोगियों के आभारी हैं जो इस तकनीक के विशेषज्ञ हैं, जिसे चूहों में अमीनो एसिड के स्थिर आइसोटोप लेबलिंग के रूप में जाना जाता है।” “इसके बिना, हम यह अध्ययन नहीं कर सकते थे।” एक प्रमुख प्रोटीन का निर्माण होता है शोधकर्ताओं ने पाया कि ऑक्सीजन का स्तर हृदय या मस्तिष्क की तुलना में चूहों के फेफड़ों में प्रोटीन को अधिक नाटकीय रूप से प्रभावित करता है। उन्होंने उच्च या निम्न-ऑक्सीजन स्थितियों के तहत असामान्य कारोबार दर वाले कुछ प्रोटीन की पहचान की। उच्च-ऑक्सीजन स्थितियों में जमा होने वाले एक विशेष प्रोटीन, MYBBP1A ने उनका ध्यान खींचा। MYBBP1A एक प्रतिलेखन नियामक है, जिसका अर्थ है कि यह सीधे जीन अभिव्यक्ति को प्रभावित करता है।
चेन कहते हैं, “इसने हमारा ध्यान खींचा क्योंकि पूर्व शोध से पता चला है कि अन्य प्रतिलेखन कारक जिन्हें हाइपोक्सिया-प्रेरक कारक या एचआईएफ कहा जाता है, कम ऑक्सीजन के प्रति कोशिकाओं की प्रतिक्रिया में एक बड़ी भूमिका निभाते हैं।” “हमारा काम हाइपरॉक्सिया सिग्नलिंग में संबंधित भूमिका के लिए MYBBP1A को नामांकित करता है।” MYBBP1A राइबोसोम के उत्पादन में शामिल है – सेलुलर “मशीनें” जो प्रोटीन का निर्माण करती हैं।
आगे के प्रयोगों से ऐसे सुराग सामने आए कि, उच्च ऑक्सीजन स्तर की प्रतिक्रिया में, फेफड़ों में इस प्रोटीन का संचय राइबोसोम के प्रमुख घटक राइबोसोमल आरएनए के उत्पादन को प्रभावित कर सकता है। जैन की टीम अब हाइपरॉक्सिया के दौरान MYBBP1A की सटीक आणविक भूमिका की जांच कर रही है, जिसमें यह भी शामिल है कि इसकी प्रतिक्रिया सुरक्षात्मक है या हानिकारक। यह कार्य नए उपचारों के लिए मंच तैयार कर सकता है जो MYBBP1A प्रोटीन या संबंधित अणुओं को उन तरीकों से लक्षित करते हैं जो हाइपरॉक्सिया के बुरे प्रभावों का मुकाबला करते हैं – कम ऑक्सीजन स्थितियों में HIF प्रोटीन को लक्षित करने वाले व्यापक अनुसंधान प्रयासों के समान। अपनी तरह का पहला डेटासेट नया अध्ययन विभिन्न ऑक्सीजन स्तरों के संपर्क में आने वाले चूहों के विभिन्न ऊतकों में प्रोटीन टर्नओवर दरों का अपनी तरह का पहला डेटासेट प्रस्तुत करता है। टीम को उम्मीद है कि इसके नतीजे अन्य शोधकर्ताओं को शरीर पर बहुत अधिक या बहुत कम ऑक्सीजन के प्रभावों की जांच करने के लिए प्रेरित करेंगे, जो बीमारी के इलाज के तरीके को बदल सकता है।
