Saturday, September 24, 2022
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अनुसंधान बीमार महसूस करने के पीछे न्यूरॉन्स को इंगित करता है

मैंसंक्रमण अक्सर ऐसे लक्षणों से जुड़े होते हैं जो सीधे रोगज़नक़ से नहीं जुड़े होते हैं, जैसे सुस्ती और भूख न लगना। वैज्ञानिकों को लंबे समय से यह समझने में दिलचस्पी रही है कि इन तथाकथित ‘बीमारी व्यवहार’ को अंततः नियंत्रित किया जाता है, क्योंकि यह जानकारी प्रतिरक्षा प्रणाली पर मस्तिष्क के प्रभाव पर प्रकाश डाल सकती है और संभावित रूप से असंख्य बीमारियों से वसूली में तेजी लाने के लिए नए उपचार की ओर ले जा सकती है। अब, इस महीने की शुरुआत में प्रकाशित चूहों में शोध प्रकृति उस नियंत्रण के अधिकांश हिस्से को ब्रेनस्टेम में गहरे न्यूरॉन्स के एक सेट पर ट्रैक किया गया है।

“मुझे लगता है कि यह वास्तव में एक महत्वपूर्ण प्रगति है,” कहते हैं कीथ केलीइलिनोइस विश्वविद्यालय में इम्यूनोफिजियोलॉजी के प्रोफेसर एमेरिटस और पत्रिका के पूर्व लंबे समय तक प्रधान संपादक मस्तिष्क, व्यवहार और इम्यूनोलॉजीजो काम में शामिल नहीं था। “यह वास्तव में मस्तिष्क तंत्र में कोशिकाओं की आबादी को दर्शाता है जो शरीर में क्या होता है और मस्तिष्क में क्या होता है, इसे जोड़ने के लिए जिम्मेदार होते हैं।”

न्यूरॉन्स पर शून्य करना जो हमें बीमार महसूस कराते हैं

हमारा शरीर लगातार एक तरह का संतुलन बनाए रखने की कोशिश कर रहा है, हमारे शरीर के तापमान, हमें कितनी बार भूख लगती है और हम कितना सोते हैं जैसी चीजों को नियंत्रित करते हैं। होमोस्टैसिस के रूप में जाना जाने वाला यह सावधानीपूर्वक संतुलन, हम दुनिया में जीवित और स्वस्थ रहने का प्रबंधन कैसे करते हैं। “आमतौर पर, इन चीजों को वास्तव में अच्छी तरह से नियंत्रित किया जाता है, और शरीर वास्तव में इसे प्राथमिकता देता है,” अध्ययन के सह-लेखक कहते हैं अनोज इलंगेसवर्जीनिया के एशबर्न में जेनेलिया रिसर्च कैंपस में एक जीवविज्ञानी, जिन्होंने न्यूयॉर्क में द रॉकफेलर यूनिवर्सिटी में अध्ययन करते हुए अध्ययन किया।

जब हम बीमार होते हैं तो यह संतुलन बदल जाता है, लक्षणों का एक समूह शुरू हो जाता है और शारीरिक परिवर्तन सामूहिक रूप से बीमारी व्यवहार के रूप में संदर्भित होते हैं जो हमें ठीक होने में मदद कर सकते हैं।

पिछले शोध ने कम से कम कुछ संकेतों का सुझाव दिया था जो बीमारी के व्यवहार को जन्म देते हैं ब्रेनस्टेम में उत्पन्न लेकिन यह ठीक से इंगित नहीं किया कि संरचना के भीतर कहाँ है। इसलिए, इलंगेस और उनके सहयोगियों ने जांच करने का फैसला किया। सबसे पहले, उन्होंने प्रयोगशाला चूहों को लिपोपॉलीसेकेराइड (LPS) से अवगत कराया, एक विष जिसमें मृत बैक्टीरिया के टुकड़े होते हैं और है ज्ञात जीवित बैक्टीरिया द्वारा ट्रिगर की गई प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया के समान। जैसा कि अपेक्षित था, एलपीएस ने जानवरों को बीमार कर दिया: वे सुस्त हो गए और अपनी भूख खो दी, भले ही वे रोगजनक से संक्रमित नहीं थे। और यह प्रभाव मजबूत था, अध्ययन सह-लेखक और रॉकफेलर विश्वविद्यालय आणविक जीवविज्ञानी बताते हैं जेफ फ्रीडमैन: एलपीएस-उजागर चूहों ने लंबे उपवास के बाद भी भोजन से इनकार कर दिया जो आमतौर पर उन्हें खाने के लिए प्रेरित करता था।

फिर वैज्ञानिकों ने LPS इंजेक्शन के बाद इच्छामृत्यु वाले चूहों के दिमाग में FOS नामक प्रोटीन की तलाश करके न्यूरोनल गतिविधि की जांच की। FOS मस्तिष्क में दीर्घकालिक परिवर्तनों में शामिल होता है और अक्सर न्यूरॉन्स की आग के बाद व्यक्त किया जाता है, और इसलिए न्यूरोनल गतिविधि के लिए एक प्रॉक्सी के रूप में कार्य कर सकता है। FOS की उच्च सांद्रता ने दो क्षेत्रों में गतिविधि के फटने का संकेत दिया: एकान्त पथ का केंद्रक (NTS) और क्षेत्र पोस्टरेमा (AP), जो ब्रेनस्टेम में अगल-बगल बैठते हैं।

लेकिन यह निर्धारित करने के लिए कि क्या इन क्षेत्रों में न्यूरॉन्स वास्तव में बीमारी के व्यवहार के लिए जिम्मेदार हैं, उन्हें एलपीएस का उपयोग किए बिना उन्हें सक्रिय करने की आवश्यकता है, क्योंकि विष शरीर और मस्तिष्क में अन्य परिवर्तनों का कारण बनता है।

ऐसा करने के लिए, उन्होंने एक वायरस इंजेक्ट किया जो विशेष चूहों के मस्तिष्क तंत्र के एनटीएस-एपी क्षेत्र में सीधे एंटीसाइकोटिक दवा क्लोजापाइन के प्रति संवेदनशील आणविक स्विच को बचाता है। इन चूहों को आनुवंशिक रूप से इस तरह से इंजीनियर किया गया था कि, जब एंटीकैंसर ड्रग टैमोक्सीफेन के संपर्क में आते हैं, तो सक्रिय रूप से फायरिंग न्यूरॉन्स- और केवल सक्रिय रूप से फायरिंग न्यूरॉन्स- इस स्विच को एफओएस-एन्कोडिंग जीन में एकीकृत करेंगे। इसका मतलब यह था कि अगर चूहों को बाद में क्लोज़ापाइन के संपर्क में लाया गया, तो एनटीएस-एपी क्षेत्र में फायरिंग होने वाले न्यूरॉन्स जहां वायरस को इंजेक्ट किया गया था, जबकि चूहों को टेमोक्सीफेन की एक प्राइमिंग खुराक मिली थी, वे एक बार फिर सक्रिय हो जाएंगे। यह, संक्षेप में, शोधकर्ताओं को तंत्रिका गतिविधि का एक स्नैपशॉट लेने के साथ-साथ बाद में उस स्नैपशॉट को फिर से बनाने का एक तरीका प्रदान करता है।

शोधकर्ताओं ने तब इंजीनियर चूहों को एलपीएस के साथ-साथ स्विच-प्राइमिंग, स्नैपशॉट लेने वाली टैमोक्सीफेन के साथ इंजेक्ट किया। ठीक होने के कुछ हफ्तों के बाद, शोधकर्ताओं ने चूहों को क्लोज़ापाइन का एक इंजेक्शन दिया और, एक बार फिर, एनटीएस-एपी न्यूरॉन्स ने एफओएस का उत्पादन किया और चूहों ने अपने सिस्टम में बिना किसी एलपीएस के भी बीमारी के व्यवहार को प्रदर्शित किया। टीम के लिए, इसने पुष्टि की कि एनटीएस-एपी क्षेत्र में न्यूरॉन्स बीमार महसूस करने में योगदान करते हैं। एकल-नाभिक आरएनए अनुक्रमण का उपयोग करते हुए आगे के प्रयोगों ने एलपीएस-सक्रिय न्यूरॉन्स की विशिष्टता को उन क्षेत्रों में और भी कम कर दिया जो एडीसीवाईएपी 1 नामक प्रोटीन भी व्यक्त करते हैं।

संक्रमण के दौरान हमारे शरीर विज्ञान को नियंत्रित करने वाले मस्तिष्क और मस्तिष्क के साथ संचार करने वाली प्रतिरक्षा प्रणाली के संदर्भ में बहुत कुछ चल रहा है। और मुझे लगता है कि यह वास्तव में इस धुरी की खोज की शुरुआत है।

-अनोज इलंगेस, जेनेलिया रिसर्च कैंपस

Ilanges की टीम ने यह भी पाया कि ADCYAP1- व्यक्त करने वाले न्यूरॉन्स को बाधित करने से LPS इंजेक्शन के जवाब में बीमारी के व्यवहार में कमी आई, हालांकि इसने उन्हें पूरी तरह से समाप्त नहीं किया।

केली ने नोट किया कि उन्होंने सोचा था कि न्यूरॉन्स की एक विशिष्ट आबादी को पुनः सक्रिय करने के लिए टीम ने माउस मॉडल विकसित किया था “वास्तव में चालाक था।” उन्होंने यह भी कहा कि वह कुछ बीमार व्यवहारों पर और काम देखने में रुचि रखते हैं, जो इलंगेस के काम में शामिल नहीं हैं, जैसे कि नींद में खलल या सामान्य दर्द और दर्द का वर्गीकरण जिसे सामूहिक रूप से मायलगिया के रूप में जाना जाता है।

पेट्रीसिया सी लोपेसकैलिफोर्निया में चैपमैन विश्वविद्यालय के एक जीवविज्ञानी, जो बीमारी के व्यवहार का अध्ययन करते हैं, लेकिन अध्ययन पर काम नहीं करते हैं, बताते हैं कि एनटीएस-एपी न्यूरॉन्स मस्तिष्क में एकमात्र न्यूरॉन्स नहीं हो सकते हैं जो बीमारी के व्यवहार में योगदान करते हैं। जून में, वैज्ञानिकों का एक अलग समूह भी प्रकाशित कर रहा है प्रकृति, हाइपोथैलेमस में स्थित न्यूरॉन्स की पहचान की जो बुखार, भूख न लगना और गर्मी चाहने वाले व्यवहार के समन्वय के लिए एक प्रकार के नियंत्रण केंद्र के रूप में कार्य करते हैं। लोप्स कहते हैं कि दोनों पत्रों को एक-दूसरे के इतने करीब और एक ही पत्रिका में देखना – “रोमांचक था, लेकिन आश्चर्यजनक भी था।” ब्रेनस्टेम और हाइपोथैलेमस दोनों को पहले बीमारी के व्यवहार के लिए महत्वपूर्ण माना गया था, लेकिन सेल आबादी की पहचान करने में सक्षम होना उल्लेखनीय है, वह कहती हैं। “जो विशिष्टता उन्हें मिल रही है वह अभूतपूर्व है।”

लोपेज ने दोनों पत्रों में एक दिलचस्प शिकन पर ध्यान दिया: इस्तेमाल किए गए सभी जानवर नर थे। माउस अध्ययनों में यह असामान्य नहीं है, क्योंकि मादा चूहों में एस्ट्रस से संबंधित शरीर के तापमान में बड़े उतार-चढ़ाव दिखाई देते हैं (एक संभावित भ्रमित कारक वैज्ञानिक इससे बचना चाह सकते हैं), लेकिन इसका मतलब है कि सेक्स के कारण कोई भी संभावित अंतर अज्ञात है।

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इलंगेस की टीम यह भी जांच करने में सक्षम नहीं थी कि ये न्यूरॉन्स किस विशिष्ट शारीरिक संकेतों का जवाब दे रहे थे, हालांकि वे ध्यान देते हैं कि एनटीएस वेगस तंत्रिका से संकेतों को रिले करने के लिए जाना जाता है-मस्तिष्क और आंतरिक अंगों के बीच एक महत्वपूर्ण संचार लाइन-जबकि एपी सेंस ह्यूमर सिग्नल के लिए जाना जाता है, जैसे रक्त प्रवाह में जारी प्रोटीन। वे यह जांच करने में भी सक्षम नहीं थे कि वायरल या अन्य गैर-बैक्टीरियल संक्रमणों के दौरान न्यूरॉन्स सक्रिय थे या नहीं।

फिर भी, वे आशा करते हैं कि अन्य लोग उनके द्वारा निर्धारित डेटा और विधियों का उपयोग यह पता लगाने के लिए कर सकते हैं कि मस्तिष्क और प्रतिरक्षा प्रणाली कैसे परस्पर क्रिया करती है, और इलंगेस ने जेनेलिया में जांच की इस पंक्ति को जारी रखने की योजना बनाई है।

इलंगेस का कहना है कि यह पता लगाना कि मस्तिष्क बीमारी के व्यवहार को कैसे नियंत्रित करता है, इन तंत्रों को बदलने के संभावित तरीकों का द्वार भी खोल सकता है। उदाहरण के लिए, कोई ऐसी दवा की कल्पना कर सकता है जो लंबे समय से बीमार लोगों को उनकी भूख वापस पाने में मदद करने के लिए डिज़ाइन की गई हो।

अधिक व्यापक रूप से, यह काम दिखाता है कि मस्तिष्क एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है और संक्रमण से लड़ने में सक्रिय भागीदार है, फ्राइडमैन कहते हैं। इलंगेस इसी तरह की भावनाओं को व्यक्त करता है। “संक्रमण के दौरान हमारे शरीर क्रिया विज्ञान को नियंत्रित करने वाले मस्तिष्क और मस्तिष्क के साथ संचार करने वाली प्रतिरक्षा प्रणाली के संदर्भ में बहुत कुछ चल रहा है। और मुझे लगता है कि यह वास्तव में इस धुरी की खोज की शुरुआत है।”

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