ऑक्सीडेटिव तनाव कोशिकाओं के उत्पादन और ऑक्सीजन के टूटने के उप-उत्पादों के उन्मूलन के बीच असंतुलन का वर्णन करता है। प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियों (आरओएस) के रूप में जाना जाने वाला ये उप-उत्पाद, सेल के कामकाज के लिए महत्वपूर्ण हैं लेकिन उच्च मात्रा में नुकसान पहुंचाते हैं। ROS अत्यधिक प्रतिक्रियाशील रसायनों की एक बड़ी श्रेणी से संबंधित हैं जिन्हें मुक्त कण कहा जाता है। क्योंकि कोशिकाओं को कार्य करने के लिए ROS की आवश्यकता होती है, कुछ शोधकर्ताओं ने ऑक्सीडेटिव तनाव को कुछ संदर्भों में एक अच्छी चीज के रूप में वर्णित किया है। दूसरों का कहना है कि परिभाषा के अनुसार ऑक्सीडेटिव तनाव खराब है।
ऑक्सीडेटिव क्षति उम्र बढ़ने और कई बीमारियों में शामिल है। रसायन जो ऑक्सीकरण और आरओएस के उत्पादन को रोकते हैं, कहलाते हैं एंटीऑक्सीडेंट. कुछ शोध बताते हैं कि एंटीऑक्सिडेंट ऑक्सीडेटिव क्षति को सीमित करने में मदद कर सकते हैं। हालाँकि, यह स्पष्ट नहीं है कि कितना या किस प्रभाव के लिए।
ऑक्सीडेटिव तनाव का क्या कारण बनता है?
ROS स्वाभाविक रूप से उत्पन्न होते हैं जब शरीर सेलुलर श्वसन के भाग के रूप में डायटोमिक ऑक्सीजन (O2) को तोड़ता है, ग्लूकोज (चीनी) से ऊर्जा निकालने की प्रक्रिया। जिन जीवों में एक होता है, यह माइटोकॉन्ड्रिया में होता है, जिसे कोशिका का तथाकथित बिजलीघर कहा जाता है। सेलुलर श्वसन के अंतिम चरण के हिस्से के रूप में, सेल ग्लूकोज के उप-उत्पादों से इलेक्ट्रॉनों, या नकारात्मक उपपरमाण्विक कणों को अलग करता है। यह कोशिका को एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट (एटीपी) नामक एक अणु बनाने में सक्षम बनाता है, जो इसका मुख्य शक्ति स्रोत है। इस प्रक्रिया के अंत में सेल को इलेक्ट्रॉनों को स्वीकार करने के लिए ऑक्सीजन की आवश्यकता होती है, और अधिकांश ऑक्सीजन अणु अंततः पानी में परिवर्तित हो जाते हैं।
हालांकि, कुछ ऑक्सीजन अणु कम इलेक्ट्रॉन प्राप्त करते हैं और बदले में मुक्त कणों, विशेष रूप से आरओएस में परिवर्तित हो जाते हैं। इन पदार्थों के लापता इलेक्ट्रॉन वे हैं जो उन्हें बेहद प्रतिक्रियाशील बनाते हैं, और वे इलेक्ट्रॉनों को प्राप्त करने और रासायनिक रूप से अधिक स्थिर होने के लिए सेल में कई पदार्थों के साथ प्रतिक्रिया करेंगे। कुछ सामान्य आरओएस पेरोक्साइड (जैसे हाइड्रोजन पेरोक्साइड), सुपरऑक्साइड और हाइड्रॉक्सिल रेडिकल हैं।
मिशिगन विश्वविद्यालय में आणविक, सेलुलर और विकासात्मक जीव विज्ञान के प्रोफेसर उर्सुला जैकब ने लाइव साइंस को बताया, “हम लगातार उन प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियों को बनाते हैं, जैसा कि हम इसे कहते हैं, शरीर की हर कोशिका में।” श्वसन के उपोत्पाद होने के अलावा, आरओएस का उपयोग सेल सिग्नलिंग में या कोशिकाओं के भीतर या उसके पार संदेश भेजने में किया जाता है।
उर्सुला जैकब मेजबान रक्षा और उम्र बढ़ने पर ऑक्सीडेटिव तनाव की भूमिका का अध्ययन करती हैं। एनआईएच द्वारा वित्त पोषित उनके शोध ने यह समझने में प्रगति की है कि शारीरिक ऑक्सीडेंट ब्लीच बैक्टीरिया को कैसे मारता है, और कैसे बैक्टीरिया की अपनी सुरक्षा ब्लीच के कारण सेलुलर तनाव से रक्षा कर सकती है। उन्होंने 1995 में रेगेन्सबर्ग विश्वविद्यालय से पीएचडी प्राप्त की।
प्रतिरक्षा प्रतिक्रियाएं, विकिरण के संपर्क में, और प्रदूषकों या विषाक्त पदार्थों के लिए अन्य सेलुलर प्रतिक्रियाएं भी आरओएस उत्पन्न कर सकती हैं।
हालाँकि, ROS का उत्पादन अपने आप में नुकसान नहीं पहुँचाता है, क्योंकि कोशिकाओं को कार्य करने के लिए कुछ ROS की आवश्यकता होती है। सेल अतिरिक्त आरओएस से छुटकारा पाने के लिए एंटीऑक्सिडेंट का उपयोग करते हैं, संभावित नुकसान को सीमित करते हैं। जैकब ने कहा कि जब आरओएस की मात्रा सेल के एंटीऑक्सीडेंट सिस्टम पर हावी हो जाती है, तो आरओएस जमा हो जाते हैं, जिससे ऑक्सीडेटिव तनाव पैदा होता है। ऐसा ROS उत्पादन में वृद्धि या सेल से उन्मूलन में कमी के कारण हो सकता है।
ऑक्सीडेटिव तनाव के प्रभाव क्या हैं?
आम तौर पर, सेल अपनी सिग्नलिंग प्रक्रियाओं के भाग के रूप में आरओएस का उपयोग करते हैं – सेल के अन्य भागों या अन्य कोशिकाओं को संदेश भेजते हैं। हालाँकि, अतिरिक्त ROS ऑक्सीडेटिव क्षति का कारण बनते हैं, जो कोशिका के कुछ हिस्सों का ऑक्सीकरण है। जिस तरह लोहे का ऑक्सीकरण जंग बनाता है, यह प्रक्रिया कोशिकाओं को बनाने वाले अणुओं को बदल सकती है और नुकसान पहुंचा सकती है, जिसमें डीएनए और आरएनए में उत्परिवर्तन, गलत प्रोटीन और शर्करा और लिपिड को अन्य प्रकार की क्षति शामिल है।
कोशिकाएं कुछ मात्रा में क्षति की मरम्मत कर सकती हैं, लेकिन यदि यह बहुत व्यापक है तो यह एपोप्टोसिस (क्रमादेशित कोशिका मृत्यु) को ट्रिगर कर सकती है, एक प्रकार का आत्म-विनाश तंत्र। गंभीर मामलों में, यह नेक्रोसिस भी पैदा कर सकता है, जो तब होता है जब कोशिकाएं इतनी क्षतिग्रस्त हो जाती हैं कि वे समय से पहले नष्ट हो जाती हैं, जिससे ऊतक की मृत्यु हो जाती है।
शोध बताते हैं कि ऑक्सीडेटिव तनाव कई स्थितियों में भूमिका निभाता है। इनमें से कुछ सबसे अच्छी तरह से स्थापित टाइप 2 मधुमेह हैं, कैंसर (नए टैब में खुलता है)और धमनियों का सख्त होना, या atherosclerosis (नए टैब में खुलता है).
ऑक्सीडेटिव तनाव भी कई अलग-अलग न्यूरोडिजेनरेटिव बीमारियों से जुड़ा हुआ है, जिनमें निम्न शामिल हैं अल्जाइमर रोग, पार्किंसंस रोग, एमियोट्रोफिक लेटरल स्क्लेरोसिस (एएलएस), और मल्टीपल स्केलेरोसिस (एमएस)। 2004 में प्रकाशित एक लेख के अनुसार, यह संबंध पहली बार 1980 के दशक के अंत में देखा गया था नेचर रिव्यूज़ ड्रग डिस्कवरी (नए टैब में खुलता है), बढ़ते सबूत के साथ कि ऑक्सीडेटिव तनाव तब से neurodegenerative रोग में एक भूमिका निभाता है। 2016 में प्रकाशित एक लेख प्रायोगिक न्यूरोलॉजी (नए टैब में खुलता है) 1987 से एमएस में ऑक्सीडेटिव तनाव की भूमिका के साक्ष्य की समीक्षा की।
“न्यूरॉन्स जो जोखिम में हैं [Alzheimer’s Disease]वे हर ज्ञात प्रकार के ऑक्सीडेटिव क्षति से गहराई से प्रभावित होते हैं,” कहा जॉर्ज पेरी (नए टैब में खुलता है)टेक्सास विश्वविद्यालय में तंत्रिका जीव विज्ञान के प्रोफेसर। पेरी ने लाइव साइंस को बताया कि अल्जाइमर और कुछ पार्किंसंस रोगियों में, कुछ न्यूरॉन्स के साइटोप्लाज्म, या मुख्य शरीर में ऑक्सीडेटिव क्षति के संकेत दिखाई देते हैं, जो “माइटोकॉन्ड्रियल कचरा” से भरे होते हैं – एंजाइम, तांबे और लोहे के अणुओं के साथ, जो कि आमतौर पर केवल माइटोकॉन्ड्रिया में पाए जाते हैं।
ऑक्सीडेटिव क्षति स्पष्ट रूप से अल्जाइमर का एक हिस्सा है। हालांकि, शोधकर्ता यह नहीं बता पाए हैं कि कैसे और किस हद तक ऑक्सीडेटिव तनाव किसी व्यक्ति के जीवन में बीमारी में योगदान देता है। जैकब्स ने कहा कि यह कहना भी मुश्किल है कि क्या यह उम्र बढ़ने का कारण बनता है – एक ऐसा विचार जो लंबे समय से शोधकर्ताओं द्वारा प्रस्तावित किया गया है।
“ज्यूरी अभी भी बाहर है कि क्या यह वास्तव में मामला है” उम्र बढ़ने के लिए, उसने कहा।
ऑक्सीडेटिव तनाव के जोखिम कारक क्या हैं?
धूम्रपान “इन प्रतिक्रियाशील प्रजातियों में से कुछ उत्पन्न कर सकता है,” कहा मैरिनो रेसेंडिज़ (नए टैब में खुलता है)डेनवर में कोलोराडो विश्वविद्यालय में रसायन विज्ञान के प्रोफेसर। उन्होंने लाइव साइंस को बताया, “तो फिर इससे नुकसान हो सकता है।” यूवी विकिरण, जो ऑक्सीडेटिव क्षति का कारण बन सकता है, त्वचा और अन्य प्रकार के कैंसर से भी जुड़ा हुआ है। अमेरिकन कैंसर सोसायटी (नए टैब में खुलता है).
कुछ कमजोर सबूत बताते हैं कि एंटीऑक्सिडेंट युक्त खाद्य पदार्थों का सेवन करने से ऑक्सीडेटिव तनाव कम हो सकता है, और इसलिए, ए एंटीऑक्सिडेंट में आहार की कमी एक जोखिम कारक हो सकती है। एंटीऑक्सिडेंट से भरपूर कुछ सामान्य खाद्य पदार्थों में ब्रोकोली, गाजर, आलू, पालक और कई जामुन शामिल हैं।
हालाँकि, एंटीऑक्सिडेंट और ऑक्सीडेटिव तनाव के बीच की कड़ी स्पष्ट नहीं है। उदाहरण के लिए, JAMA में प्रकाशित 2012 के क्लिनिकल परीक्षण में, एंटीऑक्सिडेंट युक्त सप्लीमेंट लेने से अल्जाइमर रोग वाले लोगों के दिमाग में ऑक्सीडेटिव तनाव के लक्षण कम नहीं हुए, और यहां तक कि तेजी से संज्ञानात्मक गिरावट से जुड़ा था। हालांकि, एक 2019 समीक्षा लेख (नए टैब में खुलता है) कुछ सबूत मिला है कि एक पूरक युक्त ले रहा है विटामिन ईजो कि एक एंटीऑक्सीडेंट है, नैदानिक परीक्षणों के साक्ष्य सहित, अल्जाइमर से पीड़ित लोगों के लिए सहायक हो सकता है।
मोटापा ऑक्सीडेटिव तनाव को बढ़ा सकता है क्योंकि मुक्त कण वसा को बांध सकते हैं और नुकसान पहुंचा सकते हैं। इसलिए, जीवनशैली में बदलाव जैसे व्यायाम और संतुलित आहार खाने से ऑक्सीडेटिव तनाव को सीमित करने में मदद मिल सकती है, जैकब ने कहा।
“मोटापा एक बड़ा जोखिम कारक है,” उसने कहा। जैकब ने कहा, खमीर से लेकर प्राइमेट तक, विभिन्न प्रकार के मॉडल जीवों में, व्यायाम और कैलोरी को सीमित करना कोशिकाओं को कम ऑक्सीडेटिव क्षति से जुड़ा हुआ है। लेकिन यह सीधा प्रभाव नहीं है। हालांकि उसने कहा कि व्यायाम और कैलोरी प्रतिबंध वास्तव में ऑक्सीडेटिव तनाव को बढ़ा सकते हैं, 2019 में प्रकाशित एक अध्ययन में प्रकृति (नए टैब में खुलता है)उसने और अन्य शोधकर्ताओं ने पाया कि राउंडवॉर्म की एक प्रजाति में, बढ़े हुए ऑक्सीडेटिव तनाव प्रारंभिक जीवन बाद में ऑक्सीडेटिव क्षति से बचाने में मदद कर सकता है।
हालांकि उसने जोर दिया कि यह शोध मनुष्यों में नहीं था, जैकब ने कहा कि यह आरओएस के महत्व को रेखांकित करता है, कम से कम नियंत्रित मात्रा में।
“ऐसा नहीं है, ओह, हम सभी प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियों को हटा रहे हैं और यह स्वस्थ है,” उसने कहा। “इस मामले में, प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियों के कुछ उच्च स्तर होना वास्तव में स्वस्थ है।”
