पार्किंसंस रोग के लिए माइटोकॉन्ड्रियल उपचार

 चर्चा में क्यों : 

• हाल के शोध में एक प्रमुख प्रोटीन की पहचान की गई है, जो पार्किंसंस रोग और अन्य मस्तिष्क संबंधी स्थितियों के लिए नए उपचार का मार्ग प्रशस्त कर सकता है। 

UPSC पाठ्यक्रम:         प्रारंभिक परीक्षा:G.S 3: विज्ञान और प्रौद्योगिकी

माइटोकॉन्ड्रिया क्या है? 

• माइटोकॉन्ड्रिया यूकेरियोटिक कोशिकाओं के कोशिका द्रव्य में पाए जाने वाले झिल्ली-बद्ध अंग हैं। 
• उन्हें अक्सर “कोशिका के पावरहाउस” के रूप में संदर्भित किया जाता है क्योंकि वे कोशिका की अधिकांश एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट (ATP) की आपूर्ति उत्पन्न करते हैं, जिसका उपयोग रासायनिक ऊर्जा के स्रोत के रूप में किया जाता है।
• माइटोकॉन्ड्रिया का अपना DNA होता है, जो परमाणु DNA से अलग होता है, जो बताता है कि वे प्राचीन प्रोकैरियोटिक कोशिकाओं से विकसित हुए हैं जिन्होंने यूकेरियोटिक कोशिकाओं के साथ सहजीवी संबंध बनाए हैं।
  • माइटोकॉण्ड्रिया की खोज 1890 ई. में अल्टमेन (Altman) नामक वैज्ञानिक ने की थी। 
  • अल्टमेन ने इसे बायोब्लास्ट तथा बेण्डा ने माइटोकॉण्डिया कहा। 

माइटोकॉण्ड्रिया की संरचना 

• यह तश्तरीनुमा बेलनाकार आकृति होती है जो 1.0-4.1 माइक्रोमीटर लंबी व 0.2-1 माइक्रोमीटर (औसत 0.5 माइक्रोमीटर) व्यास की होती है। 
• यह एक दोहरी झिल्ली युक्त संरचना होती है, जिसकी बाहरी झिल्ली व भीतरी झिल्ली इसकी अवकाशिका को दो स्पष्ट जलीय कक्षों – बाह्य कक्ष व भीतरी कक्ष में विभाजित करती है। 

माइटोकॉन्ड्रिया की बाहरी संरचना भिन्न-भिन्न हो सकती है, परन्तु इनमे निम्नलिखित भाग पाए जाते हैं।

बाहरी झिल्ली (Outer Membrane):

• प्रोटीन और फॉस्फोलिपिड से बनी, जिसमें फॉस्फेटिडिलकोलाइन की उच्च सांद्रता होती है।
• यह अर्ध-पारगम्य और लचीली होती है, जिससे कार्बोहाइड्रेट और प्रोटीन जैसे आवश्यक अणुओं को माइटोकॉन्ड्रिया में प्रवेश करने की अनुमति मिलती है।
• इसमें पोरिन होते हैं, जो अभिन्न प्रोटीन होते हैं जो पदार्थों को गुजरने देते हैं।

आन्तरिक झिल्ली (Inner Membrane):

• इसमें क्रिस्टे नामक उंगली जैसे उभार होते हैं, जो ऊर्जा उत्पादन के लिए सतह क्षेत्र को बढ़ाते हैं।
• क्रिस्टे क्रेब्स चक्र और ATP उत्पादन के लिए महत्वपूर्ण हैं।
  • इसकी दो सतहें हैं: बाहरी और आंतरिक सतह, जिनमें से प्रत्येक का अपना विशिष्ट कार्य है।

क्रिस्टी (Cristae):

• ये माइटोकॉन्ड्रिया के अंदर तह जैसी संरचनाएँ हैं जहाँ क्रेब्स चक्र और अन्य ऊर्जा-उत्पादक प्रक्रियाएँ होती हैं।
• क्रिस्टे सतह क्षेत्र को बढ़ाते हैं, जिससे प्रतिक्रियाओं के लिए अधिक स्थान मिलता है, जिससे ऊर्जा उत्पादन अधिकतम होता है।

आधात्री (Matrix):

• आधात्री माइटोकॉन्ड्रिया के अंदर का तरल पदार्थ है जिसमें माइटोकॉन्ड्रियल DNA और राइबोसोम होते हैं।
• यह माइटोकॉन्ड्रियल कार्यों का समर्थन करने और अंग के घटकों को घर्षण से बचाने में एक आवश्यक भूमिका निभाता है।

माइटोकॉन्ड्रियल DNA (Mitochondrial DNA): 

• माइटोकॉन्ड्रिया का अपना DNA होता है, जो कोशिका के परमाणु DNA से अलग होता है।
• यह MTDNA माइटोकॉन्ड्रियल फ़ंक्शन के लिए आवश्यक कुछ प्रोटीन और एंजाइम को एन्कोड करने में शामिल होता है।
• यह मातृवंशीय रूप से विरासत में मिलता है।

राइबोसोम (Ribosome): 

• मैट्रिक्स में स्थित माइटोकॉन्ड्रियल राइबोसोम, माइटोकॉन्ड्रियल फ़ंक्शन के लिए आवश्यक प्रोटीन को संश्लेषित करने के लिए ज़िम्मेदार होते हैं।
  • ये राइबोसोम दो रूपों में आते हैं: 70S और 80S, जो कोशिका के प्रकार पर निर्भर करता है।

माइटोकॉन्ड्रिया के कार्य

• माइटोकॉन्ड्रिया ऑक्सीडेटिव फॉस्फोराइलेशन की प्रक्रिया के माध्यम से ATP (एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट) के रूप में ऊर्जा उत्पन्न करते हैं।
• माइटोकॉन्ड्रिया कोशिकीय श्वसन का स्थल है, जहाँ ग्लूकोज को ATP बनाने के लिए तोड़ा जाता है। यह एक ग्लूकोज अणु 38 ATP अणु उत्पन्न कर सकता है।
• माइटोकॉन्ड्रिया कोशिका वृद्धि और विभाजन जैसी प्रक्रियाओं को नियंत्रित करते हुए कोशिकीय चयापचय को नियंत्रित करते हैं।
• माइटोकॉन्ड्रिया क्रमादेशित कोशिका मृत्यु (अपोप्टोसिस) में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं, क्षतिग्रस्त या अनावश्यक कोशिकाओं को खत्म करने में मदद करते हैं।
• माइटोकॉन्ड्रिया कैल्शियम आयनों को संग्रहीत करते हैं, जो मांसपेशियों के संकुचन, सेल सिग्नलिंग और चयापचय जैसी विभिन्न सेलुलर प्रक्रियाओं के लिए आवश्यक हैं।
• यकृत कोशिकाओं में, माइटोकॉन्ड्रिया अमोनिया को विषहरण करने में सहायता करते हैं, जो शरीर के लिए हानिकारक है।
• माइटोकॉन्ड्रिया सेल सिग्नलिंग, विभेदन, उम्र बढ़ने और समग्र सेल चक्र को विनियमित करने में मदद करते हैं। 

न्यूरोडीजनरेशन में माइटोकॉन्ड्रिया की भूमिका

• माइटोकॉन्ड्रिया, जिन्हें अक्सर कोशिका का पावरहाउस कहा जाता है, न केवल ऊर्जा उत्पादन में बल्कि कोशिकाओं के समग्र स्वास्थ्य को बनाए रखने में भी महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। 
• माइटोकॉन्ड्रियल गतिशीलता में व्यवधान पार्किंसंस जैसी न्यूरोडीजेनेरेटिव बीमारियों से निकटता से जुड़े हुए हैं।  

माइटोकॉन्ड्रियल गतिशीलता और सेलुलर स्वास्थ्य

• माइटोकॉन्ड्रिया गतिशील अंग हैं, जो ऊर्जा की माँगों को पूरा करने के लिए कोशिकाओं के भीतर आकार, संख्या और स्थान में लगातार बदलाव करते रहते हैं। 
• आकार और स्थिति में यह निरंतर परिवर्तन, जिसे माइटोकॉन्ड्रियल गतिशीलता के रूप में जाना जाता है, कोशिकाओं के उचित कामकाज के लिए आवश्यक है। 

बिगड़े हुए माइटोकॉन्ड्रियल फ़ंक्शन का प्रभाव

• जब माइटोकॉन्ड्रियल गतिशीलता बाधित होती है, तो यह कोशिका के भीतर एक डोमिनोज़ प्रभाव को ट्रिगर करता है। बिगड़ा हुआ माइटोकॉन्ड्रिया कोशिका की ऊर्जा आवश्यकताओं को पूरा करने में विफल रहता है, जिससे विभिन्न महत्वपूर्ण सेलुलर प्रक्रियाओं में विफलता होती है। समय के साथ, ये खराबी सामूहिक कोशिका क्षति का कारण बनती है और अंततः कोशिका मृत्यु का कारण बनती है।
  • उदाहरण: पार्किंसंस जैसी न्यूरोडीजेनेरेटिव बीमारियों में, बिगड़ा हुआ माइटोकॉन्ड्रियल फ़ंक्शन सीधे न्यूरॉन्स के पतन में योगदान देता है, विशेष रूप से वे जो गति को नियंत्रित करने के लिए जिम्मेदार होते हैं।

न्यूरोडीजेनेरेटिव रोगों में माइटोकॉन्ड्रियल अखंडता

• विशेष रूप से माइटोकॉन्ड्रियल संलयन और विभाजन के बीच संतुलन में – अक्सर विषाक्त प्रोटीन संचय और पर्यावरणीय न्यूरोटॉक्सिन जैसे कारकों के कारण होता है। 
• ये असंतुलन पार्किंसंस और अल्जाइमर रोग सहित न्यूरोडीजेनेरेटिव रोगों से दृढ़ता से जुड़े हुए हैं।
  • पार्किंसंस रोग में, अल्फा-सिन्यूक्लिन जैसे विषाक्त प्रोटीन की उपस्थिति माइटोकॉन्ड्रियल फ़ंक्शन में हस्तक्षेप करती है। 
  • इससे माइटोकॉन्ड्रियल संलयन और विखंडन प्रक्रिया बाधित होती है, जिससे माइटोकॉन्ड्रिया का विखंडन होता है और न्यूरोनल मृत्यु में योगदान होता है।

सेलुलर सफाई और अपशिष्ट पुनर्चक्रण में कमी

• माइटोकॉन्ड्रिया कोशिका की सफाई और अपशिष्ट पुनर्चक्रण प्रक्रियाओं में भी महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं, जो क्षतिग्रस्त प्रोटीन और ऑर्गेनेल को हटाने के लिए आवश्यक हैं। 
• बिगड़ा हुआ माइटोकॉन्ड्रियल फ़ंक्शन इन प्रक्रियाओं को प्रभावी ढंग से करने की कोशिका की क्षमता को बाधित करता है, जिससे विषाक्त प्रोटीन समुच्चय का संचय होता है। यह पार्किंसंस जैसी न्यूरोडीजेनेरेटिव बीमारियों की एक पहचान है।
  • अल्फा-सिन्यूक्लिन जैसे विषाक्त प्रोटीन के संचय से न्यूरोनल डिसफंक्शन और कोशिका मृत्यु होती है, जो न्यूरोडीजेनेरेटिव स्थितियों की प्रमुख विशेषताएं हैं।

पार्किंसंस रोग 

• एक न्यूरोडीजेनेरेटिव विकार है जो मस्तिष्क की डोपामाइन का उत्पादन करने की क्षमता को प्रभावित करता है, जो आंदोलन को नियंत्रित करने के लिए जिम्मेदार एक महत्वपूर्ण न्यूरोट्रांसमीटर है। 
• जैसे-जैसे मस्तिष्क में डोपामाइन का स्तर कम होता जाता है, रोग बढ़ता जाता है। 
• पार्किंसंस एक प्रगतिशील स्थिति है, जो समय के साथ बिगड़ती जाती है, और वर्तमान में इसका कोई इलाज नहीं है। हालाँकि, उपचार और दवाएँ लक्षणों को कम करने में मदद कर सकती हैं।

पार्किंसंस रोग के लक्षण 

• कंपकंपी: अनैच्छिक लयबद्ध कंपन, जो अक्सर हाथों या उंगलियों से शुरू होता है। “पिल-रोलिंग कंपन” के रूप में जाना जाता है, यह कंपन तब ध्यान देने योग्य होता है जब हाथ आराम की स्थिति में होता है।
• ब्रैडीकिनेसिया (धीमी गति): समय के साथ, सरल कार्य कठिन और समय लेने वाले हो जाते हैं, कदम छोटे हो जाते हैं, और गति धीमी हो जाती है।
• मांसपेशियों में कठोरता: शरीर के किसी भी हिस्से में अकड़न वाली मांसपेशियाँ हो सकती हैं, जिससे दर्द होता है और गति की सीमा सीमित हो जाती है।
• बिगड़ा हुआ आसन और संतुलन: झुकी हुई मुद्रा और संतुलन संबंधी समस्याओं के कारण बार-बार गिरने की समस्या हो सकती है।
• स्वचालित गति का नुकसान: चलते समय पलक झपकाना, मुस्कुराना या हाथ हिलाना जैसी अचेतन हरकतें करने की क्षमता कम हो जाना।
• भाषण में बदलाव: नरम, तेज़, अस्पष्ट या नीरस भाषण आम है।

• पार्किंसंस रोग विकलांगता की उच्च दर की ओर ले जाता है और इसके लिए दीर्घकालिक देखभाल की आवश्यकता होती है। इसके अतिरिक्त, पार्किंसंस से पीड़ित कई व्यक्ति रोग बढ़ने पर मनोभ्रंश विकसित करते हैं।

पार्किंसंस रोग का प्रचलन और प्रभाव

• पार्किंसंस मुख्य रूप से वृद्ध व्यक्तियों को प्रभावित करता है, लेकिन यह युवा लोगों में भी हो सकता है। महिलाओं की तुलना में पुरुषों के प्रभावित होने की संभावना अधिक होती है। 
• 1817 में, ब्रिटिश चिकित्सक जेम्स पार्किंसन ने पहली बार अपनी पुस्तक “एन एसे ऑन द शेकिंग पाल्सी” में इस बीमारी का वर्णन किया, जिसने इस विकार को समझने की नींव रखी। 
• आज, पार्किंसन रोग संयुक्त राज्य अमेरिका में दूसरा सबसे आम न्यूरोडीजेनेरेटिव विकार है, जो लगभग 1 मिलियन अमेरिकियों और दुनिया भर में 10 मिलियन से अधिक लोगों को प्रभावित करता है। 
• भारत में पार्किंसन रोग भारत में, बढ़ती जीवन प्रत्याशा और बढ़ती आबादी के कारण पार्किंसन रोग का बोझ बढ़ रहा है। 
• पश्चिमी देशों के विपरीत, भारत में पार्किंसन रोग आमतौर पर कम उम्र में प्रकट होता है, जो अक्सर 51 वर्ष की आयु के आसपास के व्यक्तियों को प्रभावित करता है, जो अन्य क्षेत्रों की तुलना में लगभग एक दशक पहले होता है। 
• इस प्रारंभिक शुरुआत के महत्वपूर्ण सामाजिक और आर्थिक परिणाम हैं, क्योंकि यह लोगों को उनके प्रमुख कार्य वर्षों के दौरान प्रभावित करता है।
•  इसके अलावा, ग्रामीण क्षेत्रों में न्यूरोलॉजिस्ट की कमी के कारण निदान में देरी होती है और अपर्याप्त प्रारंभिक उपचार होता है, जिससे रोग का प्रभाव बढ़ जाता है। 

भारत में सरकारी पहल

• पार्किंसंस, मिर्गी और मनोभ्रंश जैसे तंत्रिका संबंधी विकारों की बढ़ती घटनाओं से निपटने के लिए, भारतीय स्वास्थ्य मंत्रालय ने आयुष्मान आरोग्य मंदिर के नाम से जाने जाने वाले सरकारी प्राथमिक स्वास्थ्य केंद्रों पर तंत्रिका संबंधी देखभाल प्रदान करने का निर्णय लिया है। 
• इस पहल का उद्देश्य इन स्थितियों से पीड़ित व्यक्तियों, विशेष रूप से ग्रामीण क्षेत्रों में, के लिए शीघ्र निदान और उपचार तक पहुँच में सुधार करना है। 

माइटोकॉन्ड्रियल शोध और पार्किंसंस रोग पर मुख्य निष्कर्ष

• माइटोकॉन्ड्रियल गतिशीलता पर हाल ही में किए गए शोध ने पार्किंसंस रोग के विकास और संभावित उपचार में महत्वपूर्ण अंतर्दृष्टि प्रदान की है। 
• ये निष्कर्ष इस बात पर प्रकाश डालते हैं कि माइटोकॉन्ड्रियल कार्यों में हेरफेर करके न्यूरॉन्स को अध:पतन से कैसे बचाया जा सकता है।

गतिशीलता हेरफेर के माध्यम से माइटोकॉन्ड्रियल फ़ंक्शन को पुनर्स्थापित करना

• माइटोकॉन्ड्रिया की गतिशीलता में हेरफेर करके, शोधकर्ताओं ने पाया है कि न्यूरॉन्स को शिथिलता से बचाना और कोशिका मृत्यु को रोकना संभव है। 
• माइटोकॉन्ड्रियल संलयन और विभाजन को नियंत्रित करने वाले प्रोटीन को लक्षित करना संतुलन बनाए रखने और उचित सेलुलर फ़ंक्शन सुनिश्चित करने में महत्वपूर्ण है।

माइटोकॉन्ड्रियल गतिशीलता में Drp1 की भूमिका

• प्रोटीन डायनामिन-संबंधित प्रोटीन 1 (Drp1) माइटोकॉन्ड्रियल विभाजन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। 
• Drp1 माइटोकॉन्ड्रियल गतिशीलता और गुणवत्ता नियंत्रण को बनाए रखने में मदद करता है, लेकिन जब इसकी गतिविधि अत्यधिक हो जाती है, तो यह माइटोकॉन्ड्रिया के अति-विभाजन की ओर ले जाता है। 
• इसके परिणामस्वरूप माइटोकॉन्ड्रिया खंडित और निष्क्रिय हो जाते हैं, जो न्यूरोनल क्षति में योगदान करते हैं।

पर्यावरण विषाक्त पदार्थों और विषाक्त प्रोटीन का प्रभाव

• पर्यावरण विषाक्त पदार्थ और विषाक्त प्रोटीन पार्किंसंस रोग में माइटोकॉन्ड्रियल शिथिलता के लिए प्रमुख योगदानकर्ता हैं। ये पदार्थ सामान्य माइटोकॉन्ड्रियल कार्यों को बाधित करते हैं, जिससे विखंडन और कोशिका मृत्यु होती है। विषाक्त प्रोटीन का संचय स्थिति को और खराब कर देता है, जिससे न्यूरोनल अध:पतन होता है।

न्यूरॉन्स की सुरक्षा के लिए Drp1 गतिविधि को कम करना

• Drp1 की गतिविधि को कम करने से सामान्य माइटोकॉन्ड्रियल फ़ंक्शन को बहाल करने में आशाजनक परिणाम मिले हैं।
• अत्यधिक माइटोकॉन्ड्रियल विभाजन को कम करके, न्यूरॉन्स को अपक्षयी प्रक्रियाओं से बचाया जाता है, जिससे वे प्रभावी ढंग से कार्य करना जारी रख पाते हैं। 
• यह दृष्टिकोण पार्किंसंस जैसे न्यूरोडीजेनेरेटिव विकारों के उपचार में संभावित चिकित्सीय लाभ प्रदान करता है।

न्यूरोनल कोशिकाओं पर मैंगनीज का प्रभाव

• शोध से पता चला है कि मैंगनीज के संपर्क में आने से मुख्य रूप से कोशिका के अपशिष्ट पुनर्चक्रण तंत्र (ऑटोफैगी) पर असर पड़ता है, न कि सीधे माइटोकॉन्ड्रिया को नुकसान पहुंचता है। 
• इस व्यवधान के कारण विषाक्त प्रोटीन का संचय होता है, जिससे कोशिका क्षति और न्यूरॉन की मृत्यु होती है।

 

स्रोत – द हिंदू