Systemic endotoxemia induces integrated sickness physiology in female BALB/c mice

जब शरीर किसी आक्रमणकारी का पता लगाता है, तो वह एक जटिल रक्षा प्रणाली शुरू करता है जो केवल साधारण बुखार से कहीं अधिक व्यापक होती है। यह प्रतिक्रिया, जिसे बीमारी (सिकनेस) के रूप में जाना जाता है, प्रतिरक्षा प्रणाली, चयापचय (मेटाबॉलिज्म), मस्तिष्क और व्यवहार को शामिल करने वाला एक समन्वित प्रयास है। यही कारण है कि संक्रमण से लड़ते समय व्यक्ति थकान महसूस करता है, भूख कम हो जाती है, और सामाजिक मेलजोल से दूर हो जाता है। दशकों से, वैज्ञानिकों ने इन प्रतिक्रियाओं का अध्ययन किया है, लेकिन उस कार्य का अधिकांश हिस्सा एक संकीर्ण दृष्टिकोण पर आधारित रहा है: लगभग विशेष रूप से नर चूहों के एक ही आनुवंशिक नस्ल पर किए गए प्रयोग। यह दृष्टिकोण समझ में एक महत्वपूर्ण अंतर छोड़ देता है, क्योंकि यह स्पष्ट नहीं है कि क्या समान जैविक नियम मादाओं या विभिन्न आनुवंशिक पृष्ठभूमि वाले चूहों पर भी लागू होते हैं। चूंकि प्रतिरक्षा और चयापचय प्रणालियाँ लिंग और आनुवंशिकी के आधार पर अलग-अलग तरह से कार्य कर सकती हैं, इसलिए एक ही मॉडल पर निर्भर रहने से एक जीव वास्तव में बीमारी के प्रति कैसे प्रतिक्रिया देता है, इसकी पूरी तस्वीर छूट जाने का जोखिम रहता है।

इस अंतर को भरने के लिए, शोधकर्ताओं ने BALB/c नस्ल की मादा चूहों पर अपना ध्यान केंद्रित किया, जो अधिक सामान्य रूप से उपयोग की जाने वाली किस्मों से अलग एक आनुवंशिक वंश है। उन्होंने लिपोपॉलीसेकेराइड नामक एक पदार्थ पेश किया, जो कुछ बैक्टीरिया की सतह पर पाया जाने वाला एक घटक है जो बिना किसी जीवित संक्रमण के एक तीव्र प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को सक्रिय करता है। इन चूहों में इस पदार्थ को इंजेक्ट करके, वैज्ञानिक एक सिम्युलेटेड (कृत्रिम) जीवाणु खतरे के प्रति शरीर की एकीकृत प्रतिक्रिया का अवलोकन कर सके। उन्होंने पूरे जीव में होने वाले परिवर्तनों को ट्रैक किया, पेट की कोशिकाओं से लेकर रक्त में रासायनिक संकेतों तक, और मस्तिष्क की गतिविधि से लेकर चूहों की गति और व्यवहार तक। लक्ष्य यह देखना था कि बीमारी के तीव्र चरण के दौरान और जैसे ही शरीर ठीक होना शुरू करता है, ये विभिन्न प्रणालियाँ एक-दूसरे से कैसे संवाद करती हैं।

अध्ययन ने शरीर की रक्षा प्रणालियों के एक तीव्र और व्यापक पुनर्गठन को प्रकट किया। उदर गुहा (एब्डोमिनल कैविटी) के भीतर, वहां गश्त करने वाली निवासी प्रतिरक्षा कोशिकाएं तेजी से गायब हो गईं, और उनकी जगह न्यूट्रोफिल (एक अलग प्रकार की श्वेत रक्त कोशिका) की लहर ने ले ली जो समस्या स्थल पर झपट पड़ती है। साथ ही, रक्त में ट्यूमर नेक्रोसिस फैक्टर और इंटरल्यूकिन-6 जैसे सिग्नलिंग प्रोटीन में उछाल देखा गया, जो प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को समन्वित करने के लिए अलार्म के रूप में कार्य करते हैं। लिवर (यकृत), जो शरीर का केंद्रीय प्रसंस्करण केंद्र है, ने अपने दैनिक कार्य में एक नाटकीय बदलाव किया। इसने सूजन से लड़ने के लिए प्रोटीन का उत्पादन करना शुरू कर दिया और साथ ही वसा, कोलेस्ट्रॉल और बाहरी रसायनों को संसाधित करने के अपने सामान्य कार्यों को बंद कर दिया। यह चयापचय संबंधी ठहराव लिवर के एंटीऑक्सीडेंट भंडार में गिरावट के साथ हुआ, हालांकि हानिकारक ऑक्सीजन अणुओं को बेअसर करने की इसकी समग्र क्षमता स्थिर रही।

रक्त और लिवर में इन परिधीय परिवर्तनों के बाद स्पष्ट शारीरिक लक्षण दिखाई दिए। चूहों के शरीर के तापमान में अस्थायी गिरावट आई, उन्होंने भोजन कम किया और वजन कम हुआ। शोधकर्ताओं ने मस्तिष्क के भीतर देखा कि तंत्रिका तंत्र इन परिधीय संकेतों के प्रति कैसे प्रतिक्रिया कर रहा है। उन्होंने पाया कि एरिया पोस्टरियामा और न्यूक्लियस ऑफ द सॉलिटरी ट्रैक्ट सहित विशिष्ट क्षेत्र सक्रिय हो गए, जो यह संकेत देते हैं कि मस्तिष्क सक्रिय रूप से बीमारी के संकेतों को प्रोसेस कर रहा है। हालांकि, पूरी मस्तिष्क की प्रतिक्रिया एकसमान नहीं थी। जबकि कुछ क्षेत्रों में उनके न्यूरॉन्स की गतिविधि बढ़ी, मस्तिष्क के भीतर की प्रतिरक्षा कोशिकाएं, जिन्हें माइक्रोग्लिया कहा जाता है, ने एक अलग पैटर्न दिखाया। ये कोशिकाएं केवल विशिष्ट क्षेत्रों, जैसे कि मेडियन एमिनेन्स और आर्कुएट न्यूक्लियस में अधिक सक्रिय हुईं, जबकि अन्य क्षेत्रों में शांत रहीं। यह सुझाव देता है कि मस्तिष्क एक एकल ब्लॉक के रूप में प्रतिक्रिया नहीं करता है, बल्कि सटीक, क्षेत्र-विशिष्ट समायोजन के साथ कार्य करता है।

शारीरिक और तंत्रिका संबंधी परिवर्तनों का सीधा प्रभाव चूहों के व्यवहार पर पड़ा। जानवरों ने कम हलचल की, परिवेश को खोजने की उनकी जिज्ञासा बहुत कम हो गई, और वे एक स्थान पर स्थिर (फ्रीज) रहने में अधिक समय बिताते रहे। उन्होंने मजबूर स्विमिंग टेस्ट (फोर्स्ड स्विमिंग टेस्ट) में भी बढ़ी हुई अकर्मण्यता दिखाई, जो एक निष्क्रिय तनाव प्रतिक्रिया का संकेत है। इन व्यवहारों का समय महत्वपूर्ण था। परिवेश को खोजने में रुचि की कमी बीमारी के तीव्र चरण के दौरान सबसे तीव्र थी, जबकि गति का दमन और निष्क्रिय मुकाबला करने की शैली लंबे समय तक बनी रही और प्रतिरक्षा चुनौती के समय के आधार पर भिन्न हुई। अध्ययन निष्कर्ष निकालता है कि प्रणालीगत सूजन (सिस्टेमिक इन्फ्लेमेशन) मादा BALB/c चूहों में बीमारी की एक एकीकृत अवस्था को प्रेरित करती है, जो लिवर में चयापचय परिवर्तनों और प्रतिरक्षा कोशिकाओं के बदलावों को मस्तिष्क की गतिविधि और व्यवहार के विशिष्ट पैटर्न से जोड़ती है। यह कार्य प्रदर्शित करता है कि बीमारी के प्रति शरीर की प्रतिक्रिया एक अत्यधिक एकीकृत प्रणाली है, जहाँ रक्त में एक संकेत चयापचय को नया आकार दे सकता है, मस्तिष्क के कार्य को बदल सकता है, और एक जानवर के दुनिया के साथ संवाद करने के तरीके को बदल सकता है, जो जीवित रहने के एक समन्वित प्रयास में होता है।