Polyisobutylene Micro/Nanoplastics Induce Multi-System Toxicity, Intestinal Barrier Dysfunction, and Neurodegeneration in Drosophila melanogaster

प्लास्टिक प्रदूषण अब केवल बिखरे हुए समुद्र तटों या अवरुद्ध जलमार्गों की समस्या नहीं रह गया है; यह एक सूक्ष्म आक्रमण बन गया है। प्लास्टिक के छोटे टुकड़े, जो धूप और हवा द्वारा टूटकर सूक्ष्म कणों में बदल गए हैं, इतनी छोटी अवस्था में हैं कि उन्हें बिना सूक्ष्मदर्शी के देखना असंभव है, और वे उस हवा, पानी और भोजन में समा चुके हैं जिसे हम सांस लेते हैं, पीते हैं और खाते हैं। वैज्ञानिक लंबे समय से जानते हैं कि ये माइक्रोप्लास्टिक्स हर जगह मौजूद हैं, लेकिन उन्होंने मुख्य रूप से कुछ सामान्य प्रकारों पर ध्यान केंद्रित किया है, जैसे कि पानी की बोतलों में मौजूद प्लास्टिक या पैकेजिंग में इस्तेमाल होने वाला फोम। हालांकि, प्लास्टिक की रासायनिक दुनिया विशाल है, जिसमें कार के पुर्जों से लेकर च्युइंग गम तक सब कुछ बनाने के लिए हजारों अलग-अलग किस्मों का उपयोग किया जाता है। एक ऐसा पदार्थ, जो सीलेंट, एडहेसिव और यहाँ तक कि च्युइंग गम के आधार के रूप में भी उपयोग किया जाने वाला एक रबर जैसा पॉलीमर है, शोधकर्ताओं की नज़र से काफी हद तक अछूता रहा है। यह सामग्री, जिसे पॉलीआइसोब्यूटिलीन (polyisobutylene) के रूप में जाना जाता है, रासायनिक रूप से स्थिर है और टिकाऊ होने के लिए बनाई गई है, जो एक शांत लेकिन गंभीर प्रश्न खड़ा करती है: यदि यह हर जगह मौजूद है और लंबे समय तक टिकने के लिए बनी है, तो जब जीवित प्राणी लंबे समय तक इसे ग्रहण करते हैं, तो क्या होता है?

इसका उत्तर देने के लिए, शोधकर्ताओं ने जीवन के एक छोटे, शक्तिशाली मॉडल की ओर रुख किया: फ्रूट फ्लाई (फल मक्खी)। ये छोटे कीट जैविक अनुसंधान का एक प्रमुख हिस्सा हैं क्योंकि उनके शरीर मनुष्यों के समान कई ही जेनेटिक निर्देशों और जैविक प्रणालियों को साझा करते हैं, फिर भी वे इतने तेज़ी से जीवन चक्र पूरा करते हैं कि कुछ ही हफ्तों में जीवन भर के संपर्क के प्रभावों को दिखाया जा सके। हाल ही में एक अध्ययन में, वैज्ञानिकों ने फ्रूट फ्लाई को इस पॉलीआइसोब्यूटिलीन प्लास्टिक के सूक्ष्म टुकड़ों से मिश्रित आहार खिलाया ताकि यह देखा जा सके कि उनके शरीर इस पर कैसी प्रतिक्रिया देते हैं। उन्होंने केवल यह नहीं देखा कि मक्खियाँ जीवित रहती हैं या नहीं; उन्होंने यह भी देखा कि मक्खियाँ कैसे चलती हैं, उनके मस्तिष्क में क्या बदलाव आते हैं, उनकी प्रजनन क्षमता कैसी रहती है, और क्या उनके आंतरिक अवरोध आक्रमणकारियों के खिलाफ टिक पाते हैं। परिणामों ने एक ऐसे पदार्थ की भयावह तस्वीर पेश की जो चुपचाप एक साथ कई प्रणालियों को नुकसान पहुँचाता है, और जिसके प्रभाव नर और मादा के बीच नाटकीय रूप से भिन्न होते हैं।

शोधकर्ताओं ने सबसे पहले इन प्लास्टिक कणों को तैयार किया। उन्होंने ठोस पॉलीमर को एक विलायक (सॉल्वेंट) में घोला और फिर एक सर्फेक्टेंट (एक ऐसा पदार्थ जो तेल और पानी को मिलाने में मदद करता है) का उपयोग करके इसे वायरस के आकार से लेकर रेत के दाने तक के अनियमित टुकड़ों में तोड़ दिया। उन्होंने इन टुकड़ों की रासायनिक पहचान की पुष्टि की और फिर इन्हें मक्खियों के भोजन में मिला दिया। मक्खियों को समूहों में विभाजित किया गया था, जिनमें से कुछ ने प्लास्टिक की कम मात्रा वाला आहार लिया, कुछ ने थोड़ी अधिक मात्रा ली, और नियंत्रण समूहों (control groups) ने केवल सर्फेक्टेंट या सादे पानी वाला आहार लिया। इक्कीस दिनों के दौरान, वैज्ञानिकों ने बारीकी से निगरानी की। पहली चीज़ जो उन्होंने नोट की, वह थी लिंग के आधार पर जीवित रहने की दर में स्पष्ट अंतर। प्लास्टिक के संपर्क में आई मादा मक्खियाँ नरों की तुलना में बहुत तेज़ी से मरीं। तीन सप्ताह के अंत तक, उपचारित समूहों की लगभग सभी मादाएँ मर चुकी थीं, जबकि पुरुषों का एक महत्वपूर्ण हिस्सा जीवित बचा रहा। इससे पता चला कि प्लास्टिक केवल एक निष्क्रिय उत्तेजक नहीं था, बल्कि एक शक्तिशाली तनाव कारक था जिसे मादा शरीर नर शरीर की तुलना में उतनी अच्छी तरह सहन नहीं कर सके।

जैसे-जैसे मक्खियाँ जीवित रहीं, उनकी चलने की क्षमता विफल होने लगी। शोधकर्ताओं ने मक्खियों को एक शीशी के निचले हिस्से में थपथपाकर और यह देखकर कि वे कितनी तेज़ी से वापस ऊपर चढ़ती हैं—जो कि ऊँचे स्थान की तलाश करने की एक स्वाभाविक प्रवृत्ति है—इसका परीक्षण किया। नियंत्रण समूहों में, मक्खियाँ जोश के साथ ऊपर चढ़ीं, लेकिन प्लास्टिक खाने वाली मक्खियों को संघर्ष करना पड़ा। उनकी चढ़ने की क्षमता समय के साथ लगातार गिरती गई, चाहे उन्होंने कितना भी प्लास्टिक खाया हो। दूसरे सप्ताह तक एक मक्खी का मुश्किल से चढ़ पाना इस बात का संकेत था कि उसका तंत्रिका तंत्र हमले के घेरे में है। इस शारीरिक गिरावट के साथ ही वह भी देखा गया जो शोधकर्ताओं ने मक्खियों के सिर के भीतर देखने पर पाया। सूक्ष्मदर्शी का उपयोग करते हुए, उन्होंने प्रयोग के विभिन्न चरणों में मक्खियों के मस्तिष्क का परीक्षण किया। स्वस्थ नियंत्रण मक्खियों में, मस्तिष्क का ऊतक ठोस और एकसमान दिखाई देता था। प्लास्टिक खाने वाली मक्खियों में, मस्तिष्क छोटे छिद्रों या रिक्तिकाओं (vacuoles) से भरा हुआ था, जो तंत्रिका कोशिकाओं के मरने और ऊतकों के टूटने का एक क्लासिक संकेत है। यह क्षति प्रयोग के मध्य में सबसे गंभीर थी, जिससे पता चलता है कि प्लास्टिक समय के साथ सक्रिय रूप से मस्तिष्क के ऊतकों को नष्ट कर रहा था।

क्षति केवल मस्तिष्क तक ही सीमित नहीं रही। शोधकर्ताओं ने मक्खियों के पाचन तंत्र की अखंडता की भी जाँच की, जो शरीर को हानिकारक पदार्थों से बाहर रखने वाले एक अवरोध के रूप में कार्य करता है। उन्होंने मक्खियों को उनके भोजन के साथ नीला रंग खिलाया। एक स्वस्थ मक्खी में, रंग आंत के अंदर ही रहता है। प्लास्टिक के संपर्क में आई मक्खियों में, रंग आंत से बाहर निकल गया और शरीर के खाली स्थान (body cavity) में फैल गया, जिससे पूरा कीट नीला हो गया। वैज्ञानिकों द्वारा कहा जाने वाला यह "स्मर्फ" (Smurf) प्रभाव यह दर्शाता कि प्लास्टिक ने आंत की सुरक्षात्मक परत को घिस दिया था, जिससे विषाक्त पदार्थ शरीर के बाकी हिस्सों में फैल गए। आंत के अवरोध में यह टूट-फूट एक गंभीर विफलता है, क्योंकि यह पूरे जीव को संक्रमण और तनाव के प्रति संवेदनशील बना देती है।

प्रजनन संबंधी परिणाम भी उतने ही गंभीर थे, विशेष रूप से मादाओं के लिए। शोधकर्ताओं ने देखा कि प्लास्टिक खाने वाली मादा मक्खियाँ स्वस्थ मक्खियों की तुलना में बहुत कम अंडे देती थीं, और जो अंडे दिए जाते थे, वे अक्सर विकसित नहीं हो पाते थे। जब उन्होंने इन मादाओं के अंडाशय के भीतर देखा, तो पाया कि अंडे ठीक से परिपक्व नहीं हो रहे थे; वे संरचनाएं जिन्हें पूर्ण विकसित अंडे बनना चाहिए था, प्रारंभिक, अपरिपक्व अवस्था में ही अटकी हुई थीं। इसका अर्थ था कि प्लास्टिक जीवन सृजन की मूल प्रक्रिया में बाधा डाल रहा था। दिलचस्प बात यह थी कि नर मक्खियों में उनके प्रजनन अंगों में समान स्तर की संरचनात्मक क्षति नहीं देखी गई। उनके वृषण (testes) अपेक्षाकृत सामान्य दिखे, और वे अभी भी शुक्राणु उत्पन्न कर रहे थे। हालाँकि, उनके साथी मैथुन करने के बाद अंततः पैदा होने वाली संतानों की संख्या कम थी, जिससे पता चलता है कि भले ही नर शरीर संरचनात्मक रूप से ठीक दिख रहे हों, लेकिन उनकी सफलतापूर्वक प्रजनन करने की क्षमता बाधित थी, शायद मक्खियों की सामान्य कमजोरी या उनके साथियों को होने वाले नुकसान के कारण।

आणविक स्तर पर, अध्ययन में पाया गया कि मक्खियाँ निरंतर खतरे की स्थिति में थीं। शोधकर्ताओं ने मस्तिष्क में एक एंजाइम की गतिविधि को मापा जो तंत्रिका संकेतों के संचार के लिए आवश्यक है, और उन्होंने पाया कि प्लास्टिक खाने वाली मक्खियों में यह गतिविधि काफी कम हो गई थी। उन्होंने एक जीन की भी जाँच की जो प्रतिरक्षा प्रणाली के लिए चेतावनी संकेत के रूप में कार्य करता है और पाया कि यह सक्रिय था, जो यह दर्शाता कि मक्खियों के शरीर आक्रमणकारियों के खिलाफ एक दीर्घकालिक, निम्न-स्तरीय लड़ाई लड़ रहे थे। अध्ययन में एक असामान्य बात भी नोट की गई: क्षति हमेशा प्लास्टिक की मात्रा बढ़ने के साथ और खराब नहीं हुई। कभी-कभी, सबसे कम मात्रा में प्लास्टिक खाने वाली मक्खियों को भी उतना ही नुकसान हुआ जितना कि सबसे अधिक मात्रा खाने वालों को। शोधकर्ता ऐसा इसलिए मानते हैं क्योंकि प्लास्टिक के सूक्ष्म टुकड़े आंत में आपस में जुड़कर गुच्छे बना लेते हैं, जिससे शरीर के लिए उपलब्ध प्लास्टिक की वास्तविक मात्रा अनिश्चित हो जाती है, बजाय इसके कि यह "अधिक प्लास्टिक = अधिक जहर" का एक सरल मामला हो।

ये निष्कर्ष उस पदार्थ की एक स्पष्ट तस्वीर पेश करते हैं जिसे कभी अपेक्षाकृत हानिरहित माना जाता था। पॉलीआइसोब्यूटिलीन, जिसका उपयोग कार के सील से लेकर च्युइंग गम तक सब कुछ बनाने में किया जाता है, सूक्ष्म टुकड़ों में टूटने पर हानिरहित नहीं है। यह एक बहु-प्रणालीगत विष (multi-system toxin) के रूप में कार्य करता है, जो आंत को कमजोर करता है, मस्तिष्क के ऊतकों को नष्ट करता है, गतिशीलता को बाधित करता है और प्रजनन को रोकता है, जिसमें मादा मक्खियाँ सबसे अधिक नुकसान झेलती हैं। हालांकि यह अध्ययन फ्रूट फ्लाई पर किया गया था, लेकिन इसमें शामिल जैविक मार्ग कई अन्य जानवरों, जिनमें मनुष्य भी शामिल हैं, के साथ साझा किए जाते हैं। यह शोध बताता है कि यह विशिष्ट प्रकार का प्लास्टिक, जिसे अक्सर अधिक सामान्य किस्मों की तुलना में अनदेखा किया जाता है, जीवित जीवों के लिए एक महत्वपूर्ण और जटिल खतरा पैदा करता है, जो गहरे, प्रणालीगत नुकसान पहुँचाने में सक्षम है जो समय के साथ चुपचाप जमा होता रहता है।