Usefulness of Bioelectrical Impedance Analysis in Macaques: Impact of Sedatives and Potential as Pathophysiological and Aging Indicators

कल्पना कीजिए कि आपके पास एक ऐसी सुपरपावर है जो आपको बिना कभी शरीर को काटे या किसी विशाल एक्स-रे मशीन के, किसी व्यक्ति के शरीर के अंदर देखने की अनुमति देती है। प्रकाश या ध्वनि के बजाय, यह सुपरपावर बिजली की एक छोटी, अदृश्य चिंगारी का उपयोग करती है। यह बायोइलेक्ट्रिकल इम्पीडेंस एनालिसिस (BIA) की दुनिया है। अपने शरीर को एक जटिल शहर की तरह समझें जो अलग-अलग मोहल्लों से बना है। कुछ मोहल्ले, जैसे आपकी मांसपेशियां, पानी से भरे होते हैं और बिजली को एक व्यस्त राजमार्ग की तरह संचालित करते हैं। अन्य, जैसे कि आपकी वसा (fat), सूखे होते हैं और प्रवाह में बाधा डालते हैं, जैसे कि एक बंद गली (dead-end street)। शरीर के माध्यम से एक हानिरहित, सूक्ष्म विद्युत प्रवाह भेजकर, वैज्ञानिक यह माप सकते हैं कि बिजली को आपके शरीर से गुजरने में कितनी कठिनाई होती है। यह "प्रतिरोध" (resistance) उन्हें बताता है कि आपके शरीर में कितनी मांसपेशी, वसा और पानी है, और यहाँ तक कि आपकी कोशिकाएं कितनी स्वस्थ हैं।

हालाँकि डॉक्टर कुपोषण या मांसपेशियों के नुकसान की जाँच करने के लिए मनुष्यों पर इस तकनीक का उपयोग वर्षों से कर रहे हैं, लेकिन यह एक रहस्य बना हुआ था कि यह हमारे सबसे करीबी पशु रिश्तेदारों: बंदरों पर कितनी अच्छी तरह काम करता है। बंदर चिकित्सा अनुसंधान के लिए महत्वपूर्ण हैं क्योंकि वे हमारे बहुत समान हैं, जो हमें टीके परीक्षण करने और मधुमेह या हृदय संबंधी समस्याओं जैसी बीमारियों का अध्ययन करने में मदद करते हैं। लेकिन एक समस्या है: बंदर अपने आप चिकित्सा परीक्षण के लिए स्थिर नहीं बैठ सकते। उन्हें धीरे से बेहोश करने या सुलाने की आवश्यकता होती है ताकि वे हिलें-डुलें नहीं। बड़ा सवाल यह है कि: क्या उन्हें शांत करने के लिए उपयोग की जाने वाली विशिष्ट दवा उनके विद्युत रीडिंग (electrical reading) को बदल देती है? यदि उत्तर "हाँ" है, तो यह उपयोगी उपकरण अनुसंधान के लिए बेकार हो सकता है। यदि उत्तर "ना" है, तो हमारे पास बंदरों के स्वास्थ्य पर नज़र रखने का एक बिल्कुल नया, अत्यंत विश्वसनीय तरीका है।

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मंकी बॉडी स्कैन: स्वास्थ्य की जाँच करने का एक नया तरीका

इस अध्ययन में, निहोन विश्वविद्यालय, क्योटो विश्वविद्यालय और अन्य केंद्रों के शोधकर्ताओं की एक टीम ने इस विचार को परखने का निर्णय लिया। वे देखना चाहते थे कि क्या वे दो प्रकार के बंदरों पर BIA का उपयोग कर सकते हैं: जापानी मैकाक (लाल चेहरे वाले, जो अक्सर बर्फीली तस्वीरों में देखे जाते हैं) और सिनोमोलगस मैकाक (जिनका प्रयोगशालाओं में अक्सर उपयोग किया जाता है)। उनका लक्ष्य एक "बेसलाइन" या मानक संदर्भ मार्गदर्शिका बनाना था कि एक स्वस्थ बंदर का शरीर विद्युत स्कैन पर कैसा दिखता है, और यह देखना था कि क्या नींद की दवा ने परिणामों को बिगाड़ दिया।

सेटअप: एक शांत कमरे में एक छोटी सी चिंगारी
माप प्राप्त करने के लिए, शोधकर्ताओं को बहुत सावधान रहना पड़ा। उन्होंने InBody M20 नामक एक विशेष उपकरण का उपयोग किया। उन्होंने बंदर की बाईं ऊपरी बांह और दाहिनी जांघ पर क्लिप इलेक्ट्रोड लगाए, ठीक वैसे ही जैसे सर्किट बोर्ड पर एक छोटा बैटरी चिपकाया जाता है। क्लिप्स के बीच की दूरी 2-3 सेमी पर स्थिर रखी गई थी। यह सुनिश्चित करने के लिए कि बंदर हिले-डुले नहीं और डेटा खराब न हो, उन्हें शामक (sedatives) दिए गए।

यहीं पर प्रयोग दिलचस्प हो गया। शोधकर्ता जानते थे कि विभिन्न शामक अलग-अलग तरह से काम करते हैं:

• केटामाइन (Ketamine): एक ऐसी दवा जो जानवरों को सुला देती है लेकिन अक्सर उनकी मांसपेशियों को थोड़ा तनावपूर्ण रखती है, जैसे कि कोई व्यक्ति जो सो रहा है लेकिन अभी भी अपनी मुट्ठी कसकर पकड़े हुए है।
• MMK: तीन दवाओं (मिडेटोमिडाइन, मिडाज़ोलम और केटामाइन) का एक "ट्रिपल-थ्रेट" कॉकटेल जो जानवरों को बहुत अधिक रिलैक्स और स्थिर बनाता है, जैसे कि कोई व्यक्ति जो गहरी नींद में है और पूरी तरह से ढीला (limp) है।

वैज्ञानिकों ने सोचा: क्या केटामाइन से होने वाला मांसपेशियों का तनाव, MMK के अत्यधिक रिलैक्सेशन की तुलना में विद्युत रीडिंग को बदल देता है?

बड़ी खोज: दवा से कोई फर्क नहीं पड़ा
टीम ने छह सिनोमोलगस मैकाक पर एक विशेष परीक्षण चलाया। उन्होंने उन्हीं बंदरों को दो बार मापा: एक बार केवल केटामाइन के साथ और एक बार MMK कॉम्बिनेशन के साथ। वे फेज एंगल (एक संख्या जो बताती है कि आपकी कोशिका झिल्लियाँ कितनी स्वस्थ और "टाइट" हैं) और Z250/Z5 अनुपात (एक संख्या जो विभिन्न गति से बिजली के प्रवाह की तुलना करती है) में किसी भी अंतर की तलाश कर रहे थे।

परिणाम शोधकर्ताओं के लिए एक बड़ी राहत थी: कोई महत्वपूर्ण अंतर नहीं था। चाहे बंदर केटामाइन की "तनावपूर्ण नींद" में था या MMK के "गहरी शांति" में, आंकड़े समान आए। यह सुझाव देता है कि BIA एक मजबूत (robust) उपकरण है। इसे इस बात से फर्क नहीं पड़ता कि आप कौन सा विशिष्ट शामक उपयोग कर रहे हैं (परीक्षण किए गए सामान्य शामकों के भीतर); शरीर का विद्युत सिग्नेचर सुसंगत रहता है। यह एक गेम-चेंजर है क्योंकि इसका मतलब है कि वैज्ञानिक BIA का उपयोग लगभग किसी भी स्थिति में कर सकते हैं, साधारण रक्त परीक्षण से लेकर जटिल हृदय परीक्षण तक, बिना इस चिंता के कि दवा उन्हें धोखा दे रही है।

बंदरों के जीवन चक्र का मानचित्रण
एक बार जब उन्हें पता चल गया कि यह उपकरण विश्वसनीय है, तो टीम ने सैकड़ों बंदरों को देखा कि वे बढ़ते और उम्र बढ़ने के साथ कैसे बदलते हैं। उन्होंने 121 सिनोमोलगस मैकाक और 211 जापानी मैकाक का अध्ययन किया।

• बड़ा होना: जापानी मैकाक में, "फेज एंगल" बढ़ते समय ऊपर गया, युवा वयस्क अवस्था में अपने शिखर पर पहुँचा, और फिर उम्र बढ़ने के साथ धीरे-धीरे नीचे चला गया। यह बिल्कुल वही पैटर्न है जो मनुष्यों में देखा जाता है! यह एक बैटरी की तरह है जो युवावस्था में पूरी तरह चार्ज होती है और उम्र बढ़ने के साथ धीरे-धीरे अपनी शक्ति खो देती है।
• लड़के बनाम लड़कियां: शोधकर्ताओं ने पुरुषों और महिलाओं के बीच स्पष्ट अंतर पाया। नर बंदरों का फेज एंगल आम तौर पर अधिक था (अधिक मांसपेशी या स्वस्थ कोशिकाओं का संकेत), जबकि मादाओं के विद्युत अनुपात अलग थे।
• आकार मायने रखता है (या नहीं): दिलचस्प बात यह है कि जापानी मैकाक में, विद्युत संख्याएँ शरीर के वजन के साथ बदल गईं। लेकिन छोटे सिनोमोलगस मैकाक में, शरीर का वजन विद्युत संख्याओं को ज्यादा नहीं बदलता था। वैज्ञानिकों को संदेह है कि ऐसा इसलिए हो सकता है क्योंकि अध्ययन में शामिल जापानी मैकाक बड़े समूहों में रहते थे जिनके पास दौड़ने के लिए बहुत सारी बाहरी जगह थी, जबकि सिनोमोलगस मैकाक इनडोर पिंजरों में रहते थे, जिससे मांसपेशियों के विकास में अंतर आया।

"बीमार बंदर" डिटेक्टर
अध्ययन का सबसे रोमांचक हिस्सा यह देखना था कि क्या BIA बीमारी का पता लगा सकता है। शोधकर्ताओं ने स्वस्थ बंदरों की तुलना उन बंदरों से की जिनमें हृदय संबंधी समस्याएं, आंतों की समस्याएं, या उच्च रक्त शर्करा (high blood sugar) जैसी ज्ञात बीमारियाँ थीं।

परिणाम चौंकाने वाले थे। बीमार बंदरों के विद्युत डेटा में स्पष्ट "ग्लिच" (खामियां) दिखाई दीं:

• उनका फेज एंगल गिर गया (यह संकेत देता है कि उनकी कोशिकाएं कम स्वस्थ थीं)।
• उनका Z250/Z5 अनुपात बढ़ गया (जो तरल असंतुलन या कोशिका क्षति का सुझाव देता है)।

इससे भी बेहतर, ये परिवर्तन तब भी हुए जब बंदर बाहर से ठीक दिख रहे थे। उदाहरण के लिए, हृदय रोग वाले बंदरों में फेज एंगल कम था, और यह गिरावट उनके हृदय की पंपिंग क्षमता की कमजोरी के साथ मेल खाती थी। यह एक स्मोक डिटेक्टर की तरह है जो आग दिखने से पहले ही बीप करता है। अध्ययन ने दिखाया कि BIA जापानी और सिनोमोलगस दोनों मैकाक में इन समस्याओं का पता लगा सकता है, जिससे यह बीमारियों को जल्दी पकड़ने के लिए एक शक्तिशाली "निगरानी उपकरण" बन जाता है।

यह क्यों महत्वपूर्ण है
यह पेपर बंदर अनुसंधान में BIA के उपयोग के लिए पहला ठोस आधार प्रदान करता है। यह सिद्ध करता है कि:

1. यह उपकरण स्थिर है और किसी भी सामान्य शामक के उपयोग से समान परिणाम देता है।
2. यह मनुष्यों की तरह ही उम्र बढ़ने और विकास को ट्रैक करता है।
3. यह हृदय संबंधी समस्याओं और आंतों की समस्याओं जैसी बीमारियों का पता तब लगा सकता है जब वे स्पष्ट रूप से सामने न आए हों।

बंदरों को उनके "विद्युत स्वास्थ्य" की जाँच करने के लिए एक गैर-आक्रामक (non-invasive), विश्वसनीय तरीका देकर, यह शोध पशु कल्याण की निगरानी और अधिक सटीक चिकित्सा अध्ययनों के लिए नए द्वार खोलता है। यह बिजली की एक छोटी सी चिंगारी है जो बंदर और मानव स्वास्थ्य को समझने में बड़ी सफलता की ओर ले जा सकती है।