Perioperative urine metabolomic reprogramming associated with skeletal muscle wasting in cardiac valve surgery

हृदय शल्य चिकित्सा की उच्च-दांव वाली दुनिया में, ध्यान लंबे समय से हृदय पर ही रहा है: वाल्व, रक्त प्रवाह और पंप की तत्काल रिकवरी। फिर भी, शरीर के सबसे बड़े अंग तंत्र में एक मौन और अक्सर अनदेखी की जाने वाली संघर्ष चल रहा है: मांसपेशियां। जब मरीज प्रमुख हृदय ऑपरेशन से गुजरते हैं, तो वे अक्सर एक ऐसी स्थिति का सामना करते हैं जहाँ उनकी मांसपेशियां तेजी से क्षय होने लगती हैं, जिससे वे कमजोर हो जाते हैं और गहन देखभाल इकाई (आईसीयू) छोड़ने के बाद ठीक से चलने-फिरते भी नहीं रह पाते। यह घटना, जिसे 'इंटेंसिव केयर यूनिट-एक्वायर्ड वीकनेस' (ICU-acquired weakness) कहा जाता है, केवल बिस्तर पर पड़े रहने का मामला नहीं है; यह एक जटिल जैविक टूटन है जहाँ सूजन (inflammation), गति की कमी और शरीर की अपनी तनाव प्रतिक्रिया मिलकर मांसपेशियों के ऊतकों को नष्ट कर देती है। यह समझना महत्वपूर्ण है कि ऐसा क्यों होता है क्योंकि यही तय करता है कि क्या मरीज सर्जरी से केवल जीवित बच जाएगा या एक पूर्ण, सक्रिय जीवन फिर से प्राप्त कर पाएगा।

शंघाई यूनिवर्सिटी ऑफ स्पोर्ट्स और फर्स्ट हॉस्पिटल ऑफ लांजोउ यूनिवर्सिटी के शोधकर्ताओं ने उन छिपे हुए रासायनिक संकेतों का पता लगाने का प्रयास किया जो हृदय वाल्व सर्जरी कराने वाले रोगियों में इस मांसपेशियों के नुकसान को प्रेरित करते हैं। उन्होंने 93 रोगियों का पीछा किया जो एक आधुनिक रिकवरी कार्यक्रम का हिस्सा थे, जिसे लोगों को ऑपरेशन के तुरंत बाद यथाशीघ्र हिलने-डुलने और सामान्य रूप से खाने के लिए डिज़ाइन किया गया था। इस उन्नत देखभाल के बावजूद, टीम ने पाया कि शरीर की आंतरिक रसायन विज्ञान में एक नाटकीय और हानिकारक बदलाव हो रहा था। सर्जरी से पहले और फिर जब मरीज आईसीयू छोड़ने के लिए तैयार थे, तब उनके मूत्र के नमूने एकत्र करके, वैज्ञानिकों ने एक अत्यधिक संवेदनशील स्कैनिंग तकनीक का उपयोग किया ताकि उस तरल में तैरते हजारों सूक्ष्म अणुओं का मानचित्र तैयार किया जा सके। ये अणु एक रासायनिक फिंगरप्रिंट की तरह कार्य करते हैं, जो सटीक रूप से प्रकट करते हैं कि शरीर ईंधन के लिए क्या जला रहा है, वह क्या तोड़ रहा है, और वह मरम्मत करने के लिए किसके लिए संघर्ष कर रहा है।

परिणामों ने एक घेराबंदी में फंसे शरीर की स्पष्ट तस्वीर पेश की। भले ही मरीज सर्जरी से जल्दी उबर गए थे, जिनमें से अधिकांश दो दिनों से भी कम समय में आईसीयू से बाहर आ गए थे, लेकिन उनकी मांसपेशियां सिकुड़ रही थीं। निचले पैरों के माप ने दिखाया कि कई मरीजों में, विशेष रूप से महिलाओं में, अस्पताल से छुट्टी मिलने तक स्वस्थ मांसपेशी द्रव्यमान (muscle mass) के मानक स्तर से गिरावट आई थी। इसी समय, उनके रक्त में सूजन के मार्कर, जैसे कि सी-रिएक्टिव प्रोटीन, ऑपरेशन से पहले की तुलना में पंद्रह गुना अधिक ऊंचे स्तर पर पहुंच गए और अस्पताल छोड़ने तक खतरनाक रूप से ऊंचे बने रहे। इससे यह संकेत मिला कि जबकि हृदय ठीक हो रहा था, शरीर का बाकी हिस्सा पुराने तनाव (chronic stress) की स्थिति में फंसा हुआ था, जो सहने के लिए अपने ही मांसपेशियों के ऊतकों को जला रहा था।

मूत्र के नमूनों की गहराई में जाकर, शोधकर्ताओं ने पाया कि विशिष्ट रासायनिक परिवर्तनों का एक सेट इस मांसपेशियों के नुकसान की व्याख्या करता है। उन्होंने सैकड़ों अणुओं की पहचान की जो प्रवेश और डिस्चार्ज के बीच महत्वपूर्ण रूप से बदल गए। सबसे उल्लेखनीय परिवर्तन शरीर द्वारा तीन प्रमुख पोषक तत्वों: ट्रिप्टोफैन, हिस्टिडाइन और विटामिन बी6 के प्रबंधन से संबंधित थे। सामान्य परिस्थितियों में, शरीर इन पोषक तत्वों का उपयोग प्रोटीन बनाने और ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए करता है। हालांकि, इन मरीजों में, सर्जरी के तनाव और परिणामी सूजन ने शरीर को इन पोषक तत्वों को मांसपेशियों की मरम्मत से हटाकर एक अलग, कम उपयोगी पथ की ओर मोड़ने के लिए मजबूर कर दिया। यह ऐसा था मानो शरीर की ईंधन आपूर्ति को आग बुझाने के लिए पुनर्निर्देशित किया जा रहा था, जिससे मांसपेशियों के विकास के इंजन के लिए संसाधन कम पड़ गए। इसने एक दुष्चक्र बनाया जहाँ सूजन ने माइटोकॉन्ड्रिया—कोशिकाओं के भीतर के छोटे पावर प्लांट—को नुकसान पहुँचाया, जिसने बदले में अधिक अपशिष्ट और तनाव पैदा किया, जिससे मांसपेशियों का क्षरण और तेज हो गया।

अध्ययन ने सर्जरी की सफलता और मांसपेशियों के संरक्षण की विफलता के बीच के अंतर को भी उजागर किया। जबकि हृदय वाल्वों की मरम्मत की गई थी और हृदय प्रभावी ढंग से पंप करने लगा था, सर्जरी और हार्ट-लंग मशीन द्वारा ट्रिगर की गई प्रणालीगत सूजन मांसपेशियों के क्षय को जारी रखे हुए थी। शोधकर्ताओं ने पाया कि शरीर की प्राकृतिक रक्षा प्रणाली, जो आमतौर पर सूजन को हल करने और ऊतकों को ठीक करने में मदद करती है, अभिभूत हो गई थी। मांसपेशियों की मरम्मत करने के बजाय, शरीर का रासायनिक वातावरण सक्रिय रूप से उसे नष्ट कर रहा था। यह खोज इस विचार को चुनौती देती है कि मरीजों को जल्दी बिस्तर से उठाना हमेशा कमजोरी को रोकने के लिए पर्याप्त होता है; इस मामले में, आंतरिक रासायनिक तूफान इतना शक्तिशाली था कि केवल गति अकेले उसे रोक नहीं सकी।

शायद सबसे व्यावहारिक खोज मूत्र में बीस विशिष्ट अणुओं की पहचान थी जो सीधे तौर पर इस बात से संबंधित थे कि मरीजों ने कितनी मांसपेशियां खो दीं। दो अणुओं, एसेटिन 7-ग्लुकुरोनाइड (acacetin 7-glucuronide) और ग्रेवैक्रीडोनक्लोरीन (gravacridonechlorine) का बेहतर मांसपेशी प्रतिधारण (retention) से गहरा संबंध था, जबकि अन्य, जैसे कि ग्लाइसीटीन (glycitein) और पमेलिन (pummeline) का अधिक नुकसान से संबंध था। ये अणु संभावित शुरुआती चेतावनी संकेतों के रूप में कार्य करते हैं, जो गैर-आक्रामक तरीके से यह देखने का अवसर देते हैं कि कौन गंभीर कमजोरी के जोखिम में है, इससे पहले कि वह स्पष्ट हो जाए। अधिक महत्वपूर्ण बात यह है कि वे विशिष्ट पोषण संबंधी लक्ष्यों की ओर इशारा करते हैं। शोध सुझाव देता है कि यदि डॉक्टर सटीक पोषण संबंधी सहायता के साथ हस्तक्षेप कर सकें—जैसे कि विटामिन बी6 की पूर्ति करना या विशिष्ट अमीनो एसिड प्रदान करना—तो वे सूजन और मांसपेशियों के विनाश के चक्र को तोड़ने में सक्षम हो सकते हैं।

अंततः, यह कार्य सर्जरी के बाद की कमजोरी की समस्या को एक नया रूप देता है। यह केवल बीमार होने या बिस्तर पर रहने का दुष्प्रभाव नहीं है; यह मांसपेशियों के नुकसान, सूजन और रासायनिक पुनर्गठन का एक विशिष्ट चयापचय (metabolic) विफलता है। अध्ययन यह दावा नहीं करता है कि उसने समस्या को हल कर लिया है, लेकिन इसने इसमें शामिल सटीक रासायनिक मार्गों को आलोकित किया है। यह दिखाकर कि शरीर की अपनी तनाव प्रतिक्रिया कैसे आवश्यक पोषक तत्वों को हाईजैक कर सकती है और उन्हें मांसपेशियों के विरुद्ध कर सकती है, शोधकर्ताओं ने नई रणनीतियों के द्वार खोल दिए हैं। भविष्य के उपचारों को मानक देखभाल से आगे बढ़कर लक्षित पोषण संबंधी 'प्रीहैबिलिटेशन' (prehabilitation) को शामिल करने की आवश्यकता हो सकती है, ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि शरीर के पास सर्जरी के तूफान से बचने और उन मांसपेशियों की रक्षा करने के लिए सही निर्माण खंड (building blocks) मौजूद हों जो मरीजों को फिर से चलने, सांस लेने और पूर्ण रूप से जीने में सक्षम बनाते हैं।