Exercise inhibits doxorubicin-induced cardiotoxicity by preventing cardiac and endothelial cell senescence by activating FNDC5/Irisin signaling

कीमोथेरेपी ने अनगिनत जानें बचाई हैं, लेकिन कई युवा कैंसर सर्वाइवर्स के लिए, यह उपचार एक छिपा हुआ मूल्य छोड़ देता है। डॉक्सोरूबिसिन (doxorubicin) नामक एक शक्तिशाली दवा कई प्रकार के कैंसर के खिलाफ एक मानक हथियार है, फिर भी इसमें एक खतरनाक दुष्प्रभाव है: यह हृदय को नुकसान पहुँचा सकती है। यह क्षति अक्सर तुरंत दिखाई नहीं देती है। इसके बजाय, यह वर्षों बाद हृदय की मांसपेशियों के धीरे-धीरे कमजोर होने या रक्त पंप करने की इसकी क्षमता में गिरावट के रूप में प्रकट हो सकती है। वैज्ञानिकों ने लंबे समय से संदेह किया है कि यह देर से होने वाली क्षति 'सेलुलर सेनेसेंस' (cellular senescence) नामक एक जैविक प्रक्रिया से जुड़ी है। सरल शब्दों में, सेनेसेंस वह स्थिति है जब कोशिकाएं विभाजित होना बंद कर देती हैं और स्थायी विश्राम की अवस्था में चली जाती हैं। हालांकि ये कोशिकाएं मरती नहीं हैं, लेकिन वे अक्षम हो जाती हैं और हानिकारक संकेत छोड़ने लगती हैं जो आसपास के ऊतकों को बाधित करते हैं, जिससे प्रभावी रूप से अंग की उम्र बढ़ने की प्रक्रिया तेज हो जाती है। दशकों से, शोधकर्ता इस प्रक्रिया को रोकने के तरीके खोज रहे हैं, इस उम्मीद में कि वे युवा रोगियों को सफल कैंसर उपचार के बाद होने वाली दीर्घकालिक हृदय समस्याओं से बचा सकें।

यूनिवर्सिटी ऑफ टेक्सस एमडी एंडरसन कैंसर सेंटर के शोधकर्ताओं की एक टीम ने अब एक प्राकृतिक रक्षा तंत्र का पता लगाया है जो इस क्षति को रोकने में सक्षम प्रतीत होता है। उन्होंने पाया कि कीमोथेरेapi दवा प्राप्त करते समय किया गया शारीरिक व्यायाम, हृदय कोशिकाओं को इस हानिकारक सेनेसेंस की अवस्था में जाने से रोक सकता है। चूहों के एक विशेष समूह पर किए गए अध्ययन में, जिन्हें उम्र बढ़ने वाली कोशिकाओं को दृश्यमान बनाने के लिए डिज़ाइन किया गया था, दिखाया गया कि केवल दवा ने हृदय के कार्य में महत्वपूर्ण गिरावट और इन सुप्त, अक्षम कोशिकाओं में उछाल पैदा किया। हालांकि, जब चूहों ने अपने उपचार के दौरान व्यायाम किया, तो उनके हृदय स्वस्थ रहे और क्षतिग्रस्त कोशिकाओं की संख्या कम रही। शोधकर्ताओं ने इस सुरक्षा का पता एक विशिष्ट मार्ग (pathway) से लगाया जो मांसपेशियों की गतिविधि द्वारा सक्रिय होता है, जिससे यह संकेत मिलता है कि स्वयं गतिशीलता इस दवा के जहरीले दुष्प्रभावों के खिलाफ एक ढाल के रूप में कार्य करती है।

यह समझने के लिए कि यह कैसे काम करता है, वैज्ञानिकों को पहले यह पुष्टि करने की आवश्यकता थी कि क्या दवा वास्तव में हृदय कोशिकाओं को समय से पहले बूढ़ा कर रही है। उन्होंने चूहों की एक अनूठी नस्ल का उपयोग किया जहाँ कोई भी कोशिका जो विभाजित होना बंद कर देती है और सेनेसेंट हो जाती है, एक लाल फ्लोरोसेंट प्रोटीन के साथ चमकती है, जिससे उन्हें सूक्ष्मदर्शी के नीचे पहचानना आसान हो जाता है। जब इन चूहों को कीमोथेरेपी दवा दी गई, तो उनके हृदय इन चमकते लाल कोशिकाओं से भर गए। दवा ने हृदय की पंपिंग दक्षता को भी कम कर दिया, जिसे हृदय द्वारा प्रत्येक धड़कन के साथ बाहर धकेले जाने वाले रक्त की मात्रा द्वारा मापा गया। शोधकर्ताओं ने पाया कि दवा ने न केवल मुख्य हृदय मांसपेशियों को नुकसान पहुँचाया, बल्कि उन सूक्ष्म रक्त वाहिकाओं को भी नुकसान पहुँचाया जो हृदय को पोषण देती हैं और उन फाइब्रोब्लास्ट कोशिकाओं को भी जो संरचनात्मक सहायता प्रदान करती हैं। क्षतिग्रस्त हृदयों में, शोधकर्ताओं ने कोशिकाओं के आंतरिक ढांचे (scaffolding) में टूट-फूट देखी, जिसे साइटोस्केलेटन (cytoskeleton) कहा जाता है और जो हृदय के संकुचन और ठीक से धड़कने के लिए आवश्यक है। उन्होंने तंत्रिका तंतुओं (nerve fibers) की भी हानि देखी जो हृदय की लय को समन्वित करने में मदद करते हैं, एक ऐसा परिवर्तन जो अनियमित धड़कन का कारण बन सकता है।

अध्ययन का निर्णायक मोड़ तब आया जब शोधकर्ताओं ने समीकरण में व्यायाम को शामिल किया। चूहों के एक समूह को वही कीमोथेरेपी दवा दी गई लेकिन उन्हें ट्रेडमिल शासन (regimen) में भी रखा गया। ये चूहे सप्ताह में पांच दिन, चालीस पांच मिनट तक एक स्थिर गति से चले। परिणाम आश्चर्यजनक थे। जबकि केवल दवा वाले समूह को हृदय कार्य में गिरावट और उम्र बढ़ने वाली कोशिकाओं की बाढ़ का सामना करना पड़ा, व्यायाम करने वाले चूहों ने सामान्य हृदय शक्ति बनाए रखी। उनके हृदय में सेनेसेंट कोशिकाओं का संचय नहीं हुआ, और उनके मांसपेशी तंतुओं की आंतरिक संरचना बरकरार रही। व्यायाम ने रक्त वाहिकाओं और तंत्रिका तंतुओं के नेटवर्क को भी संरक्षित किया, जिससे हृदय का वातावरण स्थिर और कार्यात्मक बना रहा। इससे पुष्टि हुई कि शारीरिक गतिविधि केवल बाद में हृदय को ठीक करने में मदद नहीं कर रही थी, बल्कि यह क्षति को होने से रोकने के लिए सक्रिय रूप से काम कर रही थी।

शोधकर्ताओं ने फिर उस जैविक संकेत की तलाश की जो व्यायाम को इस सुरक्षा से जोड़ता है। उन्होंने FNDC5 नामक एक प्रोटीन की पहचान की, जो मांसपेशियों और हृदय के ऊतकों में पाया जाता है। जब मांसपेशियां काम करती हैं, तो इस प्रोटीन को आइरिसिन (irisin) नामक एक पदार्थ में संसाधित किया जाता है, जो शरीर में एक संदेशवाहक के रूप में कार्य करता है। अध्ययन ने दिखाया कि कीमोथेरेपी दवा FNDC5 के स्तर को दबा देती है, जिससे इस सुरक्षात्मक संकेत की आपूर्ति कट जाती है। इसके विपरीत, व्यायाम करने वाले चचूहों में FNDC5 और आइरिसिन का स्तर उच्च बना रहा। इस मार्ग को सिद्ध करने के लिए, वैज्ञानिकों ने एक डिश में मानव हृदय कोशिकाओं और रक्त वाहिका कोशिकाओं का परीक्षण किया। जब उन्होंने इन कोशिकाओं को दवा के साथ उपचारित किया, तो कोशिकाएं सेनेसेंट हो गईं। लेकिन जब उन्होंने इसमें आइरिसिन मिलाया, तो कोशिकाएं स्वस्थ रहीं और सामान्य रूप से कार्य करती रहीं। इसने प्रदर्शित किया कि व्यायाम-प्रेरित संकेत कोशिकाओं को स्थायी अक्षमता की स्थिति में जाने से रोकने के लिए पर्याप्त था।

निष्कर्ष एक स्पष्ट घटनाओं की श्रृंखला का सुझाव देते हैं। कीमोथेरेपी दवा क्षति की एक श्रृंखला को ट्रिगर करती है जो हृदय कोशिकाओं को बूढ़ा होने के लिए मजबूर करती है, जिससे उनके आंतरिक ढांचे में टूट-फूट और उन तंत्रिका और रक्त वाहिका कनेक्शनों की हानि होती है जो उनके जीवित रहने के लिए आवश्यक हैं। व्यायाम इस प्रक्रिया को सक्रिय करके FNDC5/आइरिसिन मार्ग को सक्रिय कर इस प्रक्रिया में बाधा डालता है। यह संकेत कोशिकाओं को उम्र बढ़ने की प्रक्रिया का विरोध करने के लिए कहता है, जिससे उनका आंतरिक ढांचा व्यवस्थित और उनके कनेक्शन बरकरार रहते हैं। अध्ययन ने यह दावा नहीं किया कि व्यायाम एक रामबाण इलाज है या यह हृदय की हर प्रकार की क्षति के लिए काम करता है, लेकिन इसने पुख्ता सबूत दिए कि इस विशिष्ट कीमोथेरेपी दवा से होने वाली क्षति के लिए, गतिशीलता एक शक्तिशाली निवारक उपाय है। कोशिकाओं को सेनेसेंस की अवस्था में जाने से रोककर, व्यायाम रक्त पंप करने और अपनी लय बनाए रखने की हृदय की क्षमता को सुरक्षित रखता है, जो दीर्घकालिक स्वास्थ्य की रक्षा के लिए एक संभावित रणनीति प्रदान करता है।

यह शोध तनाव के प्रति शरीर की प्रतिक्रिया और स्वयं की मरम्मत करने की इसकी क्षमता के बीच एक गहन अंतःक्रिया को उजागर करता है। दवा एक प्रतिकूल वातावरण बनाती है जो कोशिकाओं को एक मृत अंत की ओर धकेलती है, लेकिन चलने की सरल क्रिया एक काउंटर-सिग्नल प्रदान करती है जो कोशिकाओं को जीवित और कार्यात्मक रखती है। अध्ययन यह सुझाव नहीं देता कि मरीजों को चिकित्सा पर्यवेक्षण के बिना व्यायाम करना चाहिए, और न ही यह दावा करता है कि यह तंत्र हृदय रोग के सभी रूपों में काम करता है। हालांकि, यह एक ठोस जैविक स्पष्टीकरण प्रदान करता है कि क्यों उपचार के दौरान सक्रिय रहना फायदेमंद हो सकता है। यह चर्चा को सामान्य सलाह से आगे बढ़ाकर एक विशिष्ट, मापने योग्य मार्ग तक ले जाता है जहाँ मांसपेशियों की गतिविधि सीधे हृदय कोशिका स्वास्थ्य को प्रभावित करती है। कैंसर सर्वाइवर्स की एक ऐसी पीढ़ी के लिए जो हृदय संबंधी जोखिमों के साथ जीवन बिताने वाली है, यह खोज एक मूर्त, गैर-दवा हस्तक्षेप की ओर इशारा करती है जो उनके जीवन की गुणवत्ता और दीर्घायु में महत्वपूर्ण सुधार कर सकता है।