Bifidobacterium longum Bianquejun 19 Suppresses Helicobacter pylori Motility and Colonization by Disrupting Energy Metabolism
यह अध्ययन प्रदर्शित करता है कि *Bifidobacterium longum* Bianquejun 19 केंद्रीय कार्बन चयापचय और श्वसन श्रृंखला के कार्य को बाधित करके *Helicobacter pylori* की वृद्धि, गतिशीलता और उपनिवेशीकरण को रोकता है, जो तत्पश्चात संक्रमित चूहों में गैस्ट्रिक सूजन और कोलेजन जमाव को कम करता है।
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मानव पेट के भीतर, एक कठोर अम्लीय वातावरण आमतौर पर अधिकांश बैक्टीरिया को दूर रखता है। फिर भी, एक लचीला हमलावर, हेलिकोबैक्टर पाइलोरी (Helicobacter pylori), वहां फलने-फूलने के लिए विकसित हुआ है, जो पेट की परत की रक्षा करने वाली सुरक्षात्मक श्लेष्मा (म्यूकस) परत में खुद को समाहित कर लेता है। यह बैक्टीरिया दृढ़ता का उस्ताद है; यह श्लेष्मा के माध्यम से तैरने और पेट की दीवार से खुद को जोड़ने के लिए एक छोटे, चाबुक जैसे पूंछ जिसे फ्लैगेलम (flagellum) कहा जाता है, का उपयोग करता है। एक बार बस जाने के बाद, यह पुराने सूजन (क्रोनिक इन्फ्लेमेशन) का कारण बन सकता है, जिससे अल्सर और कुछ मामलों में पेट का कैंसर हो सकता है। दशकों से, डॉक्टर इन संक्रमणों को खत्म करने के लिए शक्तिशाली एंटीबायोटिक्स पर भरोसा करते रहे हैं, लेकिन बैक्टीरिया को मारना कठिन होता जा रहा है, और ये दवाएं अक्सर आंत के नाजुक संतुलन को बिगाड़ देती हैं। वैज्ञानिक अब एक अधिक सौम्य दृष्टिकोण की तलाश कर रहे हैं: हानिकारक दवाओं के दुष्प्रभावों के बिना हमलावर को मात देने के लिए लाभकारी बैक्टीरिया, जिन्हें प्रोबायोटिक्स के रूप में जाना जाता है, का उपयोग करना। चुनौती यह समझने में निहित है कि ये सहायक बैक्टीरिया वास्तव में कैसे मुकाबला करते हैं, एक ऐसा प्रश्न जो अब तक काफी हद तक रहस्य बना हुआ था।
शोधकर्ताओं की एक टीम ने हाल ही में एक विशिष्ट प्रोबायोटिक स्ट्रेन, बिफिडोबैक्टीरियम लॉन्गम (Bifidobacterium longum) बियानकुजुन 19 की ओर अपना ध्यान केंद्रित किया, यह देखने के लिए कि यह एच. पाइलोरी (H. pylori) के साथ कैसे परस्पर क्रिया करता है। वे केवल यह अवलोकन नहीं कर रहे थे कि प्रोबायिक ने बुरे बैक्टीरिया को मारा या नहीं; वे हमले के तंत्र को समझना चाहते थे। प्रयोगशाला सेटिंग में दोनों प्रकार के बैक्टीरिया को एक साथ उगाकर और फिर उन्नत जेनेटिक टूल्स और सूक्ष्मदर्शी से उनका परीक्षण करके, वैज्ञानिकों ने पाया कि प्रोबायिक केवल हमलावर को जहर नहीं देता है। इसके बजाय, यह बुरे बैक्टीरिया की बिजली आपूर्ति (पावर सप्लाई) को काट देता है। अध्ययन से पता चला कि प्रोबायोटिक एच. पाइलोरी के ऊर्जा चयापचय (एनर्जी मेटाबॉलिज्म) को बाधित करता है, जिससे बैक्टीरिया प्रभावी रूप से इतना कमजोर हो जाता है कि वह हिलने-डुलने या पेट की परत को पकड़ने में असमर्थ रहता है।
जांच की शुरुआत यह परीक्षण करके हुई कि प्रोबायोटिक कल्चर के विभिन्न हिस्सों ने एच. पाइलोरी की वृद्धि को कैसे प्रभावित किया। शोधकर्ताओं ने पाया कि प्रोबायोटिक जिसमें विकसित हुआ था, वह तरल, जिसे किण्वन सुपरनेटेंट (fermentation supernatant) कहा जाता है, सबसे शक्तिशाली हथियार था। इस तरल की अम्लता को निष्प्रभावी करने के बाद भी, इसने एक स्पष्ट क्षेत्र बनाया जहाँ बुरा बैक्टीरिया नहीं बढ़ सका, जो 24 मिलीमीटर तक चौड़ा था। इससे सिद्ध हुआ कि प्रोबायोटिक घुलनशील पदार्थ छोड़ता है जो सक्रिय रूप से रोगजनक को रोकता है, न कि केवल इसे मारने के लिए एसिड पर निर्भर करता है। जब शोधकर्ताओं ने जीवित प्रोबायोटिक बैक्टीरिया को सीधे एच. पाइलोरी के साथ रखा, तो बुरे बैक्टीरिया को मानव पेट की कोशिकाओं से चिपकने या उनमें प्रवेश करने में संघर्ष करना पड़ा। इन प्रत्यक्ष प्रतिस्पर्धा परीक्षणों में, प्रोबायोटिक ने कोशिकाओं से चिपकने की एच. पाइलोरी की क्षमता को 70 प्रतिशत से अधिक कम कर दिया और इसे कोशिकाओं में प्रवेश करने से भी लगभग उसी मार्जिन से रोक दिया।
इस कमजोरी के आणविक कारण को समझने के लिए, टीम ने प्रोबायोटिक के संपर्क में आने के बाद एच. पाइलोरी बैक्टीरिया की जेनेटिक गतिविधि का विश्लेषण किया। उन्होंने पाया कि बैक्टीरिया अपने ऊर्जा उपयोग के तरीके में एक नाटकीय बदलाव कर रहे थे। वे जीन जो बैक्टीरिया के केंद्रीय पावर प्लांट के लिए जिम्मेदार हैं, जो भोजन को उपयोगी ऊर्जा में बदलते हैं, उन्हें काफी कम कर दिया गया था। विशेष रूप से, उन जीनों को दबा दिया गया जो ATP (कोशिकाओं की सार्वभौमिक ऊर्जा मुद्रा) बनाने वाली मशीनरी के निर्माण में मदद करते हैं। परिणामस्वरूप, एच. पाइलोरी कोशिकाओं के भीतर उपलब्ध ऊर्जा की मात्रा तेजी से गिर गई। संपर्क में आने के कुछ ही घंटों के भीतर, ऊर्जा का स्तर उच्च आधार रेखा से गिरकर पहले की तुलना में एक अंश रह गया। बैक्टीरिया का रासायनिक संतुलन भी बिगड़ गया, जिससे उनकी आंतरिक रेडॉक्स स्थिति अस्थिर हो गई, जिसने उनके कार्य करने की क्षमता को और अधिक पंगु बना दिया।
इस ऊर्जा संकट का बैक्टीरिया की गति करने की क्षमता पर सीधा और दृश्य प्रभाव पड़ा। एच. पाइलोरी अपने फ्लैगेला, यानी चाबुक जैसी पूंछ पर निर्भर करता है ताकि वह पेट के श्लेष्मा के माध्यम से तैर सके। शोधकर्ताओं ने देखा कि प्रोबायोटिक उपचार के बाद, बैक्टीरिया ने तैरने की क्षमता खो दी। एक परीक्षण में जहाँ बैक्टीरिया को यह देखने के लिए एक नरम जेल में रखा गया कि वे कितनी दूर तक फैल सकते हैं, अनुपचारित बैक्टीरिया एक बड़े घेरे में तैरे, लेकिन उपचारित बैक्टीरिया मुश्किल से हिले भी। आठ घंटे के बाद, उपचारित बैक्टीरिया ने पूरी तरह से तैरने की क्षमता खो दी। जब वैज्ञानिकों ने शक्तिशाली इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी के नीचे बैक्टीरिया को देखा, तो उन्होंने पाया कि बैक्टीरिया विकृत और मुड़े हुए हो गए थे। उनके फ्लैगेला टूट गए थे, गायब थे या कोशिका शरीर से अलग हो गए थे। बैक्टीरिया केवल थके हुए नहीं थे; वे शारीरिक रूप से विकृत और खुद को आगे बढ़ाने में असमर्थ थे।
अध्ययन ने यह भी देखा कि यह परस्पर क्रिया एक जीवित प्रणाली में कैसे काम करती है। शोधकर्ताओं ने चूहों को एच. पाइलोरी से संक्रमित किया और फिर उन्हें प्रोबायोटिक से उपचारित किया। अनुपचारित संक्रमित चूहों में, पेट की परत गंभीर क्षति के लक्षण दिखा रही थी, जिसमें भारी सूजन और निशान ऊतक (स्कार टिश्यू), जिसे कोलेजनन भी कहा जाता है, की वृद्धि देखी गई, जो दीर्घकालिक चोट का संकेत है। प्रोबायोटिक से उपचारित चूहे, चाहे उन्हें जीवित बैक्टीरिया के रूप में दिया गया हो या प्रोबायोटिक के स्राव वाले तरल के रूप में, बहुत स्वस्थ पेट की परत दिखा रहे थे। सूजन कम हो गई थी, और निशान ऊतक का संचय काफी कम था। इसके अलावा, CagA का स्तर, जो एक विषाक्त प्रोटीन है जिसे बुरा बैक्टीरिया मानव कोशिकाओं को नुकसान पहुँचाने के लिए इंजेक्ट करता है, उपचारित चूहों में कम था। यह सुझाव देता है कि बैक्टीरिया को ऊर्जा से भूखा रखकर, प्रोबायोटिक ने उनके सबसे हानिकारक हथियारों को बनाने से भी रोक दिया।
निष्कर्षों से घटनाओं की एक स्पष्ट श्रृंखला का पता चलता है: प्रोबायोटिक ऐसे पदार्थ छोड़ता है जो एच. पाइलोरी के ऊर्जा चयापचय को बाधित करता है। ऊर्जा की यह कमी बैक्टीरिया को अपने फ्लैगेला बनाए रखने और प्रभावी ढंग से चलने से रोकती है। तैरने और खुद को स्थापित करने की क्षमता के बिना, बैक्टीरिया पेट में बस नहीं पाते या समान स्तर का नुकसान नहीं पहुँचा पाते। हालांकि इस अध्ययन में इसे मानक चिकित्सा उपचार के विकल्प के रूप में परीक्षण नहीं किया गया था, लेकिन यह एक विस्तृत मानचित्र प्रदान करता है कि कैसे एक विशिष्ट प्रोबायोटिक स्ट्रेन एक खतरनाक रोगजनक को कमजोर कर सकता है। बैक्टीरिया की ऊर्जा आपूर्ति और गतिशीलता को लक्षित करके, यह दृष्टिकोण एच. पाइलोरी संक्रमणों को नियंत्रित करने के बारे में सोचने का एक नया तरीका प्रदान करता है, जो पारंपरिक एंटीबायोटिक दवाओं के कठोर दुष्प्रभावों के बिना पेट की परत को ठीक करने और दीर्घकालिक जटिलताओं के जोखिम को कम करने में मदद कर सकता है।
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