Co-exposure to ionizing irradiation and high-fat diet induces low-grade neuroinflammation and neurovascular remodeling in the mouse hippocampus

द दशकों से, वैज्ञानिक जानते हैं कि विकिरण की उच्च खुराक हृदय और रक्त वाहिकाओं को नुकसान पहुँचा सकती है, जिससे वर्षों बाद गंभीर स्वास्थ्य समस्याएं हो सकती हैं। इस समझ ने परमाणु सुविधाओं में काम करने वाले श्रमिकों और रेडिएशन थेरेपी प्राप्त करने वाले रोगियों के लिए सुरक्षा नियमों को आकार दिया है। हालाँकि, वास्तविक दुनिया इतनी सरल नहीं होती। अधिकांश लोग केवल विकिरण के संपर्क में ही नहीं आते; वे अन्य तनावों के साथ भी रहते हैं, जैसे कि खराब आहार और मोटापे का चयापचय संबंधी तनाव। जबकि हम जानते हैं कि उच्च वसा वाला आहार अपने आप में रक्त वाहिकाओं को कमजोर कर सकता है और सूजन पैदा कर सकता है, यह स्पष्ट नहीं था कि ये दो तनाव एक साथ कैसे परस्पर क्रिया करते हैं। क्या उच्च वसा वाला आहार शरीर को विकिरण के दीर्घकालिक प्रभावों के प्रति अधिक संवेदनशील बनाता है, या यह किसी तरह उनसे रक्षा करता है? यह प्रश्न मस्तिष्क के लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण है, जहाँ याददाश्त और सोचने की क्षमता को सहारा देने के लिए सूक्ष्म रक्त वाहिकाओं का नाजुक नेटवर्क बरकरार रहना चाहिए।

शोधकर्ताओं की एक टीम ने चूहों का अध्ययन करके इसका उत्तर खोजने का प्रयास किया, जिसमें उन्होंने यह देखा कि जब मस्तिष्क को मध्यम मात्रा में विकिरण के संपर्क में लाया जाता है और शरीर उच्च वसा वाले आहार के तनाव में होता है, तो क्या होता है। उन्होंने हिप्पोकैम्पस पर ध्यान केंद्रित किया, जो मस्तिष्क का एक क्षेत्र है जो स्मृति के लिए आवश्यक है और जो विकिरण और चयापचय परिवर्तनों दोनों के प्रति संवेदनशील माना जाता है। वैज्ञानिकों ने तत्काल, विनाशकारी क्षति की तलाश नहीं की। इसके बजाय, उन्होंने एक्सपोजर के छह महीने बाद तक प्रतीक्षा की ताकि यह देखा जा सके कि क्या सूक्ष्म, दीर्घकालिक परिवर्तन जड़ जमा चुके हैं। वे जानना चाहते थे कि क्या विकिरण और वसायुक्त आहार का संयोजन एक ऐसी अनूठी समस्या पैदा करता है जिसे अकेले ये दोनों कारक नहीं कर सकते।

इस अध्ययन में नर चूहों को शामिल किया गया जिन्हें या तो मानक, स्वस्थ आहार या उच्च वसा वाला आहार दिया गया। प्रत्येक समूह के आधे चूहों को गामा विकिरण की एक एकल, तीव्र खुराक मिली, जबकि अन्य को कोई विकिरण नहीं मिला। विकिरण की खुराक मध्यम थी: एक समूह को 300 यूनिट विकिरण मिला, और दूसरे को 1,000 यूनिट। शोधकर्ताओं ने छह महीने तक प्रतीक्षा की, जो एक चूहे के जीवन में एक महत्वपूर्ण समय है, यह देखने के लिए कि मस्तिष्क में कैसे बदलाव आए। उन्होंने ऑक्सीडेटिव स्ट्रेस (ऑक्सीडेटिव तनाव) के संकेतों के लिए मस्तिष्क के ऊतकों की जांच की, जो अस्थिर अणुओं के कारण होने वाला एक प्रकार का कोशिकीय नुकसान है, और सूजन (इन्फ्लेमेशन) की जांच की, जो चोट के प्रति शरीर की प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया है। उन्होंने रक्त वाहिकाओं के स्वास्थ्य को भी मापा, यह जाँच की कि क्या उनके अंदर की कोशिकाएं ठीक से कार्य कर रही हैं और क्या वाहिकाओं की संरचना में कोई परिवर्तन हुआ है।

परिणामों ने विकिरण की दो खुराकों के बीच एक स्पष्ट अंतर दिखाया। कम खुराक (300 यूनिट) ने मस्तिष्क में कोई महत्वपूर्ण दीर्घकालिक परिवर्तन नहीं किए, चाहे चूहे स्वस्थ आहार ले रहे हों या वसायुक्त। रक्त वाहिकाएं सामान्य रहीं, और स्थायी सूजन का कोई संकेत नहीं मिला। हालाँकि, उन चूहों के लिए स्थिति बहुत अलग थी जिन्होंने उच्च वसा वाला आहार लिया था और जिन्हें 1,000 यूनिट की उच्च खुराक मिली थी। इस विशिष्ट समूह में, शोधकर्ताओं को निम्न-स्तर की न्यूरोइन्फ्लेमेशन (मस्तिष्क की सूजन) के प्रमाण मिले। यह एक ऐसी स्थिति है जहाँ मस्तिष्क की प्रतिरक्षा कोशिकाएं, जिन्हें माइक्रोग्लिया कहा जाता है, थोड़ी सक्रिय और सतर्क होती हैं, लेकिन इस तरह से नहीं कि वे बड़े पैमाने पर ऊतकों को नष्ट कर दें। ये कोशिकाएं बदल गई थीं, छोटी और गोल हो गई थीं, और मस्तिष्क में उन रासायनिक संकेतों का स्तर बढ़ गया था जो अन्य प्रतिरक्षा कोशिकाओं को उस क्षेत्र में बुलाते हैं।

इस सूजन के साथ रक्त वाहिकाओं में भी परिवर्तन देखे गए। शोधकर्ताओं ने देखा कि हिप्पोकैम्पस में सूक्ष्म रक्त वाहिकाओं का घनत्व बढ़ गया था। यह अराजक, रिसाव वाली वृद्धि का संकेत नहीं था; बल्कि, नई वाहिकाएं अच्छी तरह से संरचित दिखाई दीं और उन्हें सहायक कोशिकाओं द्वारा ढका गया था जो ब्लड-ब्रेन बैरियर (रक्त-मस्तिष्क अवरोध) को बनाए रखने में मदद करती हैं। वह अवरोध, जो मस्तिष्क को रक्त में मौजूद हानिकारक पदार्थों से बचाता है, टूटने के बजाय मजबूत होता हुआ प्रतीत हुआ। शोधकर्ताओं ने ZO-1 नामक प्रोटीन के उच्च स्तर को पाया, जो रक्त वाहिका की दीवार की कोशिकाओं के बीच एक सील की तरह कार्य करता है, जो यह सुझाव देता है कि मस्तिष्क सक्रिय रूप से अपने बचाव को मजबूत करने की कोशिश कर रहा था। हालांकि रक्त वाहिकाएं बदल रही थीं और प्रतिरक्षा प्रणाली थोड़ी सक्रिय थी, लेकिन वाहिकाओं का मूल कार्य बरकरार रहा। उच्च खुराक वाले विकिरण के साथ देखी जाने वाली गंभीर शिथिलता या कोशिका मृत्यु का कोई प्रमाण नहीं मिला।

शरीर के भीतर क्या हो रहा है, इसे समझने के लिए वैज्ञानिकों ने चूहों के रक्त का भी विश्लेषण किया। उन्होंने पाया कि उच्च वसा वाला आहार रक्त की रासायनिक संरचना में परिवर्तनों का मुख्य चालक था, जिसने कई अलग-अलग अणुओं के स्तर को बदल दिया। हालाँकि, विकिरण ने रक्त में जटिलता की एक विशिष्ट परत जोड़ दी। जिन चूहों को उच्च वसा वाला आहार और 1,000 यूनिट विकिरण दोनों मिले, उनमें परिवर्तित अणुओं की संख्या अन्य सभी समूहों की तुलना में बहुत अधिक थी। विकिरण ने आहार के कारण होने वाले चयापचय संबंधी व्यवधानों को बढ़ा दिया था। जब शोधकर्ताओं ने विकिरण से प्रभावित विशिष्ट मार्गों का बारीकी से अध्ययन किया, तो उन्होंने पाया कि शरीर ऊर्जा को संसाधित करने और डीएनए के निर्माण खंडों को बनाने के तरीके में बदलाव आया था। ये परिवर्तन बताते हैं कि शरीर तनाव के अनुकूल होने की कोशिश कर रहा था, शायद नुकसान की मरम्मत करने या मस्तिष्क में बनने वाली नई रक्त वाहिकाओं को सहारा देने के लिए सामग्री का पुनर्चक्रण (रीसाइक्लिंग) कर रहा था।

अध्ययन यह निष्कर्ष निकालता है कि विकिरण की एक मध्यम खुराक, अपने आप में, मस्तिष्क की रक्त वाहिकाओं को बड़ा दीर्घकालिक नुकसान नहीं पहुँचाती है। हालाँकि, जब वही खुराक उच्च वसा वाले आहार के चयापचय तनाव के साथ जुड़ जाती है, तो यह एक विशिष्ट जैविक प्रतिक्रिया को प्रेरित करती है। मस्तिष्क एक नियंत्रित सतर्कता की स्थिति में प्रवेश करता है, जहाँ प्रतिरक्षा कोशिकाएं जागृत होती हैं और रक्त वाहिकाएं अधिक घनी और मजबूत होने के लिए पुनर्गठित होती हैं। यह प्रतिक्रिया प्रणाली की विफलता नहीं है, बल्कि दो साथ चल रही चुनौतियों के प्रति एक जटिल अनुकूलन है। निष्कर्ष बताते हैं कि विकिरण के दीर्घकालिक प्रभावों को अलग करके नहीं समझा जा सकता है; वे व्यक्ति के चयापचय स्वास्थ्य पर अत्यधिक निर्भर करते हैं। विकिरण जोखिम (चाहे चिकित्सा उपचार से हो या पर्यावरणीय स्रोतों से) के भविष्य के प्रभाव को लेकर किसी के लिए भी संदेश स्पष्ट है: एक स्वस्थ चयापचय बनाए रखना उतना ही महत्वपूर्ण हो सकता है जितना कि स्वयं विकिरण की खुराक का प्रबंधन करना।