Inhibition of both Anoctamin 1 and Transient Receptor Potential Vanilloid 4 Channels is critical for attenuation of perspiration
यह अध्ययन प्रदर्शित करता है कि क्रोटैमिटोन (crotamiton) TRPV4 और ANO1 चैनलों को एक साथ अवरुद्ध करके चूहों और मनुष्यों दोनों में पसीने को प्रभावी ढंग से रोकता है, जो यह दर्शाता है कि महत्वपूर्ण एंटीपर्सपिरेंट प्रभावकारिता के लिए इन दो घटकों का दोहरा अवरोध महत्वपूर्ण है।
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मानव शरीर अपने पर्यावरण के साथ एक नाजुक संतुलन बनाए रखता है, जो अपने आंतरिक तापमान को स्थिर रखने के लिए लगातार सामंजस्य बिठाता रहता है। जब हवा गर्म होती है, तो त्वचा नमी छोड़ने के माध्यम से प्रतिक्रिया करती है, जिसे पसीना आना (स्वेटिंग) कहा जाता है। यह केवल सतह का गीला होना नहीं है; यह पसीने ग्रंथियों नामक नन्ही फैक्ट्रियों द्वारा संचालित एक परिष्कृत जैविक तंत्र है। इन ग्रंथियों के भीतर, विशिष्ट कोशिकाएं द्वारपालों की तरह कार्य करती हैं, जो आवेशित कणों को अंदर और बाहर बहने देने के लिए चैनल खोलती हैं। कणों की यह गति पानी को अपने साथ खींच लेती है, जिससे वह पसीना बनता है जो हमें ठंडा करता है। दशकों से, इस प्रक्रिया को रोकने का सबसे आम तरीका एल्युमीनियम लवणों का उपयोग करके इन ग्रंथियों के निकास पाइपों को भौतिक रूप से अवरुद्ध करना रहा है, जो नमी को बाहर निकलने से रोकने के लिए एक प्लग बना देता है। हालांकि, यह एक अपरिपक्व तरीका है जो उन अंतर्निहित जैविक संकेतों को संबोधित नहीं करता है जो शरीर को पसीना बहाने के लिए कहते हैं। वैज्ञानिक लंबे समय से नल को बंद करने के बजाय नलसे (फौसेट) को बंद करने का तरीका खोजने की कोशिश कर रहे हैं, और उनका ध्यान उन आणविक स्विचों पर केंद्रित है जो पानी के प्रवाह को नियंत्रित करते हैं।
इस आणविक नाटक में दो विशिष्ट प्रोटीन मुख्य खिलाड़ी के रूप में उभरे हैं। एक चैनल है जो कैल्शियम को कोशिका में प्रवेश करने देता है, जो गर्मी का पता लगाने वाले एक सेंसर की तरह कार्य करता है। दूसरा चैनल है जो क्लोराइड आयनों को बाहर निकलने देता है, जो वास्तव में पानी को बाहर खींचने वाला चरण है। हालिया शोध बताते हैं कि ये दो प्रोटीन अलग-थも काम नहीं करते हैं; वे एक साझेदारी करते हैं, एक जटिल इकाई के रूप में, जहाँ कैल्शियम सेंसर क्लोराइड चैनल को खोलने के लिए ट्रिगर करता है। यदि यह साझेदारी पसीना आने के लिए आवश्यक है, तो टीम के केवल एक हिस्से को रोकना प्रक्रिया को रोकने के लिए पर्याप्त नहीं हो सकता है। इस विचार ने शोधकर्ताओं को यह जांचने के लिए प्रेरित किया कि क्या एक ऐसा पदार्थ जो दोनों भागीदारों को एक साथ बाधित कर सके, पसीना कम करने का अधिक प्रभावी तरीका होगा।
नागोया सिटी यूनिवर्सिटी के शोधकर्ताओं और इकेडा मोहान्दो कंपनी लिमिटेड के सहयोगियों के नेतृत्व वाली वैज्ञानिकों की एक टीम ने इस परिकल्पना का परीक्षण करने के लिए हाथ बढ़ाया। उन्होंने एक पदार्थ जिसे 'एल-मेंथॉल' (l-menthol) कहा जाता है, की जांच से शुरुआत की, जिसके बारे में वे पहले से जानते थे कि यह पसीना कम कर सकता है। उनका प्रारंभिक लक्ष्य यह देखना था कि क्या यह यौगिक कैल्शियम-सेंसिंग प्रोटीन के साथ हस्तक्षेप कर सकता है। कोशिकाओं में विद्युत धाराओं को मापने के लिए विशेष उपकरणों का उपयोग करते हुए, उन्होंने पाया कि एल-मेंथॉल वास्तव में दोनों कैल्शियम सेंसर और क्लोराइड चैनल की गतिविधि को रोकता है। इस खोज ने पुष्टि की कि प्रोटीन कॉम्प्लेक्स के दोनों भागीदारों को बाधित करना एक व्यवहार्य मार्ग है। हालांकि, चूंकि एल-मेंथॉल मुख्य रूप से अपनी शीतलता के अहसास के लिए जाना जाता है, इसलिए टीम को एक अलग यौगिक खोजने की आवश्यकता थी जो तीव्र शीतलता प्रभाव के बिना उसी दोहरे अवरोध को प्राप्त कर सके, ताकि इसे दैनिक एंटीपर्सपिरेंट के रूप में उपयोग करने के योग्य बनाया जा सके।
शोधकर्ताओं ने अपना ध्यान 'क्रोटैमिटोन' (crotamiton) की ओर लगाया, जो खुजली से राहत देने के लिए दशकों से उपयोग की जाने वाली एक दवा है। यह कैल्शियम-सेंसिंग प्रोटीन को रोकने के लिए जाना जाता था, लेकिन क्लोराइड चैनल पर इसका प्रभाव अज्ञात था। टीम ने प्रयोगशाला सेटिंग में मानव कोशिकाओं पर क्रोटैमिटोन का परीक्षण किया और पाया कि इसने क्लोराइड चैनल को भी सफलतापूर्वक ब्लॉक कर दिया। इसका अर्थ था कि क्रोटैमिटोन में पसीने की प्रक्रिया के दोनों पक्षों को बंद करने की अनूठी क्षमता थी। यह देखने के लिए कि क्या यह एक जीवित प्रणाली में काम करता है, वे चूहों के साथ प्रयोगों की ओर बढ़े। उन्होंने जानवरों के पैरों के तलवों (फुटपैड्स) पर क्रोटैमिटोन लगाया और फिर पसीग्रंथियों को एक ऐसे रसायन से उत्तेजित किया जो सामान्यतः भारी पसीना आने को ट्रिगर करता है। परिणाम आश्चर्यजनक थे: उपचारित पैर के तलवे सूखे रहे, जिनमें पसीने के कोई संकेत नहीं दिखे, जबकि अनुपचारित पंजे स्पष्ट रूप से गीले हो गए।
महत्वपूर्ण रूप से, अध्ययन में यह भी परीक्षण किया गया कि क्या होता है जब प्रोटीन टीम के केवल एक हिस्से को ब्लॉक किया जाता है। शोधकर्ताओं ने एक ऐसी दवा का प्रयोग किया जिसने केवल कैल्शियम सेंसर को ब्लॉक किया और दूसरी जिसने केवल क्लोराइड चैनल को ब्लॉक किया। इनमें से कोई भी एकल-लक्ष्य उपचार चूहों में पसीना रोकने के लिए पर्याप्त नहीं था। यह केवल तभी हुआ जब दोनों लक्ष्यों को एक साथ ब्लॉक किया गया, तब पसीना बनना रुक गया। इस निष्कर्ष ने इस विचार को पुख्ता किया कि दो प्रोटीन एक इकाई के रूप में मिलकर काम करते हैं, और प्रभावी एंटीपर्सपिरेंट को वास्तव में सफल होने के लिए दोनों को लक्षित करना चाहिए।
टीम ने अपने निष्कर्षों को मानव स्वयंसेवकों तक पहुँचाया ताकि यह देखा जा सके कि क्या परिणाम मनुष्यों में भी सत्य हैं। उन्होंने विषयों को भर्ती किया और उनके ऊपरी बाहों पर क्रोटैमिटोन का दस प्रतिशत घोल लगाया। घोल को सूखने देने के बाद, स्वयंसेवकों को एक गर्म, आर्द्र कमरे में रखा गया जिसे प्राकृतिक पसीना आने के लिए डिज़ाइन किया गया था। शोधकर्ताओं ने दस मिनट की अवधि में उत्पादित पने की मात्रा को मापा। डेटा ने एक स्पष्ट अंतर दिखाया: क्रोटैमिटोन से उपचारित त्वचा ने अनुपचारित त्वचा की तुलना में काफी कम पसीना उत्पन्न किया। कमी पर्याप्त थी, उपचारित क्षेत्रों ने नियंत्रण क्षेत्रों की तुलना में आधे से भी कम नमी उत्पन्न की। इसने पुष्टि की कि प्रयोगशाला और चूहों में देखा गया दोहरा-ब्लॉकिंग तंत्र मानव त्वचा पर प्रभावी रूप से अनुवादित होता है।
अध्ययन ने यह समझने के लिए त्वचा की भी जांच की कि यह दृष्टिकोण क्यों काम करता है। मानव पसीग्रंथियों के नमूनों की जांच करके, शोधकर्ताओं ने पुष्टि की कि जिन दो प्रोटीनों को वे लक्षित कर रहे हैं, वे एक साथ पाए जाते हैं, जो ग्रंथि की स्रावी इकाइयों (secretory units) में अगल-बगल स्थित हैं। यह भौतिक निकटता इस सिद्धांत का समर्थन करती है कि वे एक समन्वित टीम के रूप में कार्य करते हैं। शोधकर्ताओं ने नोट किया कि जबकि अन्य उपचार मौजूद हैं, जैसे कि एक अलग वॉटर चैनल को लक्षित करने वाली दवाएं, वे नैदानिक परीक्षणों में अत्यधिक पसीने के लिए निरंतर सफलता नहीं दिखा पाई हैं। इसके विपरीत, दोनों प्रोटीनों को ब्लॉक करने का दृष्टिकोण एक मजबूत रणनीति प्रतीत होता है।
क्रोटैमिटोन पहले से ही त्वचा की खुजली के उपचार के रूप में मानव त्वचा पर उपयोग के लिए स्वीकृत है, जो इसके ज्ञात सुरक्षा प्रोफाइल का सुझाव देता है। इन प्रयोगों में उपयोग की गई सांद्रता त्वचा की जलन के लिए मानक चिकित्सा उपचारों में उपयोग की जाने वाली सांद्रता के समान है, जो यह दर्शाता है कि इस पद्धति के लिए नए या संभावित रूप से खतरनाक रसायनों की आवश्यकता नहीं है। अध्ययन निष्कर्ष निकालता है कि दोनों प्रोटीनों को एक साथ लक्षित करना एंटीपर्सपिरेंट्स विकसित करने के लिए एक आशाजनक नई दिशा प्रदान करता है, जो पसीना आने के जैविक संकेत को रोकने का काम करता है, न कि केवल छेद को बंद करने का। यह भौतिक अवरोध से आणविक विनियमन की ओर एक बदलाव है, जो अत्यधिक पसीना आने वाले लोगों के लिए एक अधिक प्रभावी समाधान प्रदान करने की क्षमता रखता है। यह कार्य सुझाव देता है कि पसीने के नियंत्रण का भविष्य इन दो प्रोटीनों के बीच की विशिष्ट साझेदारी को समझने और बाधित करने में निहित है, जिससे शरीर की शीतलन प्रणाली को उसके स्रोत पर ही बंद किया जा सके।
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