लेख
मेथिलिन ब्लु र अस्थिपञ्जरको बुढ्यौली: कोशिकाका निष्कर्षले मुसाको हड्डीका नतिजा किन पूर्वानुमान गर्न सकेनन्
हड्डी खाइदिने कोशिकाहरूको गतिविधि शान्त पार्ने एउटा यौगिकको कल्पना गर्नुहोस्, जसलाई प्रयोगशालाको डिशमा परीक्षण गर्दा ठ्याक्कै आशाअनुसार काम गर्यो। धेरै केन्द्रक भएका ओस्टियोक्लास्टहरू कम भए, मात्राअनुसारको प्रतिक्रिया स्पष्ट देखियो, र त्यसको पछाडि माइटोकन्ड्रियासँग जोडिएको एउटा सम्भाव्य व्याख्या थियो। त्यसपछि त्यही यौगिक मुसाहरूलाई तिनको वयस्क जीवनको अधिकांश समय दिइन्छ, तिनका अस्थिपञ्जरको त्रिआयामिक स्क्यान गरिन्छ, तर कुनै फरक देखिँदैन। उपचार गरिएका र नगरिएका दुवैमा बुढिएका हड्डी बुढिएकै देखिन्छन्।
2024 को एउटा अध्ययनको वास्तविक स्वरूप यही हो। यसलाई ठीकसँग बुझ्नु महत्त्वपूर्ण छ, किनकि यो हड्डीसम्बन्धी अधिकांश पूरक पदार्थका दाबी भत्किने बिन्दुमा उभिएको छ। यो शोधपत्र पौडेल र सहकर्मीहरूको हो, जुन मार्च 2024 मा Aging मा प्रकाशित भएको थियो। यो खुला पहुँचमा उपलब्ध छ, त्यसैले तलका प्रत्येक मापनलाई मूल स्रोतसँग जाँच्न सकिन्छ। यसको मुख्य निष्कर्ष प्रभाव नदेखिएको नतिजा हो। प्रभाव नदेखिनु असफलता होइन। यस्ता नतिजा पनि उत्तर हुन्, र यसले एउटा सीमित प्रश्नको राम्रो उत्तर दिन्छ: मेथिलिन ब्लु वा माइटोक्विनोनको दीर्घकालीन, सम्पूर्ण शरीरमा प्रभाव पार्ने एन्टिअक्सिडेन्ट उपचारले बुढिँदै गएको मुसाको अस्थिपञ्जर जोगाउँछ? जोगाउँदैन।
हड्डीको बुढ्यौली संख्यामा कस्तो देखिन्छ
उमेरसँगै हुने हड्डीको क्षय एउटै प्रक्रिया होइन, त्यसैले अध्ययनले एउटै कुरा मात्र मापन गरेन। माइक्रो-कम्प्युटेड टोमोग्राफी प्रयोग गरेर अनुसन्धानकर्ताहरूले अस्थिपञ्जरका तीन स्थान स्क्यान गरे: तिघ्राको हड्डीको मध्य डायाफाइसिसमा रहेको कोर्टिकल हड्डी अर्थात् बाक्लो मध्य दण्ड, तिघ्राको हड्डीको डिस्टल मेटाफाइसिसमा रहेको ट्राबेकुलर हड्डी अर्थात् जोर्नीनजिकको स्पन्जजस्तो जालो, र कम्मरको पाँचौँ कशेरुकामा रहेको ट्राबेकुलर हड्डी। प्रत्येक स्थानमा उनीहरूले सूक्ष्म संरचनाका मानक मापदण्ड अभिलेख गरे। BV/TV भनेको कुनै आयतनमा मज्जाको खाली स्थानको सट्टा हड्डीले ओगटेको अंश हो। BMD खनिज घनत्व हो। Tb.Th, Tb.N र Tb.Sp ले ट्राबेकुलाको मोटाइ, संख्या र बीचको दूरी जनाउँछन्। कोर्टिकल मोटाइ र अनुप्रस्थ काटका क्षेत्रफलले हड्डीको दण्ड वर्णन गर्छन्।
ट्राबेकुलर हड्डीलाई गोदामभित्रको टेकोयुक्त ढाँचाजस्तो सम्झनुहोस्। बुढ्यौलीले केही टेका पूरै हटाउँछ र बाँकीलाई पातलो बनाउँछ। यसले गर्दा संरचनाले ओगटेको ठाउँको अंश घट्छ, बाँकी टेकाहरू एकअर्काबाट टाढा हुन्छन्, र पूरै ढाँचाले कम भार धान्छ। कोर्टिकल हड्डी भने गोदामको पर्खाल हो, जुन पातलो हुँदै जान्छ। अस्थिपञ्जर जोगाउने उपचारको प्रभाव यी संख्यामा देखिनुपर्छ। अध्ययनले यही परीक्षण लागू गर्यो।
प्रयोगशालाको डिशमा के भयो
कोशिकासम्बन्धी काममा 6 देखि 7 महिना उमेरका UM-HET3 मुसाको तिघ्रा र पिँडुलाका हड्डीबाट लिइएको मज्जा प्रयोग गरियो। यो बुढ्यौली अनुसन्धानका लागि प्रजनन गरिएको आनुवंशिक रूपमा विविध मुसाको प्रकार हो। चार निष्कर्ष निस्किए, र ती फरक दिशातिर संकेत गर्छन्, त्यसैले प्रत्येकलाई छुट्टै व्याख्या गर्नुपर्छ।
पहिलो, भविष्यमा हड्डी बनाउने कोशिका पनि समेटिने मेसेन्काइमल स्टेम कोशिकाहरू, मेथिलिन ब्लु र माइटोक्विनोनको 0.125 देखि 0.5 micromolar सम्मको सान्द्रतामा 48 घण्टासम्म जीवित रहे। न विषाक्तता देखियो, न जीवनक्षमतालाई थप बढावा मिल्यो। दोस्रो, ती स्टेम कोशिकालाई हड्डी निर्माण गराउने माध्यममा ओस्टियोब्लास्ट बन्न प्रेरित गरी 18 औँ दिनमा अल्कालाइन फस्फेटेजका लागि रङ लगाएर जाँच्दा, परीक्षण गरिएको कुनै पनि सान्द्रतामा दुवै यौगिकले नतिजा बदलेनन्। डिशको हड्डी निर्माण गर्ने पक्षले प्रतिक्रिया देखाएन।
तेस्रो, हड्डी अवशोषण गर्ने पक्षले भने प्रतिक्रिया देखायो। ओस्टियोक्लास्ट बनाउने मानक विधिका M-CSF र RANKL द्वारा उत्तेजित मज्जाका पूर्ववर्ती कोशिकाहरूले सान्द्रता बढ्दै जाँदा कम TRAP-पोजिटिभ बहुकेन्द्रकीय कोशिका बनाए। स्पष्ट कमी 0.25 micromolar भन्दा माथि देखियो, अर्थात् व्यवहारमा परीक्षण गरिएको सबैभन्दा उच्च सान्द्रता 0.5 मा। यही निष्कर्षबाट असंख्य आशावादी सारांश जन्मिन्छन्, र आफ्ना सीमाभित्र यो वास्तविक हो: कल्चरमा प्रत्यक्ष र निरन्तर सम्पर्कले मात्राअनुसार ओस्टियोक्लास्ट गठन दबायो।
चौथो, 48 घण्टासम्म यौगिकको सम्पर्कमा राखेर माइटोकन्ड्रियाको तनाव परीक्षण गरिएका परिपक्व ओस्टियोब्लास्टहरूमा दुवै यौगिकले आधारभूत वा अधिकतम अक्सिजन खपतमा सांख्यिकीय रूपमा उल्लेखनीय परिवर्तन देखाएनन्। 0.5 micromolar मा दुवैले श्वसन अलिकति घटाएको जस्तो देखियो, तर परिवर्तन सांख्यिकीय रूपमा उल्लेखनीय भएन। त्यसैले ओस्टियोक्लास्ट-विरोधी प्रभावसँगै प्रस्तुत गर्न मिल्ने, हड्डी बनाउने कोशिकामा माइटोकन्ड्रियाको कार्य सुधारिएको कुनै नतिजा डिशले दिएन। प्रस्तावित संयन्त्र, अर्थात् माइटोकन्ड्रियाको इलेक्ट्रोन परिवहन शृंखला मार्फत ऊर्जा प्रक्रियामा सुधार, अनुसन्धानकर्ताहरूले खोजेको ठाउँमा मापन गर्न सकिने श्वसन वृद्धि ल्याउन सकेन।
मुसाहरूमा के भयो
त्यसपछि निकै फरक आकारका दुई जनावर प्रयोग गरिए।
सानो प्रयोगमा जैवचिकित्सा अनुसन्धानमा व्यापक रूपमा प्रयोग हुने, अन्तःप्रजनित C57BL/6J पोथी मुसा प्रयोग गरिए। 18 महिना उमेरबाट, जुन मुसाका लागि लगभग मध्य उमेरको उत्तरार्ध हो, आधाले 250 micromolar मेथिलिन ब्लु भएको पानी 6 वा 12 महिनासम्म पिए, अर्थात् 24 वा 30 महिना उमेरसम्म। उपचार नपाएका 18-महिने पोथीहरूले आधाररेखा दिए, र 5-महिने पोथीहरूले जवान हड्डी कस्तो हुन्छ भन्ने देखाए। बुढ्यौलीले सधैँ गर्ने काम नै गर्यो। उपचार भए वा नभए पनि L5 कशेरुकामा हड्डीको आयतन अंश करिब 35 प्रतिशत घट्यो, खनिज घनत्व करिब 18 प्रतिशत घट्यो, र ट्राबेकुलाको संख्या झन्डै आधा भयो। कोर्टिकल मोटाइ 18 देखि 24 महिनाबीच करिब 10 प्रतिशत र 30 महिनासम्ममा करिब 30 प्रतिशत घट्यो। मेथिलिन ब्लुले यीमध्ये कुनै पनि परिवर्तनको प्रवृत्ति बदलेन।
ठूलो प्रयोग नेसनल इन्स्टिच्युट अन एजिङको इन्टरभेन्सन्स टेस्टिङ प्रोग्राममार्फत चलाइयो। यस कार्यक्रमले तीन स्थानमा दुवै लिङ्गका UM-HET3 मुसामा सम्भावित यौगिकहरू परीक्षण गर्छ। खानामा मेथिलिन ब्लु 28 parts per million र माइटोक्विनोन 100 parts per million का दरले, प्रत्येकलाई वयस्क जीवनको सुरुदेखि करिब 22 देखि 24 महिना उमेरसम्म दिइयो। अस्थिपञ्जरका उही तीन स्थानको माइक्रो-CT गरियो। प्रकाशित तालिकाले समायोजित तथ्याङ्कसहित प्रत्येक मापदण्ड लिङ्ग र उपचारअनुसार देखाउँछ, र उपचारको स्तम्भभरि एउटै नतिजा छ: कुनै पनि स्थानमा उल्लेखनीय प्रभाव छैन, उपचार र लिङ्गबीचको अन्तरक्रिया छैन। कोर्टिकल होस् वा ट्राबेकुलर, तिघ्राको हड्डी होस् वा मेरुदण्ड, भाले होस् वा पोथी, मेथिलिन ब्लु होस् वा माइटोक्विनोन। अस्थिपञ्जर आफ्नो स्वाभाविक क्रममै बुढिँदै गयो।
दुवै पक्षलाई मिलाएर देखाउने तालिका
पूरै लेख यही तुलनामा अडिएको छ। प्रत्येक पङ्क्तिले अध्ययनकै मापन प्रयोग गरेर एउटै जैविक प्रक्रियाका लागि डिशमा देखिएको नतिजा र जनावरमा देखिएको नतिजालाई सँगै राख्छ।
| प्रक्रिया | कोशिकामा देखिएको नतिजा (0.125 देखि 0.5 µM, प्रत्यक्ष सम्पर्क) | जनावरमा देखिएको नतिजा (महिनौँसम्म सम्पूर्ण शरीरमा प्रभाव पार्ने मात्रा दिँदा) |
|---|---|---|
| पूर्ववर्ती कोशिकाको जीवनक्षमता | परीक्षण गरिएको कुनै पनि सान्द्रतामा MSC को जीवनक्षमता बदलिएन | जीवित जनावरमा प्रत्यक्ष परीक्षण गरिएन; पूर्ववर्ती कोशिकामा प्रभाव भएको संकेत दिने पछिल्लो चरणको हड्डी संरक्षण देखिएन |
| हड्डी निर्माण (ओस्टियोब्लास्ट) | 18 औँ दिनमा अल्कालाइन फस्फेटेज-पोजिटिभ कोशिका समूहमा परिवर्तन भएन | कुनै पनि स्थानमा BV/TV, BMD, ट्राबेकुलाको संख्या वा कोर्टिकल मोटाइ जोगिएन |
| हड्डी अवशोषण (ओस्टियोक्लास्ट) | TRAP-पोजिटिभ बहुकेन्द्रकीय कोशिकामा मात्राअनुसार दमन, 0.25 µM भन्दा माथि स्पष्ट | त्यसको परिणामस्वरूप तिघ्राको हड्डी वा L5 मा ट्राबेकुलाबीचको दूरी, संख्या वा आयतन अंश जोगिएन |
| ओस्टियोब्लास्टको ऊर्जा प्रक्रिया | आधारभूत वा अधिकतम अक्सिजन खपतमा उल्लेखनीय परिवर्तन भएन | प्रभाव नदेखिएको नतिजासँग मेल खाने: कुनै कार्यगत सुधार तन्तुको स्तरसम्म पुगेन |
| समग्र अस्थिपञ्जरको नतिजा | N/A (डिशमा अस्थिपञ्जर हुँदैन) | उमेरसम्बन्धी क्षय उस्तै रह्यो: L5 BV/TV ~35% घट्यो, BMD ~18% घट्यो, Tb.N झन्डै आधा भयो; C57BL/6J मा कोर्टिकल मोटाइ 24 mo सम्ममा ~10% र 30 mo सम्ममा ~30% घट्यो; दुवै लिङ्गका UM-HET3 मा उपचारको प्रभाव देखिएन |
पङ्क्तिपङ्क्ति पढ्दा तालिकाले विरोधाभास हटाउँछ। चार कोशिकीय प्रक्रियामध्ये एउटाले मात्र प्रतिक्रिया देखायो, त्यो पनि निरन्तर प्रत्यक्ष सम्पर्कमा परीक्षण दायराको माथिल्लो सीमाको नजिक मात्र। डिशका अरू सबै नतिजामा पहिल्यै प्रभाव देखिएको थिएन। त्यसपछि जनावरको नतिजा विरोधाभासभन्दा बढी पुष्टिजस्तो देखिन्छ: कल्चरका तीन प्रभावविहीन नतिजा र एउटा सर्तमा निर्भर प्रभाव, जनावरमा पुग्दा सबै पक्षमा प्रभावविहीन नतिजा बने।
हड्डीको संरचना आयु होइन
एउटा भ्रमलाई छुट्टै खण्ड चाहिन्छ, किनकि मेथिलिन ब्लुसम्बन्धी आयुका तथ्याङ्क छन् र तिनलाई हड्डीसम्बन्धी तथ्याङ्कका रूपमा गलत बुझ्न सजिलो छ। इन्टरभेन्सन्स टेस्टिङ प्रोग्रामको पहिलेको समूहमा, खानामा दिइएको उही मात्राको मेथिलिन ब्लुले UM-HET3 पोथीहरूको आयुको 90 औँ प्रतिशतक करिब 6 प्रतिशत बढाएको थियो। यो जीवनको उत्तरार्धमा जीवित रहने प्रभाव थियो, जसले मध्यिका आयु बदलेन र भालेमा कुनै प्रभाव देखाएन। माइटोक्विनोनले दुवै लिङ्गमा आयुमा प्रभाव देखाएन। जीवित रहने यी संख्या कार्यक्रमका प्रकाशित दीर्घायु अभिलेखहरू बाट आएका हुन्, हड्डीसम्बन्धी शोधपत्रबाट होइनन्।
हड्डीसम्बन्धी शोधपत्रको योगदान यी हिसाबलाई अलग राख्नु हो। कुनै यौगिकले अस्थिपञ्जरको मापन गरिएको कुनै पनि विशेषता नजोगाई एक लिङ्गमा जीवनको उत्तरार्धमा जीवित रहने सम्भावना बदल्न सक्छ। जीवित रहने तथ्याङ्कले सबै कारणबाट भएका मृत्यु गन्छ; माइक्रो-CT ले कशेरुकाभित्रका टेका गन्छ। आयु बढाउन कुनै हस्तक्षेपले हड्डीमार्फत नै काम गर्नुपर्छ भन्ने नियम छैन। यस अध्ययनले पोथीहरूमा मेथिलिन ब्लुको उत्तरार्धको संकेत कुनै अर्को बाटोबाट आएको प्रत्यक्ष प्रमाण दिन्छ। मेथिलिन ब्लु र अस्थिक्षयको समर्थनमा आयुसम्बन्धी निष्कर्ष उद्धृत गर्ने जोकोहीले गलत खाताको रकम खर्च गरिरहेको हुन्छ। यी हिसाब अलग राख्ने सामान्य अभ्यासबारे मेथिलिन ब्लुसम्बन्धी अनुसन्धान कसरी पढ्ने लेखमा चर्चा गरिएको छ।
डिशले मुसाको नतिजा किन पूर्वानुमान गर्न सकेन
तथ्याङ्कसँग मेल खाने पाँच व्याख्या छन्, र तीमध्ये एउटा सही हुँदा अर्को गलत हुनैपर्छ भन्ने छैन।
पहिलो हो सम्पर्क। कल्चरका कोशिकाहरू ज्ञात सान्द्रतामा निरन्तर डुबाइएका थिए। मुसाहरूले महिनौँसम्म यौगिक मिसाइएको खाना खाए, तर अध्ययनले न मज्जामा औषधिको स्तर मापन गर्यो, न हड्डीमा अक्सिडेटिभ क्षतिको कुनै सूचक। प्रत्यक्ष प्रयोग गर्दा ओस्टियोक्लास्ट दबाउने सान्द्रता, मज्जाका पूर्ववर्ती कोशिकासम्म त्यही स्तरमा कहिल्यै नपुग्न सक्छ। शोधपत्रले जीवित जनावरमा प्रत्येक यौगिकको एउटा मात्रा मात्र परीक्षण गर्यो, त्यसैले जनावरमा मात्राअनुसारको प्रतिक्रिया अझै अज्ञात छ।
दोस्रो हो रसायनशास्त्र। प्रतिक्रियाशील अक्सिजन प्रजातिहरू कोशिकाभित्र एउटै राम्ररी मिसिएको समूहमा हुँदैनन्। तिनले साना उपखण्डमा छोटो समयावधिमा काम गर्छन्, र माइटोकन्ड्रिया, साइटोसोल तथा झिल्लीका रेडक्स प्रणालीहरू आंशिक रूपमा स्वतन्त्र व्यवहार गर्छन्। माइटोक्विनोनलाई माइटोकन्ड्रियामा केन्द्रित हुने गरी बनाइएको हुन्छ, जबकि ओस्टियोक्लास्ट गठन गराउने अक्सिडेन्ट संकेत अरू ठाउँबाट उत्पन्न हुन सक्छन्। एउटा समूह घटाउँदा पूरै कोशिकालाई निरन्तर डुबाएर राख्दा प्राप्त हुने नतिजा दोहोरिन्छ भन्ने छैन।
तेस्रो हो आपसी सम्बन्ध। जीवित हड्डीमा अवशोषण र निर्माण जोडिएका हुन्छन्: ओस्टियोक्लास्ट र तिनका छिमेकी कोशिकाले भर्खरै अवशोषण भएको ठाउँमा हड्डी बनाउने कोशिका बोलाउने संकेत निकाल्छन्। ओस्टियोक्लास्ट गठन दबाउँदा त्यति नै परिमाणको हड्डी थपिँदैन, किनकि त्यसले निर्माण गर्ने कोशिका बोलाउने संकेत पनि हटाउन सक्छ। पूर्ववर्ती कोशिका मात्र भएको डिशले यो प्रतिक्रिया चक्र देखाउन सक्दैन। अस्थिपञ्जरले यसलाई लुकाउन सक्दैन।
चौथो हो भार। ओस्टियोसाइटहरूले यान्त्रिक विकृति महसुस गर्छन् र पूरै हड्डीको पुनर्निर्माण सन्तुलन निर्धारण गर्छन्। जनावर बुढिँदै जाँदा र कम चल्दा यान्त्रिक संकेत कमजोर हुन्छ, र एउटा कोशिका प्रकारमा औषधिको हल्का प्रभाव भए पनि हड्डीको क्षय हुन्छ। लेखकहरू स्वयंले व्यायाम र हड्डी निर्माणलाई प्रोत्साहन गर्ने भारलाई बढी सम्भाव्य प्रभावकारी माध्यम बताएका छन्। यो अस्थिपञ्जरले रेडक्स रसायनशास्त्रभन्दा भौतिकीको कुरा बढी सुन्छ भन्ने विनम्र अभिव्यक्ति हो।
पाँचौँ हो समय, तर एउटा सर्तसहित। C57BL/6J प्रयोगमा उपचार 18 महिनामा सुरु भयो, जब पर्याप्त संरचनात्मक क्षय भइसकेको थियो। हड्डी निर्माणको समानान्तर उत्तेजना नभएसम्म कुनै पनि अवशोषण रोक्ने पदार्थले प्वाल परेर हटिसकेका ट्राबेकुला फेरि बनाउन सक्दैन। तर समयले सम्पूर्ण व्याख्या दिन सक्दैन, किनकि इन्टरभेन्सन्स टेस्टिङ प्रोग्राममा मात्रा दिन वयस्क जीवनको सुरुमै थालिएको थियो र तैपनि केही बदलिएन। ढिलो सुरुवातले एउटा प्रयोगको केही भाग व्याख्या गर्छ। अर्को प्रयोगको कुनै भाग व्याख्या गर्दैन।
अस्थिक्षयका लागि मेथिलिन ब्लुसम्बन्धी दाबीमा यसको अर्थ के हो
हड्डीको स्वास्थ्य वा अस्थिपञ्जरको बुढ्यौलीका लागि मेथिलिन ब्लुको मूल्याङ्कन गर्ने पाठकका लागि व्यावहारिक निष्कर्ष छोटो छ। कल्चरमा वास्तविक ओस्टियोक्लास्ट-विरोधी संकेत देखिए पनि, उपलब्ध सबैभन्दा राम्रो दीर्घकालीन मुसासम्बन्धी प्रमाणले मेथिलिन ब्लु वा माइटोक्विनोनको लामो समयको प्रयोगबाट अस्थिपञ्जरमा कुनै लाभ नभएको बताउँछ। आयुसम्बन्धी साहित्यमा मेथिलिन ब्लुको जीवनको उत्तरार्धको सानो प्रभाव पोथीहरूमा मात्र देखिन्छ, र यस अध्ययनले त्यो प्रभाव हड्डीमार्फत आएको थिएन भन्ने देखाउँछ। यीमध्ये कुनै पनि प्रमाणले मानिसमा अस्थिक्षयका लागि यसको प्रयोगलाई समर्थन गर्दैन, र यहाँ मानिसको हड्डीसम्बन्धी कुनै तथ्याङ्क समावेश नै छैन। मानिसमा मात्रा र उत्पादन सुरक्षाका प्रश्न मेथिलिन ब्लुको सुरक्षा र दुष्प्रभावहरू को विषय हुन्, मुसाको यो अस्थिपञ्जरको होइनन्।
अझ गहिरो पाठ प्रमाणको क्रमबारे हो। कोशिकाको नतिजाले नियन्त्रित सम्पर्कमा कुनै यौगिकले एउटा कोशिका प्रकारमा के गर्न सक्छ भन्ने दाबी गर्छ। हड्डीको नतिजाले यान्त्रिक नियन्त्रणअन्तर्गत दुई कोशिका प्रकारलाई जोड्ने अङ्गमा महिनौँको सम्पूर्ण शरीरमा प्रभाव पार्ने सम्पर्कले के गर्छ भन्ने दाबी गर्छ। पहिलो तहमा परिकल्पनाहरू जन्मिन्छन्। दोस्रो तहमा, अस्थिपञ्जरको बुढ्यौली र यी दुई एन्टिअक्सिडेन्टको हकमा, यो परिकल्पना समाप्त भयो।