सर्वसाधारणपणे मानवाच्या शरीरातल्या पेशी पेशीद्रवाने (सायटोप्लाझम) व्यापलेल्या असतात. या पेशीद्रवात विविध कार्य करणारे प्रभाग (ऑर्गेनेल्स) तरंगत असतात. या तरंगणार्‍या प्रभागांपैकी एक लिपिडचे लहान-लहान थेंब (बुडबुड्यात लिपिड रेणूंनी भरलेल्या पिशव्या) असतात. याशिवाय पेशीचा केंद्रक (न्यूक्लियस) आणि केंद्रकाला नळ्यांसारख्या आकाराच्या जाळीने वेढलेले प्रभागही आढळतात ज्याला एंडोप्लाझमिक रेटिक्युलम म्हणतात. यकृताच्या पेशींमधील लिपिडचे थेंब एंडोप्लाझमिक रेटिक्युलमला मधून मधून चिकटतात आणि त्यांच्यात रेणूंची देवघेव होते. पण असे कोणत्या परिस्थितीत होते हे अद्याप माहिती नव्हते. जेव्हा प्राणी अन्न सेवन करतो तेव्हा किंवा त्यात एखाद्या जीवाणूचे संक्रमण (बॅक्टेरियल इन्फेक्शन) होते तेव्हा लिपिडचे थेंब एंडोप्लाझमिक रेटिक्युलमला चिकटत असल्याच्या निष्कर्षाला आयआयटी, मुंबई आणि टीआयएफआरचे संशोधक त्यांच्या अवलोकनानंतर पोहोचले आहेत त्याचा हा वृत्तांत. रक्तातली लिपिड्सची पातळी कमी करण्यासाठी या अभ्यासाचा उपयोग होऊ शकेल असे त्यांचे मत आहे. जर रक्तातली लिपिड्सची पातळी वाढली तर त्यामुळे लठ्ठपणात वाढ होते, जी पुढे चालून मधुमेहाला आमंत्रण देते आणि यातून हृदयविकाराचा धोका वाढतो म्हणून हे संशोधन महत्वाचे.
 |
| रेखाचित्र स्रोत: https://researchmatters.in/news/lipid-travel-diary |
थेंबातले लिपिड यकृतातून रक्तात कसे पोहोचते? जेव्हा व्यक्ती अन्न सेवन करते तेव्हा रक्तातले साखरेचे (ग्लुकोज) प्रमाण वाढते आणि इन्सुलिनच्या निर्मितीला प्रेरणा देते. इन्सुलिन किनेसिन नावाच्या प्रथिनाला (प्रोटीन) कार्यरत करत ते लिपिडच्या थेंबांना बांधून घेते. किनेसिन मग लिपिडच्या थेंबांना एंडोप्लाझमिक रेटिक्युलमजवळ घेऊन येते आणि एंडोप्लाझमिक रेटिक्युलमच्या कडांवर असलेल्या प्रथिनाला जोडले जाते. एकदा का ते जोडले गेले की लिपिडच्या थेंबातले लिपिड एंडोप्लाझमिक रेटिक्युलममध्ये ओतले जाते आणि त्या बदल्यात जिवाणूरोधी प्रथिने त्यातून घेऊन ते थेंब मोकळे होतात. या क्रियाही याच संशोधकांच्या यापूर्वी लक्षात आलेल्या होत्या. पेशींमधल्या या क्रिया नेमक्या केव्हा घडतात याचे अवलोकन करणे ही बाब तशी अवघडच. मग प्रयोगासाठी त्यांनी उंदरांच्या यकृतातील पेशींचा वापर केला. यातील काही उंदरांना उपाशी ठेवले तर काहींना त्यांचे पुरेसे अन्न दिले होते. यानंतर या नैसर्गिक क्रियाकलापांचे अवलोकन करण्यासाठी संशोधकांनी उपाशी आणि खायला घातलेल्या उंदरांच्या यकृतातील एंडोप्लाझमिक रेटिक्युलमचे तुकडे घेऊन ते पातळ पापुद्र्याच्या स्वरुपात आणि त्याच यकृताच्या पेशीतले लिपिडच्या थेंबांचे दोन वेगळे नमुने तयार करीत त्यांचे सूक्ष्मदर्शकयंत्राखाली निरीक्षण केले तेव्हा त्यांना असे आढळले की उपाशी उंदरांतून घेतलेल्या नमुन्यात पापुद्र्याजवळ केवळ २० टक्के लिपिड थेंब चिकटलेले आहेत तर खायला घातलेल्या उंदरांच्या नमुन्यांमध्ये ८०% लिपिड थेंब त्या पापुद्र्याला चिकटले आहेत. यावरुन त्यांनी असा निष्कर्ष काढला की जेव्हा जीव उपाशी असतात तेव्हा त्यांच्या पेशीतले लिपिड्सचे सर्वाधिक थेंब पेशीद्रवात विखुरलेले असतात. या दरम्यान जर ते एंडोप्लाझमिक रेटिक्युलमशी संयोग करुन त्यात लिपिड्स ओतत राहिले असते तर परिस्थिती हाताबाहेर गेली असती कारण ते अतिरिक्त लिपिड्स रक्तात मिसळून हृदयापर्यंत पोहोचते झाले असते ज्याचे परिणाम भयानक होण्याची शक्यता वाढते.
संशोधकांनी आणखी एक प्रयोग केला. त्यांनी काही उंदरांना लायपोपॉलिसेकराईडचे इंजेक्शन दिले. यामुळे त्यांच्यात जीवाणूसंसर्ग झाला. याला तोंड द्यायला त्यांच्यातली प्रतिरोधक यंत्रणा सक्षम झाली. अशा उंदरांच्या यकृतातील एंडोप्लाझमिक रेटिक्युलम आणि लिपिड थेंबांचे अवलोकन सूक्ष्मदर्शकाखाली केल्यावर त्यांना असे आढळले की सुमारे ७०% थेंब एंडोप्लाझमिक रेटिक्युलमच्या पापुद्र्याला चिकटले आहेत. या अवलोकनातून त्यांनी असा निष्कर्ष काढला की अधिकाधिक लिपिड थेंब एंडोप्लाझमिक रेटिक्युलमला चिकटण्याचे कारण असे की त्यांना या जिवाणूसंसर्गाशी संघर्ष करायला आता प्रथिनांची गरज आहे. ही प्रथिने एंडोप्लाझमिक रेटिक्युलममधून मिळवण्याकरता ते त्याला चिकटले आहेत. याचा उपयोग ते आता जिवाणूंचा नायनाट करण्याकरता करतील.
एंडोप्लाझमिक रेटिक्युलमशी लिपिड थेंबांचा संयोग होण्याकरता फॉस्फॅटिक अ‍ॅसिड कार्यरत होत असल्याचे त्यांना या संशोधनादरम्यान आढळून आले. फॉस्फॅटिक अ‍ॅसिड हा शंकूच्या आकाराचा एक असामान्य लिपिड रेणू असून त्याचे कार्य या संयोगासाठी होणे ही एक निसर्गाने केलेली अफलातून किमया आहे असे म्हणायला हवे. लिपिड थेंब गोलाकार असतात आणि त्यांना सपाट पृष्ठभाग असलेल्या एंडोप्लाझमिक रेटिक्युलमशी जोडणे प्राकृतिक दृष्ट्या अवघड जाते. शंकूच्या आकाराचे फॉस्फॅटिक अ‍ॅसिडचे रेणू सपाट एंडोप्लाझमिक रेटिक्युलमच्या पृष्ठभागावर दाब देऊ शकतात आणि थेंबांतून लिपिड त्यात सुलभतेने रिते करायला मदत करतात. या दरम्यान फॉस्फॅटिक अ‍ॅसिड किनेसिनसारख्या इतर प्रथिनांना स्त्रवतात आणि ही प्रथिने लिपिडच्या थेंबांना एंडोप्लाझमिक रेटिक्युलमशी बांधून ठेवायला आणि त्यातील पदार्थांचे स्थानांतरण करायला उपयोगी पडतात.
जेव्हा या प्रभागांच्या बंधनात त्रुटी निर्माण होतात तेव्हा अल्झायमर आणि पार्किंसन्स सारख्या व्याधींचा जन्म होतो. संशोधकांना या दरम्यान त्यांनी केलेल्या प्रभागाच्या बंधनाची उकल अशा व्याधींवरील संशोधनासाठीही उपयोगी ठरावी असा विश्वास वाटतो. संशोधक यकृतातील पेशींमध्ये असलेल्या लिपिड थेंबांवर होणारे किनेसिनचे बंधन रोखण्यासाठी काय करता येईल याचा आता विचार करीत आहेत. त्यात जर यश आले तर लिपिड्सचे एंडोप्लाझमिक रेटिक्युलममधील आणि पुढे चालून रक्तात होणार्‍या याच्या वितरणावर ताबा ठेवला जाऊन लठ्ठपणा, मधुमेह, हृदयविकार यावर नियंत्रण ठेवणे शक्य होईल असा त्यांना विश्वास वाटतो.
एखाद्या व्याधीवर नियंत्रण आणायचे असेल तर त्याकरता आपल्या शरीरातल्या क्रिया त्यांच्या बारकाव्यांसकट समजावून घेणे आवश्यक ठरते. हे काम किती किचकट आहे हे वरील विवेचनावरुन समजून येतेच. आपल्या शरीरात अनेक क्रिया घडत असतात ज्यावर आपले नियंत्रण नसते. त्या क्रियांना समजावून घेणे हीच खरी प्राथमिकता!
संदर्भ: १) Manohar, G.M. The lipid travel diary. Research Matters. 2022. https://researchmatters.in/news/lipid-travel-diary
२) Kamerkar, S. et al. Metabolic and immune-sensitive contacts between lipid droplets and endoplasmic reticulum reconstituted in vitro. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 119(24); 2022; Article ID: e2200513119. https://doi.org/10.1073/pnas.2200513119
--------------------------------------------
हा लेख दैनिक हेराल्डच्या २ नोव्हेंबर २०२२ च्या अंकात प्रसिद्ध झाला.
