जैसे-जैसे हमारी उम्र बढ़ती है, हमारी संज्ञानात्मक क्षमताएं कम होने लगती हैं। हम नाम और स्थान भूल जाते हैं, विचारों की गति खो देते हैं और आदतन प्राणी बन जाते हैं। उम्र बढ़ने के कारण होने वाली इन संज्ञानात्मक कमियों पर काबू पाने की कुंजी व्यायाम हो सकती है।
नॉर्वेजियन यूनिवर्सिटी ऑफ साइंस एंड टेक्नोलॉजी और सेंट ओलाव्स यूनिवर्सिटी हॉस्पिटल में व्यायाम और मस्तिष्क स्वास्थ्य का अध्ययन करने वाले शोधकर्ता एटेफे तारी ने कहा, “व्यायाम हृदय की फिटनेस, ग्लूकोज चयापचय, इंसुलिन संवेदनशीलता, रक्तचाप, लिपिड प्रोफाइल, नींद, मनोदशा और प्रतिरक्षा समारोह में सुधार करता है।”
“हालांकि ये सभी मस्तिष्क के स्वास्थ्य को प्रभावित कर सकते हैं, व्यायाम भी कई अलग-अलग प्रक्रियाओं द्वारा मस्तिष्क को सीधे प्रभावित करता है, जिसमें सिग्नलिंग अणुओं में परिवर्तन भी शामिल है।”
में एक नया अध्ययन प्रकाशित हुआ कक्ष ने बताया है कि कैसे व्यायाम के बाद लीवर द्वारा जारी एक संकेत चूहों में उम्र बढ़ने और अल्जाइमर रोग के कारण संज्ञानात्मक गिरावट को कम करता है।
बचाव के लिए व्यायामकर्ता
व्यायाम के बाद, एक्सर्किन्स नामक छोटे अणु यकृत, कंकाल की मांसपेशियों, हृदय और मस्तिष्क द्वारा रक्तप्रवाह में छोड़े जाते हैं। इनमें पेप्टाइड्स, लिपिड, हार्मोन और न्यूक्लिक एसिड शामिल हैं। ये व्यायाम पूरे शरीर में हृदय संबंधी फिटनेस को बढ़ावा देने और चयापचय में सुधार सहित व्यायाम के लाभकारी प्रभावों में मध्यस्थता करते हैं।
अध्ययन में, कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, सैन फ्रांसिस्को के ग्रेगोर बीरी और उनके सहयोगियों ने लीवर द्वारा निर्मित एक ऐसे एक्सर्किन की क्रिया के तंत्र की जांच की: जीपीएलडी1।
शोधकर्ताओं ने उन बूढ़े चूहों के लीवर में GPLD1 के स्तर को बढ़ा दिया, जिन्होंने व्यायाम किया था – स्वेच्छा से ट्रेडमिल की तरह पहियों पर दौड़ना। बूढ़े चूहे जो व्यायाम नहीं कर सकते थे क्योंकि उनके पहिए बंद हो गए थे, उनके लीवर में GPLD1 का स्तर कम था।
इसके बाद, शोधकर्ताओं ने युवा और बूढ़े चूहों की संज्ञानात्मक क्षमताओं का परीक्षण किया। स्थानिक स्मृति परीक्षण में युवा चूहों ने बूढ़े चूहों की तुलना में बेहतर प्रदर्शन किया। परीक्षण पानी के एक कुंड में छिपे एक मंच को खोजने के लिए था। युवा चूहों ने कम गलतियाँ कीं और अपने पुराने साथियों की तुलना में उन्हें मंच जल्दी मिल गया। युवा चूहों ने भी परिचित वस्तुओं के बजाय नई वस्तुओं को प्राथमिकता दी और आसानी से नए स्थानों का पता लगाया, जबकि बूढ़े चूहों ने ऐसी कोई प्राथमिकता नहीं दिखाई।
महत्वपूर्ण बात यह है कि इन संज्ञानात्मक घाटे को पुराने चूहों में कम किया गया था जिनके लिवर को जीपीएलडी1 के साथ इंजेक्ट किया गया था, जिससे पता चला कि जीपीएलडी1 उम्र बढ़ने से प्रेरित संज्ञानात्मक गिरावट को कम कर सकता है।
सुरक्षात्मक बाधा
GPLD1 एक एंजाइम है जो कोशिका सतहों पर सैकड़ों प्रोटीन को तोड़ता है। इस फ़ंक्शन के आधार पर, लेखकों ने चूहों में रक्त-मस्तिष्क बाधा पर ध्यान केंद्रित किया – रक्त वाहिकाओं और मस्तिष्क को घेरने वाली विशेष कोशिकाओं का एक नेटवर्क।
अध्ययन के मुख्य लेखक डॉ. बीरी ने बताया, “रक्त-मस्तिष्क बाधा मस्तिष्क और रक्त के बीच आने वाले संकेतों और पोषक तत्वों को कसकर नियंत्रित करती है।”
जैसे-जैसे हमारी उम्र बढ़ती है, अवरोध प्रोटीन जमा करता है जो इसे रिसावयुक्त बनाता है। लेखकों ने टीएनएपी नामक एक ऐसे प्रोटीन को पाया, जो बूढ़े चूहों के रक्त-मस्तिष्क बाधाओं में अत्यधिक समृद्ध था, विशेष रूप से मस्तिष्क के सीखने और स्मृति केंद्र हिप्पोकैम्पस के आसपास भी।
डॉ. बीरी ने कहा, “हालांकि हम इसकी भूमिका को पूरी तरह से नहीं समझते हैं, लेकिन हमने देखा है कि टीएनएपी सूजन को बढ़ाता है और रक्त से मस्तिष्क तक कारकों के परिवहन को बाधित करता है।”
उन्होंने और उनके सहयोगियों ने TNAP और GPLD1 की भूमिकाओं को जोड़ने के लिए तीन प्रयोग किए। सबसे पहले, वैज्ञानिकों ने पाया कि जिन बूढ़े चूहों के अवरोधों में अधिक टीएनएपी है, उनकी रक्त वाहिकाएं भी लीक हो रही थीं। इसके बाद, युवा चूहों में हिप्पोकैम्पस के आस-पास की बाधा में टीएनएपी का स्तर कृत्रिम रूप से बढ़ाया गया था, जिसमें पुराने चूहों के समान रक्त वाहिकाओं में रिसाव और संज्ञानात्मक दोष दिखाई दिए। तीसरा, बूढ़े चूहों के लीवर में GPLD1 इंजेक्ट करना, साथ ही रक्त-मस्तिष्क बाधा में TNAP को कृत्रिम रूप से बढ़ाना, संज्ञानात्मक कार्य पर GPLD1 के लाभकारी प्रभाव को समाप्त कर देता है।
डॉ. तारी ने कहा, “इस अध्ययन की ताकत उन दृष्टिकोणों का संयोजन है जो यंत्रवत साक्ष्य प्रदान करता है कि टीएनएपी कार्यात्मक रूप से रक्त-मस्तिष्क बाधा शिथिलता और संज्ञानात्मक गिरावट में शामिल है।”
कुल मिलाकर, इन प्रयोगों से पता चला कि टीएनएपी, जो उम्र बढ़ने के कारण रक्त-मस्तिष्क बाधा पर जमा होता है, व्यायाम के बाद यकृत द्वारा जारी एंजाइम जीपीएलडी1 द्वारा टूट जाता है।
अल्जाइमर के लिए चिकित्सीय क्षमता
यह देखते हुए कि उम्र बढ़ना अल्जाइमर रोग और मनोभ्रंश जैसे न्यूरोडीजेनेरेटिव विकारों के लिए एक जोखिम कारक है, लेखकों ने अगला परीक्षण किया कि क्या GPLD1 हस्तक्षेप अल्जाइमर रोग के माउस मॉडल में संज्ञानात्मक गिरावट को कम कर सकता है।
डॉ. तारी, जो अध्ययन में शामिल नहीं थे, ने इस मामले में सावधानी बरती, यह देखते हुए कि “अल्जाइमर के माउस मॉडल मनुष्यों में बीमारी की जटिलता को पूरी तरह से पुन: पेश नहीं करते हैं, जो दशकों में विकसित होता है और इसमें संवहनी शिथिलता, सूजन, चयापचय, आनुवंशिकी और जीवनशैली कारक शामिल होते हैं।”
डॉ. तारी ने कहा, “जब रक्त-मस्तिष्क अवरोध लीक हो जाता है, तो कई चीजें हो सकती हैं जो अल्जाइमर के विकास के लिए प्रासंगिक हैं।” “सबसे पहले, सूजन वाले अणु और अन्य रक्त-व्युत्पन्न कारक मस्तिष्क में अधिक आसानी से प्रवेश कर सकते हैं और प्रतिरक्षा प्रतिक्रियाओं को सक्रिय कर सकते हैं। इससे तंत्रिका कोशिकाओं में पुरानी सूजन होती है जो रोग प्रक्रियाओं को तेज कर सकती है।”
“दूसरी बात, यदि रक्त-मस्तिष्क अवरोध कार्य ख़राब हो जाता है, तो मस्तिष्क विषाक्त प्रोटीन को साफ़ करने और अपने आंतरिक वातावरण को बनाए रखने में कम कुशल हो सकता है।”
अल्जाइमर रोग की विशेषता विषाक्त अमाइलॉइड प्रोटीन का संचय है, जो एक साथ चिपककर प्लाक बनाता है, जिससे न्यूरोडीजेनेरेशन और संज्ञानात्मक गिरावट होती है। इन विशेषताओं को आनुवंशिक रूप से संशोधित चूहों में कई उत्परिवर्तन के साथ मानव जीन को व्यक्त करके तैयार किया गया है जो अमाइलॉइड प्रोटीन के तेजी से निर्माण को मजबूर करता है।
टीम ने अल्जाइमर-मॉडल वाले चूहों को तीन महीने के लिए स्वेच्छा से पहियों पर चलने की अनुमति दी, जिसके बाद उनका GPLD1 स्तर अधिक हो गया, और व्यायाम न करने वाले अल्जाइमर-मॉडल चूहों की तुलना में उनके संज्ञानात्मक प्रदर्शन में उल्लेखनीय सुधार हुआ।
एक अन्य प्रयोग में, GPLD1 को अल्जाइमर-मॉडल चूहों के यकृत में इंजेक्ट किया गया था। इन चूहों में, रक्त-मस्तिष्क बाधा में टीएनएपी का स्तर कम था, रक्त वाहिकाओं में रिसाव कम था, अमाइलॉइड प्लाक कम थे, और संज्ञानात्मक शिथिलता कम हो गई थी।
विशेषज्ञों ने कहा कि ये परिणाम उत्साहजनक हैं और अल्जाइमर रोग पर नैदानिक प्रभाव डालते हैं।
डॉ. बीरी ने कहा कि “हालांकि कई शोध और संभावित चिकित्सीय रणनीतियों ने मस्तिष्क पर ध्यान केंद्रित किया है, हाल के एंटीबॉडी-आधारित हस्तक्षेप रक्त-मस्तिष्क बाधा के टूटने के परिणामस्वरूप होने वाले दुष्प्रभावों से जुड़े हैं। इस प्रकार, रक्त-मस्तिष्क बाधा कार्य में सुधार से अन्य चिकित्सीय हस्तक्षेपों की उपचार प्रभावकारिता में भी सुधार हो सकता है।”
डॉ. तारी ने कहा, “यह अध्ययन एक आशाजनक मार्ग की पहचान करता है जो दवा विकास या बायोमार्कर कार्य के लिए प्रासंगिक हो सकता है।” “लेकिन इसका मतलब यह नहीं है कि हम व्यायाम को गोली से बदलने के करीब हैं।”
समानांतर और अभिसारी रास्ते
व्यायाम शरीर के विभिन्न अंगों पर एक साथ प्रभाव डालता है। मस्तिष्क की कार्यप्रणाली भी कई कारकों से प्रभावित होती है। हाल ही में, एक अन्य अध्ययन में, सियोल नेशनल यूनिवर्सिटी और कोरिया ब्रेन रिसर्च इंस्टीट्यूट के शोधकर्ताओं ने पाया कि कंकाल की मांसपेशियों द्वारा स्रावित एक्सर्किन्स जीपीएलडी1 के विपरीत, रक्त-मस्तिष्क बाधा को पार करके संज्ञानात्मक प्रदर्शन में सुधार कर सकते हैं। यह एक्सर्किन हिप्पोकैम्पस के भीतर नए न्यूरॉन गठन को बढ़ावा देने के लिए पाया गया था।
डॉ. तारी ने कहा, “व्यायाम के लाभों को अकेले एक अणु या मार्ग द्वारा समझाए जाने की संभावना नहीं है,” उन्होंने कहा, “व्यायाम की ताकत संभवतः एक समन्वित, पूरे शरीर की प्रतिक्रिया को ट्रिगर करने की क्षमता में निहित है।”
डॉ. बीरी ने कहा कि वह एक साथ काम करने वाले कई व्यायामों की संभावना में नैदानिक अवसर देखते हैं: “जैसे-जैसे संभावित नई चिकित्सीय रणनीतियों का विस्तार होता जा रहा है, [the] पूरक तंत्र की खोज से अधिक व्यक्तिगत चिकित्सा दृष्टिकोण की अनुमति मिलेगी। भविष्य के उपचार संभवतः मिश्रित होंगे, विभिन्न कोशिका प्रकारों और उम्र बढ़ने और बीमारी के लक्षणों से निपटेंगे।”
शीतल पोतदार तंत्रिका विज्ञान में पीएचडी के साथ एक स्वतंत्र विज्ञान पत्रकार हैं।