अध्ययन से पता चलता है कि संगीत सुनने वाले कान वाली कोशिकाएं कैसे इंसुलिन छोड़ा

ज्यूरिख: मधुमेह में शरीर या तो बिल्कुल नहीं या बहुत कम इंसुलिन उत्पन्न करता है। इस प्रकार, मधुमेह रोगियों के लिए इस हार्मोन का बाहरी इंजेक्शन या पंप वितरण आवश्यक है। इन व्यक्तियों के जीवन को बेहतर बनाने के लिए, बेसल में ईटीएच ज्यूरिख में बायोसिस्टम्स साइंस एंड इंजीनियरिंग विभाग के शोधकर्ता, मार्टिन फ्यूसेनेगर की अध्यक्षता में, सीधे शरीर में इंसुलिन बनाने और वितरित करने के तरीकों की खोज कर रहे हैं।

ऐसा ही एक दृष्टिकोण जिस पर शोधकर्ता काम कर रहे हैं, उसमें कैप्सूल बनाना शामिल है जिसे शरीर में इंजेक्ट किया जा सकता है और इसमें डिज़ाइनर कोशिकाएं होती हैं जो इंसुलिन का उत्पादन करती हैं। हाल के वर्षों में, शोधकर्ताओं ने प्रकाश, तापमान और विद्युत क्षेत्र सहित विभिन्न ट्रिगर्स की जांच और उपयोग किया है, ताकि बाहर से यह नियंत्रित किया जा सके कि कोशिकाएं रक्त में कब और कितना इंसुलिन छोड़ती हैं।

फ्यूसेनेगर और उनके सहयोगियों ने अब एक और, नवीन उत्तेजना विधि विकसित की है: वे मिनटों के भीतर इंसुलिन जारी करने के लिए कोशिकाओं को ट्रिगर करने के लिए संगीत का उपयोग करते हैं। यह ब्रिटिश रॉक बैंड, क्वीन के वैश्विक हिट "वी विल रॉक यू" के साथ विशेष रूप से अच्छी तरह से काम करता है। इंसुलिन-उत्पादक कोशिकाओं को ध्वनि तरंगों के प्रति ग्रहणशील बनाने के लिए, शोधकर्ताओं ने जीवाणु ई. कोली से एक प्रोटीन का उपयोग किया। ऐसे प्रोटीन यांत्रिक उत्तेजनाओं पर प्रतिक्रिया करते हैं और जानवरों और बैक्टीरिया में आम हैं। प्रोटीन जीवाणु की झिल्ली में स्थित होता है और कोशिका के आंतरिक भाग में कैल्शियम आयनों के प्रवाह को नियंत्रित करता है।

शोधकर्ताओं ने इस जीवाणु आयन चैनल का खाका मानव इंसुलिन उत्पादक कोशिकाओं में शामिल किया है। इससे ये कोशिकाएं स्वयं आयन चैनल बनाती हैं और इसे अपनी झिल्ली में समाहित कर लेती हैं। जैसा कि वैज्ञानिक दिखाने में सक्षम हैं, इन कोशिकाओं में चैनल ध्वनि की प्रतिक्रिया में खुलता है, जिससे सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए कैल्शियम आयन कोशिका में प्रवाहित होते हैं। इससे कोशिका झिल्ली में चार्ज रिवर्सल होता है, जिसके परिणामस्वरूप कोशिका के अंदर छोटे इंसुलिन से भरे पुटिकाएं कोशिका झिल्ली के साथ जुड़ जाती हैं और इंसुलिन को बाहर छोड़ देती हैं।

सेल संस्कृतियों में, शोधकर्ताओं ने सबसे पहले यह निर्धारित किया कि कौन सी आवृत्तियों और आयतन स्तरों ने आयन चैनलों को सबसे अधिक मजबूती से सक्रिय किया। उन्होंने पाया कि 60 डेसिबल (डीबी) के आसपास का वॉल्यूम स्तर और 50 हर्ट्ज़ की बास आवृत्तियाँ आयन चैनलों को ट्रिगर करने में सबसे प्रभावी थीं। अधिकतम इंसुलिन रिलीज को ट्रिगर करने के लिए, ध्वनि या संगीत को कम से कम तीन सेकंड तक जारी रखना होगा और अधिकतम पांच सेकंड तक रुकना होगा। यदि अंतराल बहुत दूर थे, तो काफी कम इंसुलिन जारी किया गया था। अंत में, शोधकर्ताओं ने देखा कि कौन सी संगीत शैलियों ने 85 डीबी की मात्रा पर सबसे मजबूत इंसुलिन प्रतिक्रिया पैदा की। क्वीन का गाना "वी विल रॉक यू" जैसा धमाकेदार बेस वाला रॉक संगीत शीर्ष पर रहा, इसके बाद एक्शन फिल्म द एवेंजर्स का साउंडट्रैक आया। शास्त्रीय संगीत और गिटार संगीत की इंसुलिन प्रतिक्रिया तुलनात्मक रूप से कमजोर थी।

"वी विल रॉक यू" ने 5 मिनट के भीतर लगभग 70 प्रतिशत इंसुलिन प्रतिक्रिया शुरू कर दी, और यह सब 15 मिनट के भीतर शुरू हो गया। फ्यूसेनेगर का कहना है कि यह स्वस्थ व्यक्तियों की प्राकृतिक ग्लूकोज-प्रेरित इंसुलिन प्रतिक्रिया के बराबर है। संपूर्ण प्रणाली का परीक्षण करने के लिए, शोधकर्ताओं ने इंसुलिन-उत्पादक कोशिकाओं को चूहों में प्रत्यारोपित किया और जानवरों को रखा ताकि उनका पेट सीधे लाउडस्पीकर पर रहे। यह एकमात्र तरीका था जिससे शोधकर्ता इंसुलिन प्रतिक्रिया का निरीक्षण कर सकते थे। हालाँकि, यदि जानवर "माउस डिस्को" में स्वतंत्र रूप से घूमने में सक्षम थे, तो संगीत इंसुलिन रिलीज को ट्रिगर करने में विफल रहा।

फुसेनेगर बताते हैं, "हमारी डिजाइनर कोशिकाएं केवल तभी इंसुलिन छोड़ती हैं जब सही ध्वनि वाला ध्वनि स्रोत सीधे इम्प्लांट के ऊपर की त्वचा पर बजाया जाता है।" हार्मोन का स्राव परिवेशीय शोर जैसे विमान के शोर, लॉन घास काटने की मशीन, फायर ब्रिगेड के सायरन या बातचीत से शुरू नहीं हुआ था। जहां तक वह सेल कल्चर और चूहों पर किए गए परीक्षणों से बता सकते हैं, फ्यूसेनेगर को इस बात का बहुत कम जोखिम दिखता है कि मनुष्यों में प्रत्यारोपित कोशिकाएं लगातार और थोड़ी सी भी आवाज पर इंसुलिन जारी करेंगी।

एक अन्य सुरक्षा बफर यह है कि इंसुलिन डिपो को समाप्त होने के बाद पूरी तरह से भरने के लिए चार घंटे की आवश्यकता होती है। इसलिए भले ही कोशिकाओं को प्रति घंटे के अंतराल पर ध्वनि के संपर्क में लाया जाए, वे हर बार इंसुलिन का पूरा भार जारी करने में सक्षम नहीं होंगे और इस तरह जीवन के लिए खतरा हाइपोग्लाइकेमिया का कारण बनेंगे। फ़ुसेनेगर कहते हैं, "हालांकि, यह एक मधुमेह रोगी की सामान्य ज़रूरतों को पूरा कर सकता है जो दिन में तीन बार भोजन करता है।" वह बताते हैं कि इंसुलिन पुटिकाओं में लंबे समय तक रहता है, भले ही कोई व्यक्ति चार घंटे से अधिक समय तक कुछ न खाए। "कोई कमी या अनजाने में निर्वहन नहीं हो रहा है।"