मनुष्य और कई अन्य स्तनधारी अपने शरीर का तापमान लगभग 37°C (98.6°F) बनाए रखते हैं, जो सभी नियामक प्रक्रियाओं के लिए आदर्श है। जब उनके शरीर का तापमान सामान्य सीमा से काफी भिन्न हो जाता है, तो कार्यों में समझौता हो जाता है, जिसके परिणामस्वरूप हीट स्ट्रोक, हाइपोथर्मिया या, सबसे खराब स्थिति में, मृत्यु हो सकती है। हालाँकि, यदि शरीर के तापमान को कृत्रिम रूप से सामान्य सीमा में लाया जा सकता है, तो इन समस्याओं का समाधान किया जा सकता है।
हाइपोथैलेमस का प्रीऑप्टिक क्षेत्र, जो शरीर की आवश्यक प्रक्रियाओं को नियंत्रित करता है, वह जगह है जहां मस्तिष्क का तापमान नियंत्रण केंद्र स्थित है। उदाहरण के लिए, प्रीऑप्टिक क्षेत्र शरीर को वायरस, रोगाणुओं और अन्य रोग पैदा करने वाले जीवों से निपटने के लिए तापमान बढ़ाने के लिए एक संकेत भेजता है, जब इसे मध्यस्थ प्रोस्टाग्लैंडीन ई (पीजीई2) से संकेत प्राप्त होता है, जो संक्रमण के जवाब में बनाया जाता है।
हालाँकि, यह अभी भी स्पष्ट नहीं है कि प्रीऑप्टिक क्षेत्र में कौन से न्यूरॉन्स शरीर के तापमान को बढ़ाने या घटाने के लिए आदेश जारी करते हैं।
पर एक शोध समूह नागोया विश्वविद्यालय जापान में ऐसे महत्वपूर्ण न्यूरॉन्स की पहचान की गई है जो स्तनधारियों में शरीर का तापमान 37 डिग्री सेल्सियस पर बनाए रखते हैं। अपने अध्ययन में, उन्होंने बताया कि मस्तिष्क के प्रीऑप्टिक क्षेत्र में न्यूरॉन्स का एक समूह, जिसे ईपी3 न्यूरॉन्स कहा जाता है, स्तनधारी शरीर के तापमान को विनियमित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।
चूहों के अध्ययन में, वैज्ञानिकों ने मुख्य रूप से प्रीऑप्टिक क्षेत्र में ईपी3 न्यूरॉन्स पर ध्यान केंद्रित किया, जो पीजीई3 के ईपी2 रिसेप्टर्स को व्यक्त करते हैं, और शरीर के तापमान को विनियमित करने के कार्य की जांच की।
वैज्ञानिकों ने सबसे पहले इस बात पर गौर किया कि पर्यावरण के तापमान में भिन्नता प्रीऑप्टिक क्षेत्र में ईपी3 न्यूरॉन्स की फायरिंग को कैसे प्रभावित करती है। चूहे अपने आवास के लिए लगभग 28°C का तापमान पसंद करते हैं। चूहों को दो घंटे तक ठंड (4°C), कमरे (24°C) और गर्म (36°C) स्थितियों में रखा गया। निष्कर्षों से पता चला कि 4°C और 24°C के संपर्क में आने से EP3 न्यूरॉन्स सक्रिय नहीं हुए, लेकिन 36°C के संपर्क में आ गए।
यह निर्धारित करने के लिए कि ईपी3 न्यूरॉन्स से सिग्नल कहां प्रसारित होते हैं, वैज्ञानिकों ने प्रीऑप्टिक क्षेत्र में ईपी3 न्यूरॉन्स के तंत्रिका तंतुओं को देखा। अध्ययन में पाया गया कि तंत्रिका तंतु हर जगह फैले हुए हैं मस्तिष्क, विशेष रूप से डॉर्सोमेडियल हाइपोथैलेमस (डीएमएच) में, जो सहानुभूति तंत्रिका तंत्र सक्रियण के लिए जिम्मेदार है। उनकी जांच के अनुसार, गामा-एमिनोब्यूट्रिक एसिड (जीएबीए), न्यूरोनल उत्तेजना का एक शक्तिशाली अवरोधक, वह अणु है जिसे ईपी3 न्यूरॉन्स डीएमएच में सिग्नल ट्रांसफर के लिए उपयोग करते हैं।
तापमान विनियमन में इन न्यूरॉन्स के कार्य को बेहतर ढंग से समझने के लिए वैज्ञानिकों ने केमोजेनेटिक विधि का उपयोग करके प्रयोगात्मक रूप से ईपी3 न्यूरॉन्स की गतिविधि को बदल दिया। उन्होंने पाया कि शरीर का तापमान बढ़ना न्यूरॉन्स की गतिविधि को दबाने के परिणामस्वरूप होता है जबकि इसे कम करना उन्हें सक्रिय करने के परिणामस्वरूप होता है।
साथ में, इस अध्ययन के परिणामों से पता चला कि प्रीऑप्टिक क्षेत्र में ईपी3 न्यूरॉन्स शरीर के तापमान को नियंत्रित करने के लिए आवश्यक हैं क्योंकि वे डीएमएच न्यूरॉन्स को निरोधात्मक संकेतों को संचारित करने के लिए जीएबीए जारी करते हैं, जो सहानुभूति प्रतिक्रियाओं को नियंत्रित करते हैं।
नागोया विश्वविद्यालय में प्रोफेसर काज़ुहिरो नाकामुरा ने कहा, "संभवतः, प्रीऑप्टिक क्षेत्र में ईपी3 न्यूरॉन्स शरीर के तापमान को ठीक करने के लिए सिग्नल की शक्ति को सटीक रूप से नियंत्रित कर सकते हैं।"
उदाहरण के लिए, गर्म वातावरण में, सहानुभूतिपूर्ण आउटपुट को दबाने के लिए संकेतों को बढ़ाया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप हीट स्ट्रोक को रोकने के लिए शरीर की गर्मी के विकिरण को सुविधाजनक बनाने के लिए त्वचा में रक्त का प्रवाह बढ़ जाता है। हालांकि, ठंडे वातावरण में, सहानुभूति आउटपुट को सक्रिय करने के लिए सिग्नल कम हो जाते हैं, जो हाइपोथर्मिया को रोकने के लिए भूरे वसा ऊतकों और अन्य अंगों में गर्मी उत्पादन को बढ़ावा देते हैं। इसके अलावा, संक्रमण के समय, PGE2 उनकी गतिविधि को दबाने के लिए EP3 न्यूरॉन्स पर कार्य करता है, बुखार विकसित करने के लिए सहानुभूति आउटपुट को सक्रिय करता है।
इस अध्ययन के नतीजे एक ऐसी तकनीक के निर्माण की ओर ले जा सकते हैं जो शरीर के तापमान को कृत्रिम रूप से संशोधित करती है और कई चिकित्सा विशिष्टताओं में इसके संभावित अनुप्रयोग हैं। दिलचस्प बात यह है कि यह तकनीक शरीर के तापमान को थोड़ा ऊंचा बनाए रखकर मोटापे का इलाज करने में मदद कर सकती है जो वसा जलने को प्रोत्साहित करती है।
प्रोफेसर नाकामुरा कहा, "इसके अलावा, यह तकनीक गर्म वैश्विक वातावरण में लोगों के अस्तित्व के लिए नई रणनीतियों को जन्म दे सकती है, जो एक गंभीर विश्वव्यापी समस्या बनती जा रही है।"
जर्नल संदर्भ:
- योशिको नाकामुरा, ताकाकी याहिरो एट अल। प्रोस्टाग्लैंडीन EP3 रिसेप्टर-व्यक्त करने वाले प्रीऑप्टिक न्यूरॉन्स टॉनिक GABAergic सिग्नलिंग के माध्यम से शरीर के तापमान को द्विदिश रूप से नियंत्रित करते हैं। विज्ञान अग्रिम। DOI: 10.1126/sciadv.add5463
