आपल्या शहरातील ताज्या बातम्या आणि ई-पेपर मिळवा मोफत

डाउनलोड करा

पेशीविज्ञान: शरीर पेशींमधील सूत्रकणिकेचे कार्य

8 वर्षांपूर्वी
  • कॉपी लिंक

मानवी शरीरात साधारणपणे 1013 एवढ्या पेशी असतात. या सर्व पशी पहिल्या गर्भ पेशीपासून (zygote) तयार होतात. या सर्व पेशींचे अनेक उपप्रकार व मुख्य प्रकार चार आहेत. या सर्व पेशींमध्ये निर्मितीपासून मृत्यूपर्यंत अहोरात्र अनेक प्रकारच्या अभिक्रिया सुरू होतात. या सर्व भौतिक व रासायनिक प्रक्रिया ऊर्जेशिवाय होऊ शकत नाहीत. म्हणजेच संपूर्ण मानवी शरीर ऊर्जेशिवाय जगू शकत नाही. अशी ही जीवनदायिनी ऊर्जा कोणती? ती कुठे तयार होते? हे प्रश्न आपोआप निर्माण होतात.


ऊर्जानिर्मितीचे अनेक मार्ग आहेत. परंतु मुख्य ऊर्जा ‘एटीपी’ या रेणूत (adenosine tri phosphate)संकलित केली जाते. एटीपी रेणूत संकलित होणारी ऊर्जा सूत्रकणिकेत (mitochondrion) तयार होते. या सूत्रकणिका प्रत्येक पेशीमध्ये असतात. वैशिष्ट्य म्हणजे या सूत्रकणिका अंडपेशी म्हणजे मातृवंशाकडून पुढील पिढीत संक्रमित होतात. याचाच अर्थ असा की ऊर्जानिर्मितीचा मुख्य स्रोत मातृवंशीय असतो. 60 - 65 किलो वजनाच्या प्रत्येक व्यक्तीत साधारणपणे प्रत्येक सेकंदाला 1020 एटीपी रेणू सूत्रकणिकांमध्ये तयार होतात.


मायटोकाँट्रियॉन हा शब्द mitos U chondrion या दोन शब्दांचा जोडशब्द आहे. मायटॉस म्हणजे सूत्र व काँड्रियॉन म्हणजे सूक्ष्म कण किंवा कणिका. म्हणून मायटोकाँड्रियॉन म्हणजे सूत्रकणिका. साधारणपणे 1912 ते 1925 च्या दरम्यान किंग्जबरी व डेव्हिड किलिन या शास्त्रज्ञांना पेशीश्वसन आणि सूत्रकणिकांचा संबंध लक्षात आला. त्यानंतर जॉर्ज पॅलॅडे व जोस्ट्रँड या शास्त्रज्ञांनी सूत्रकणिकेचा अभ्यास अत्याधुनिक इलेक्ट्रॉनिक सूक्ष्मदर्शकाने केला. ही सूत्रकणिका अर्धवट कापलेल्या अंडाकृती चेंडूप्रमाणे दिसते. ही दुहेरी कवचाची असून आंतरकवचात घड्या असतात. शरीरपेशींमधील प्रत्येक सूत्रकणिकेत जनुकांचा स्वतंत्र मूलसंच ( mitochondrial genome) असतो. साधारणपणे एक टक्का प्रथिने या स्वतंत्र जनुकांमुळे होते. इतर 99 टक्के प्रथिनांची व घटकद्रव्यांची निर्मिती पेशी केंद्रकातील गुणसूत्रे रिमोट कंट्रोल म्हणून काम करतात. सूत्रकणिकेचे पेशींमधील अस्तित्व हा फार मोठा मनोरंजक विषय आहे. आजसुद्धा अनेक वैज्ञानिक सूत्रकणिकेच्या गुणविकासाबाबत (evolution) साशंक आहेत. काहींच्या मतानुसार लाखो वर्षांपूर्वी सूत्रकणिका स्वतंत्र जिवाणू म्हणून असेल व कालांतराने पेशीरचनेचा अविभाज्य भाग बनली असावी. या मताला ठोस प्रमाण मात्र नाही.


सूत्रकणिका आणि आजार
गेल्या 10-20 वर्षांतील संशोधनाद्वारे हे लक्षात आले आहे की अनेक प्रकारच्या आजारांचा सूत्रकणिकेच्या कार्याशी प्रत्यक्ष किंवा अप्रत्यक्ष संबंध येतो. काही आजार सूत्रकणिका नियामक केंद्रकीय जनुकांशी (regulatory nuclear genes) संबंधित असतात, तर काही रोग सूत्रकणिकेतील जनुकांशी (mitochondrial genome) संबंधित असतात. सूत्रकणिकेचे मुख्य कार्य एटीपी ऊर्जानिर्मिती करण्याचे असते. या गुंतागुंतीच्या प्रक्रियेत जी प्रथिने (proteins)लागतात, त्या प्रथिनांच्या जनुकांमध्ये जर उत्परिवर्तन (mutation) झाले तर ऊर्जा पुरवणा-या मूलद्रव्यात एटीपी बिघाड होऊन निर्मिती विस्कळीत होते. असे उत्परिवर्तन हृदय आणि मेंदूवर जास्त परिणाम करते. कारण या दोन्ही अवयवांतील पेशींना प्रचंड ऊर्जा लागते. हृदय आणि मेंदूतील पेशींमध्ये सूत्रकणिकांची संख्या जास्त असते. त्यानंतर यकृत, स्नायू, किडनी, श्वसनसंस्था व संप्रेरक संस्थेतील पेशींवर विपरीत परिणाम होतात. मेंदूतील आज्ञावाहक आणि संवेदनाग्राहक चेतातंतू किंवा मज्जातंतूत बिघाड होतात. एएलएस, फ्रेडरिक्स अ‍ॅटॅक्सिआ, पार्किन्सन्स, अल्झायमर इत्यादी व्याधी सूत्रकणिकेच्या सदोष कार्याची उदाहरणे आहेत. हे विकार औषधांनी बरे होत नाहीत. फक्त काही औषधांनी या रोगांचा वेग मंद करता येतो. योगक्रियांमुळे या विकारांचा वेग खूप कमी होतो.


सूत्रकणिकेतील ऊर्जानिर्मिती
सूत्रकणिकेतील चयापचय हे टीसीए चक्रामुळे कार्यान्वित होते. या चक्रातील ऑक्सिडीकरणातून मोठ्या प्रमाणावर ऊर्जानिर्मिती होते. पोषक द्रव्यातून कार्बनचा उपयोग सूत्रकणिका करतात. त्यासाठी अतिशय गुंतागुंतीच्या प्रथिनांच्या जाळ्या असतात. काही प्रथिने धनभारित प्रोटोन ग्रॅडिएंट तयार करतात. या प्रोटॉन प्रवाहामुळे atp-synthase नावाचे विकार स्वत:भोवती गरगर फिरत राहून एटीपी रूपातली ऊर्जा तयार होते. सूत्रकणिकेतील ऊर्जानिर्मितीचा हा मार्ग टाकाऊ परंतु विनाशकारी - हायड्रोजन पेरॉक्साइड, सुपरऑक्साइड, प्रतिकारी विनाशक प्राणवायू द्रव्य पण तयार करतो. निरोगी शरीरात ही घातक दव्ये नष्ट केली जातात. या द्रव्यांना मुक्त मूलक म्हणतात. सूत्रकणिकांमधील जनुकीय उत्परिवर्तन हे अनेक व्याधींचे मूळ असते.


जनुक उत्परिवर्तन विविध रोगांचे मूळ
सूत्रकणिकांमधील जनुकांचे उत्परिवर्तन जर अनेक रोगांचे मूळ असेल तर असे का होते, याचे उत्तर शोधण्याचे प्रयत्न सुरू आहेत. एक शक्यता अशी आहे की सूत्रकणिकेतील जनुकांचा मूलसंच उघडा असतो. याउलट पेशींचा जनुक मूलसंच केंद्रकात बंदिस्त असतो व संरक्षित असतो. ऊर्जानिर्मितीबरोबर निर्माण होणारी मुक्त मूलक द्रव्ये सहजपणे उघड्या व असंरक्षित जनुकांचे उत्परिवर्तन घडवून आणत असतील. सूत्रकणिकेशी संबंधित रोगांचे निदान लहान वयात होऊ शकते. मधुमेहात सूत्रकणिकांचा आकार बदलतो व ऊर्जानिर्मिती कमी मुक्त मूलक विषारी द्रव्ये प्रचंड गतीने वाढतात. ऊर्जा अमर असून ती शक्ती आहे. ती विविध रूपांत असते. सर्व प्राणिमात्रात ही ऊर्जा एटीपी रूपात असते. ही ऊर्जा ज्या सूत्रकणिकेत तयार होते. ते पॉवर हाऊस आईकडून पुढील पिढीत संक्रमित होते.


( लेखक मधुमेह व सुत्रकणिका यावर संशोधन करत आहेत )