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सबसे प्रचलित अपक्षयी संयुक्त स्थिति, ऑस्टियोआर्थराइटिस, दुनिया भर में 40 से अधिक उम्र के 22 प्रतिशत व्यक्तियों को प्रभावित करती है। ऑस्टियोआर्थराइटिस से जुड़े आणविक परिवर्तन अभी भी अज्ञात हैं, इस बीमारी पर पर्याप्त चिकित्सा अध्ययन होने के बावजूद। एक हालिया अध्ययन में, वैज्ञानिकों ने बीमारी के विकास और इसके कारण होने वाले परिवर्तनों की निगरानी के लिए कई उपकरणों का उपयोग किया। जोड़ों में उपास्थि की चिकनी सतह, श्लेष द्रव नामक स्नेहक के साथ, उन्हें वजन उठाने वाली गतिविधियों का विरोध करने में मदद करती है। द्रव में फॉस्फोलिपिड्स और हाइलूरोनन (एचए) सहित कई रसायन मौजूद होते हैं। शोधकर्ताओं ने एचए के आणविक भार और एकाग्रता की निगरानी करके संयुक्त बीमारी के शुरुआती चरणों की पहचान करने की कोशिश की है क्योंकि उपास्थि वातावरण को आसानी से ठीक या पुनर्जीवित नहीं किया जा सकता है।
“हालांकि हम जानते हैं कि स्वस्थ जोड़ों में बहुत कम घर्षण होता है, यह स्पष्ट नहीं है कि कौन से अन्य अणु शामिल होते हैं और ऑस्टियोआर्थराइटिस के दौरान वे कैसे बदलते हैं,” डोनाल्ड बिगगर विलेट फैकल्टी स्कॉलर और पर्यावरण इंजीनियरिंग के प्रोफेसर रोजा एस्पिनोसा-मार्जल (ईआईआरएच) ने कहा। और विज्ञान, और सामग्री विज्ञान और इंजीनियरिंग। “ऑस्टियोआर्थराइटिस के शुरुआती चरणों के दौरान, उपास्थि का क्षरण शुरू हो जाता है, और पिछले शोध से पता चला है कि श्लेष द्रव की आणविक संरचना बदल जाती है। हम यह देखना चाहते थे कि क्या दोनों परिवर्तन एक दूसरे से संबंधित हैं।”
एक स्वस्थ जोड़ में, HA का आणविक भार 2-20 Mda के बीच होता है और सांद्रता 1-4 mg/ml के बीच होती है। हालाँकि, रोगग्रस्त जोड़ों में, HA टूट जाता है जिसके परिणामस्वरूप आणविक भार कम हो जाता है। साथ ही इसकी सांद्रता भी दस गुना कम हो जाती है। अन्य शोधकर्ताओं द्वारा की गई इन टिप्पणियों के आधार पर, अध्ययन में देखा गया कि एचए की एकाग्रता और आणविक भार स्वस्थ और रोगग्रस्त जोड़ों की संरचना को कैसे प्रभावित करते हैं।
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ऐसा करने के लिए, शोधकर्ताओं ने पुटिकाओं को उच्च और निम्न आणविक भार एचए के साथ जोड़ा। न्यूट्रॉन प्रकीर्णन और प्रकाश प्रकीर्णन का उपयोग करके, उन्होंने पाया कि HA का आणविक भार पुटिकाओं की संरचना को काफी हद तक बदल सकता है। कम आणविक भार एचए, जो ऑस्टियोआर्थराइटिस-रोगग्रस्त जोड़ों की नकल करता है, जिसके परिणामस्वरूप पुटिका का आकार बड़ा होता है। उन्होंने यह भी देखा कि एचए का आणविक भार जोड़ों में फॉस्फोलिपिड परतों की मोटाई को बदल देता है।
शोधकर्ताओं ने यह भी अध्ययन किया कि ये अंतर एक सुरक्षात्मक फिल्म के निर्माण को कैसे प्रभावित कर सकते हैं; जोड़ों में, यह फिल्म निर्बाध गति के लिए आवश्यक बहुत कम घर्षण के लिए जिम्मेदार है। एक बार फिर, उन्होंने तकनीकों के संयोजन, क्वार्ट्ज क्रिस्टल माइक्रोबैलेंस और परमाणु बल माइक्रोस्कोपी का उपयोग किया, यह जांचने के लिए कि ये अणु सोने की सतहों पर कैसे इकट्ठा होते हैं। “एक फिल्म का निर्माण तभी संभव है जब एचए और फॉस्फोलिपिड्स की इष्टतम सांद्रता हो। हालांकि सोने की सतहों में उपास्थि के साथ बहुत कम समानता होती है, हमारे अध्ययन से संकेत मिलता है कि जैविक परिस्थितियों में भी इष्टतम एकाग्रता हो सकती है,” एस्पिनोसा -मार्जल ने कहा। “यह एक महत्वपूर्ण अवलोकन है क्योंकि हम एकाग्रता परिवर्तनों का उपयोग निदान उपकरण के रूप में कर सकते हैं।”
केटीएच रॉयल इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी में सतह विज्ञान के प्रोफेसर मार्क रटलैंड ने कहा, “हम एक ऐसे बिंदु पर हैं जहां आपको इस तरह की जटिल प्रणाली पर कई तकनीकों का उपयोग करने की आवश्यकता है।” “इनमें से किसी भी तकनीक ने अकेले हमें कोई जानकारी नहीं दी होगी। मुख्य बात यह थी कि सभी अलग-अलग प्रभावों को देखना और टुकड़ों को एक साथ रखना यह दिखाने के लिए कि एचए के आणविक भार का उस परत की विशेषताओं पर बहुत बड़ा प्रभाव पड़ता है जो इसके साथ बनती है फॉस्फोलिपिड्स।”
शोधकर्ता अब यह समझने के लिए उपास्थि का उपयोग करने पर काम कर रहे हैं कि क्या सोने की सतहों के साथ उनके अवलोकन जैविक रूप से प्रासंगिक प्रणाली में भी सही हैं। वे ऑस्टियोआर्थराइटिस से जुड़े परिवर्तनों का अधिक व्यापक मॉडल बनाने के लिए जोड़ों में पाए जाने वाले अन्य आणविक घटकों का अध्ययन करने में भी रुचि रखते हैं।
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