इंटरसेलुलर मैट्रिक्स की संरचना को नुकसान पहुंचाने वाले कारक। बाह्य मैट्रिक्स - संरचना, संरचना और गुण। ग्लाइकोप्रोटीन और मेटालोप्रोटीनिस

बाह्य कोशिकीय मैट्रिक्स (ईसीएम) एक बहु-घटक पदार्थ है जिसमें हमारे शरीर की सभी कोशिकाएं विसर्जित होती हैं। पिछले दशक में, बाह्य मैट्रिक्स में रुचि काफी बढ़ गई है। यह उम्र बढ़ने, कोशिका विभेदन, सफल कैंसर चिकित्सा और कुछ वंशानुगत रोगों के उपचार में अपनी भूमिका की स्थापना के कारण है। हमने लेखों की एक श्रृंखला तैयार की है जिसमें हम बाह्य मैट्रिक्स के संगठन, इसके विकृति से जुड़े रोगों, उम्र बढ़ने में ईसीएम की भूमिका और उम्र से संबंधित परिवर्तनों को ठीक करने के तरीकों के बारे में बात करेंगे।
श्रृंखला के पहले लेख में, हम बाह्य कोशिकीय मैट्रिक्स के घटकों और कार्यों के बारे में बात करते हैं, समझते हैं कि इसका अध्ययन क्या व्यावहारिक लाभ ला सकता है, और पिछले वर्ष में किए गए इस क्षेत्र में सबसे महत्वपूर्ण खोजों को भी संक्षेप में उजागर करता है।

चित्र 1. त्वचा के उदाहरण पर ईसीएम का संगठन।फाइब्रोब्लास्ट ईसीएम बनाते हैं, मेटालोप्रोटीनिस इसे नष्ट कर देते हैं। एपिडर्मिस की कोशिकाएं इंटीग्रिन के माध्यम से ईसीएम से जुड़ी होती हैं।

वीकेएम घटक

प्रोटीन के दो उपवर्ग होते हैं जिनमें कार्बोहाइड्रेट होते हैं - प्रोटीयोग्लाइकेन्स और ग्लाइकोप्रोटीन। दोनों उपवर्ग वीकेएम का हिस्सा हैं, लेकिन उनके बीच महत्वपूर्ण अंतर हैं।

ग्लाइकोप्रोटीन में कोलेजन और इलास्टिन जैसे महत्वपूर्ण संरचनात्मक प्रोटीन शामिल हैं। शरीर में सबसे आम संरचनात्मक प्रोटीन के कारण - कोलेजन- वीकेएम ताकत हासिल करता है, और इसके कारण इलास्टिन- लचीलापन और लोच।

इंटीग्रिन बाह्य मैट्रिक्स से रासायनिक और भौतिक संकेतों को उठाते हैं और उन्हें सेल में संचालित करते हैं। इंटीग्रिन से संकेत साइटोस्केलेटल प्रोटीन और सिग्नलिंग प्रोटीन के माध्यम से नाभिक में प्रेषित होता है - इस तरह ईसीएम जीन अभिव्यक्ति को नियंत्रित करता है और सेल प्रसार को नियंत्रित करता है। साइटोस्केलेटल प्रोटीन की मध्यस्थता के माध्यम से, ईसीएम कोशिकाओं के आकार और गति को भी नियंत्रित करता है।

हयालूरोनिक एसिड (एचए)झिल्ली में निर्मित प्रोटीन द्वारा संश्लेषित और फिर इसके माध्यम से अंतरकोशिकीय स्थान में "निचोड़ा" जाता है। संरचना के संदर्भ में, HA प्रोटीओग्लिकैन के कार्बोहाइड्रेट भाग के समान है और डी-ग्लुकुरोनिक एसिड और डी-एन-एसिटाइलग्लुकोसामाइन अवशेषों का एक बहुलक है। हा सेल में सिग्नल ले जाने में मदद करता है, इन संकेतों के लिए सेलुलर प्रतिक्रिया को नियंत्रित करता है, और, फाइब्रोनेक्टिन की तरह, कोशिकाओं को विभिन्न सतहों से जुड़ने की अनुमति देता है। लाक्षणिक रूप से बोलते हुए, नागरिक संहिता "इंटरनेट प्रदाता" और "सार्वजनिक परिवहन के लिए टिकट" के कार्य करती है।

बाह्य मैट्रिक्स का अध्ययन करना क्यों महत्वपूर्ण है?

बाह्य मैट्रिक्स शरीर के सभी ऊतकों में मौजूद होता है, इसलिए इसके कामकाज में खराबी से संयोजी ऊतक रोग, समय से पहले बुढ़ापा और कोशिका मृत्यु का विकास होता है। ईसीएम के अध्ययन के लिए सबसे स्पष्ट प्रोत्साहन संयोजी ऊतक संरचना के विकारों से जुड़े रोगों के इलाज की आवश्यकता है। ऐसी कई बीमारियां हैं, वे गंभीर हो सकती हैं और रोगियों के जीवन की गुणवत्ता को काफी खराब कर सकती हैं। यहाँ कुछ उदाहरण हैं।

जीन में उत्परिवर्तन, ईसीएम संरचनात्मक प्रोटीन के संश्लेषण के लिए जिम्मेदार, जन्मजात विकृतियों को जन्म देता है। चूंकि संयोजी ऊतक सभी शरीर प्रणालियों का आधार है, इसलिए कोई भी अंग आनुवंशिक विकारों से पीड़ित हो सकता है। इस तरह के उल्लंघन का कारण बनता है:

• हड्डियों के स्तर पर - अपूर्ण अस्थिजनन के लिए,
• त्वचा के स्तर पर - एहलर्स-डानलोस सिंड्रोम के लिए, जिसमें त्वचा बहुत अधिक लोचदार हो जाती है,
• मांसपेशी ऊतक के स्तर पर - जन्मजात पेशी अपविकास (सीएमडी) के लिए।

सभी प्रकार के ईसीएम आनुवंशिक विकारों में से, जन्मजात मायोडिस्ट्रॉफी का सबसे अच्छा अध्ययन किया जाता है। यह रोग कई उत्परिवर्तनों के कारण विकसित होता है जो मांसपेशियों के कार्य को बाधित करते हैं। जीन में उत्परिवर्तन के परिणामस्वरूप आईटीजीए7, मांसपेशी कोशिकाओं के इंटीग्रिन को एन्कोडिंग, ईसीएम के साथ कोशिकाओं का कनेक्शन बाधित होता है। यह मांसपेशियों के ऊतकों के लिए विनाशकारी है: ईसीएम के साथ कनेक्शन का नुकसान एपोप्टोसिस को ट्रिगर करता है - क्रमादेशित कोशिका मृत्यु।

ईसीएम का समयपूर्व विनाशएक और गंभीर समस्या है। एक स्वस्थ बाह्य मैट्रिक्स को लगातार अद्यतन और पुनर्गठित किया जाता है। मेटालोप्रोटीनिस का परिवार, प्रोटीन जो ईसीएम को नष्ट करते हैं, इसके लिए जिम्मेदार हैं।

मेटालोप्रोटीनिस एंजाइम होते हैं जिनके उत्प्रेरक केंद्र में धातु आयन होते हैं, मुख्य रूप से जस्ता। इसलिए उपसर्ग "धातु-" के साथ नाम। उत्प्रेरक साइट के अलावा, जो ईसीएम के विनाश के लिए जिम्मेदार है, मेटालोप्रोटीनिस में एक नियामक प्रोडोमेन होता है जो एंजाइम को समय से पहले सक्रियण और झूठी सकारात्मकता से बचाता है।

मेटालोप्रोटीनिस कैसे बाह्य मैट्रिक्स के तंतुओं से कोलेजन और "अनहुक" कोशिकाओं को नष्ट करते हैं, इसका वर्णन लेख में किया गया है " कोलेजन वन को कौन काटता है» . अब हमारे लिए यह समझना महत्वपूर्ण है कि यदि मेटालोप्रोटीनिस "नियंत्रण से बाहर हो जाते हैं", तो वे अपने रास्ते में आने वाली हर चीज को सचमुच मिटा देना शुरू कर देते हैं। ईसीएम के अनियंत्रित विनाश से फाइब्रोसिस हो जाता है और कैंसर हो सकता है - जैसे प्रोस्टेट कैंसर।

ईसीएम के विनाश और गठन की प्रक्रियाओं में गड़बड़ी के कारण होने वाली एक अन्य विकृति क्रोहन रोग (आंत की पुरानी सूजन) है। जैसे-जैसे यह विकसित होता है, फिस्टुलाइजेशन और आंतों के फाइब्रोस्टेनोसिस होते हैं (चित्र 3)।

चित्रा 3. क्रोहन रोग में आंत का फिस्टुलाइजेशन और फाइब्रोस्टेनोसिस होता है।ईसीएम के अत्यधिक विनाश के कारण, आंतों की दीवार में छिद्र बन जाते हैं, और अत्यधिक कोलेजन संश्लेषण के कारण, आंतों का लुमेन संकरा हो जाता है।

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फिस्टुलाइजेशन आंतों की दीवार में छिद्रों का बनना है। यह प्रक्रिया मेटालोप्रोटीनिस की अनियंत्रित गतिविधि से जुड़ी है जो आंतों के श्लेष्म के कोलेजन को नष्ट कर देती है। चूंकि म्यूकोसा की अखंडता टूट जाती है, रक्त वाहिकाओं से प्रतिरक्षा कोशिकाएं आंतों की दीवार में प्रवेश करती हैं - इस तरह सूजन विकसित होती है, और थोड़ी देर बाद आंतों की दीवार में एक छेद दिखाई देता है।

फाइब्रोस्टेनोसिस आंत का संकुचन है। क्षति के जवाब में, फ़ाइब्रोब्लास्ट गहन रूप से कोलेजन का उत्पादन करते हैं। फिर सक्रिय लाइसिल ऑक्सीडेज- एक बाह्य कोशिकीय तांबा युक्त एंजाइम जो कोलेजन और इलास्टिन में जटिल क्रॉस-लिंक के गठन को उत्प्रेरित करता है। परिपक्व कोलेजन फाइबर के निर्माण के लिए लाइसियोल ऑक्सीडेज आवश्यक है, लेकिन जब यह अधिक मात्रा में होता है, तो समस्याएं शुरू हो जाती हैं। यह एंजाइम एक मजबूत कोलेजन नेटवर्क बनाता है जो आंतों की दीवारों को "सील" करता है, लेकिन कोलेजन "सील" की अत्यधिक कठोरता के कारण, फाइब्रोसिस केवल तेज होता है। परिणाम सूजन और (कभी-कभी) आंतों में रुकावट है। फिस्टुलाइजेशन फाइब्रोस्टेनोसिस को बढ़ाता है: कोलेजन का अनियंत्रित विनाश इसके समान रूप से अनियंत्रित संश्लेषण को उत्तेजित करता है।

ईसीएम का अतिरिक्त संश्लेषणअक्सर कहते हैं कि एक व्यक्ति को कैंसर है और इस कैंसर का पूर्वानुमान खराब है। इसके अलावा, ईसीएम स्वयं ट्यूमर के विकास और मेटास्टेस के प्रसार को बढ़ावा दे सकता है - यह ब्रेन ट्यूमर के लिए सिद्ध हो चुका है। यह विशेष रूप से निराशाजनक है कि मौजूदा उपचार - जैसे कि विकिरण चिकित्सा - ईसीएम को कोशिकाओं को एक संकेत भेजने के लिए मजबूर करने में सक्षम हैं जिससे ब्रेन ट्यूमर की पुनरावृत्ति हो सकती है।

मस्तिष्क के ईसीएम की संरचना अद्वितीय है: इसमें बहुत अधिक हयालूरोनिक एसिड होता है और साथ ही, अन्य सभी ऊतकों के ईसीएम की विशेषता वाले बहुत कम कोलेजन, फाइब्रोनेक्टिन और अन्य घटक होते हैं। ऊतकों के सामान्य कामकाज के लिए एचए के महत्व के बावजूद, कुछ मामलों में यह ट्यूमर कोशिकाओं को संकेत ले जाने में मदद करता है जो उन्हें अधिक आक्रामक बनाते हैं। हम इस बारे में बात करेंगे कि वास्तव में हा "टीज़र" कैंसर कोशिकाएं "खंड" में कैसे होती हैं पिछले वर्ष हमने बाह्य कोशिकीय मैट्रिक्स के बारे में क्या सीखा है?»

विकिरण चिकित्सा HAS2 झिल्ली प्रोटीन के काम को उत्तेजित करती है, जो HA के संश्लेषण के लिए जिम्मेदार होते हैं। नतीजतन, वे अधिक हाइलूरोनिक एसिड को संश्लेषित करते हैं, और जितना अधिक एचए, ट्यूमर कोशिकाएं उतनी ही आक्रामक हो जाती हैं। यह पता चला है कि विकिरण चिकित्सा ट्यूमर मेटास्टेसिस को उत्तेजित कर सकती है। इस प्रकार, ईसीएम की ख़ासियत के कारण, विकिरण चिकित्सा केवल अस्थायी रूप से मदद करती है: ट्यूमर अक्सर वापस आ जाता है, और भी खतरनाक हो जाता है। यही कारण है कि कुछ प्रकार के ब्रेन ट्यूमर का इलाज करना इतना मुश्किल होता है।

ईसीएम समस्याएं उम्र बढ़ने का एक महत्वपूर्ण कारण हैं

उम्र बढ़ने के पहले लक्षण जो तुरंत आंख को पकड़ लेते हैं, वे हैं कमजोरी, भंगुर हड्डियां, झुर्रियों का दिखना और उम्र के धब्बे। इनमें से कई समस्याएं बाह्य कोशिकीय मैट्रिक्स में अपरिवर्तनीय परिवर्तनों से जुड़ी हैं।

कारणों में से एक त्वचा की उम्र बढ़ना- फाइब्रोब्लास्ट्स का विघटन (कोशिकाएं जो बाह्य मैट्रिक्स के घटकों को संश्लेषित करती हैं)। इसी समय, फाइब्रोब्लास्ट की भलाई बाह्य मैट्रिक्स की स्थिति पर निर्भर करती है - एक दुष्चक्र प्राप्त होता है।

चित्रा 4. त्वचा में कोलेजन फिलामेंट्स का फोटोमाइक्रोग्राफ। एक - युवा त्वचा में "संपूर्ण" कोलेजन। बी - उम्र बढ़ने वाली त्वचा में खंडित कोलेजन। तीर पुराने, "फटे" कोलेजन धागे को टुकड़ों में इंगित करते हैं।

फ़ाइब्रोब्लास्ट्स को अच्छा महसूस करने के लिए, उन्हें बरकरार, बरकरार कोलेजन स्ट्रैंड्स से चिपके रहने की आवश्यकता होती है। लेकिन समय के साथ, इन धागों के टुकड़े, और फ़ाइब्रोब्लास्ट के पास एक नया, संपूर्ण कोलेजन (चित्र 4) बनाने के लिए संलग्न करने के लिए कुछ भी नहीं है। अगर हमने इस दुष्चक्र को तोड़ना सीख लिया, तो हमें शायद कभी भी कॉस्मेटोलॉजिस्ट और प्लास्टिक सर्जनों की एंटी-एजिंग सेवाओं की आवश्यकता न पड़े।

हड्डी की उम्र बढ़नासबसे अधिक बार ऑस्टियोब्लास्ट के विघटन के साथ जुड़ा हुआ है। ये कोशिकाएं कोलेजन और विशिष्ट ग्लाइकोप्रोटीन को संश्लेषित करके हड्डी ईसीएम बनाती हैं जो कोलेजन खनिज के पहले चरण में शामिल होते हैं। दूसरे चरण में, कोलेजन एक मजबूत बाह्य मैट्रिक्स में परिवर्तित हो जाता है - हड्डी का आधार।

वर्षों से, पुराने ऑस्टियोब्लास्ट मर जाते हैं, और नए बदतर और बदतर विभाजित होते हैं। जीवित वृद्ध कोशिकाओं के लिए बाह्य कोशिकीय मैट्रिक्स के निर्माण का सामना करना कठिन होता जा रहा है। इस वजह से, वृद्ध लोगों में हड्डियां बहुत नाजुक हो जाती हैं और फ्रैक्चर के बाद ठीक से ठीक नहीं होती हैं।

यदि हम ओस्टियोब्लास्ट को विभाजित करने के लिए मजबूर कर सकते हैं, या कम से कम यह पता लगा सकते हैं कि संयोजी ऊतक को अधिक कुशलता से खनिज बनाने में उनकी मदद कैसे करें, तो वृद्ध लोग फ्रैक्चर से तेजी से ठीक हो पाएंगे। ऐसा काम पहले से ही चल रहा है!

इनमें से एक अध्ययन में, शोधकर्ताओं ने एक कोलेजन जेल लिया, इसमें कोलेजन खनिज (ऑस्टियोकैल्सीन और ऑस्टियोपोन्ट) के लिए जिम्मेदार दो गैर-कोलेजन प्रोटीन जोड़े, और उनके आधार पर एक कृत्रिम बाह्य मैट्रिक्स बनाया। शोधकर्ताओं ने इस कृत्रिम ईसीएम को अस्थि मज्जा स्टेम कोशिकाओं से प्राप्त ऑस्टियोब्लास्ट को "प्रस्तावित" किया। नतीजतन, ऑस्टियोब्लास्ट का विभाजन अधिक सक्रिय हो गया, और इन ऑस्टियोब्लास्ट्स ने बाह्य मैट्रिक्स के अधिक घटकों का उत्पादन करना शुरू कर दिया - हालांकि, अभी तक केवल प्रयोगशाला स्थितियों में। एक कृत्रिम ईसीएम को ट्रॉमेटोलॉजिस्ट के कार्यालय में डालने और वास्तविक रोगियों की हड्डियों के पुनर्निर्माण में सहायता करने से पहले बहुत अधिक शोध की आवश्यकता होगी।

पिछले वर्ष हमने बाह्य कोशिकीय मैट्रिक्स के बारे में क्या सीखा है?

ईसीएम के अध्ययन पर दुनिया भर में सैकड़ों शोध समूह काम कर रहे हैं, और हर दिन इस विषय पर कई प्रकाशन होते हैं। आइए वर्तमान शोध के प्रमुख क्षेत्रों का अंदाजा लगाने के लिए कुछ हालिया कार्यों पर एक नज़र डालें। यहां हमने 2018 में वीसीएम घटकों के बारे में सीखा।

मेटालोप्रोटीनिस

जब मेटालोप्रोटीनिस समय से पहले फेफड़ों के इलास्टिन और कोलेजन को तोड़ देते हैं, तो फेफड़ों का एक संयोजी ऊतक रोग, वातस्फीति होता है। वैज्ञानिकों ने लंबे समय से यह जानने की कोशिश की है कि इस बीमारी में मेटालोप्रोटीनिस की अत्यधिक गतिविधि के लिए कौन सा आनुवंशिक घटक जिम्मेदार है।

जर्मन मैक्स प्लैंक सोसाइटी के शोधकर्ताओं ने फेफड़ों में मेटालोप्रोटीनिस की अत्यधिक गतिविधि को जीन की गतिविधि में कमी के साथ जोड़ा है। Myh10. यदि माउस फेफड़ों में इस जीन को "बंद" कर दिया गया था, तो उनके बाह्य मैट्रिक्स गलत तरीके से बने थे, इंटरलेवोलर सेप्टा नष्ट हो गए थे, एल्वियोली के विस्तार के साथ, उनका कुल सतह क्षेत्र कम हो गया था, जिसका अर्थ है कि गैस विनिमय का सामना करना पड़ा होगा। यही है, मानव फुफ्फुसीय वातस्फीति के विशिष्ट परिदृश्य के अनुसार विकसित होने वाली घटनाएं। इसके अलावा, काम के लेखकों ने जीन की अभिव्यक्ति में कमी का खुलासा किया MYH10वातस्फीति वाले लोगों के फेफड़ों में।

यह संभव है कि भविष्य में हम जीनोम एडिटिंग और जीन थेरेपी का उपयोग करके मैट्रिक्स में होने वाली प्रक्रियाओं को नियंत्रित करना सीखेंगे।

ग्लाइकोप्रोटीन और मेटालोप्रोटीनिस

मेटालोप्रोटीनिस की कपटीता का एक महत्वपूर्ण उदाहरण एन्यूरिज्म का गठन है। इस प्रकार, उदर महाधमनी के धमनीविस्फार के मामले में, मैट्रिक्स मेटालोप्रोटीनिस उन घटकों को नष्ट कर देता है जिनसे इस बड़े पोत का ईसीएम बनाया जाता है। जल्द ही यह क्षेत्र प्रतिरक्षा कोशिकाओं - मैक्रोफेज की गतिविधि के कारण सूजन हो जाता है। मेटालोप्रोटीनेज को महाधमनी को नष्ट करने वाले तंत्र लंबे समय तक अज्ञात रहे हैं।

अमेरिकी शोधकर्ताओं ने यह पता लगाने में कामयाबी हासिल की कि मैक्रोफेज संश्लेषित करते हैं नेट्रिन-1एक प्रोटीन है जो संवहनी चिकनी पेशी कोशिकाओं को सक्रिय करता है। नेट्रिन -1 के प्रभाव में, चिकनी पेशी कोशिकाएं मुक्त मेटालोप्रोटीनिस को सक्रिय करती हैं जो पोत के संयोजी ऊतक को नष्ट कर देती हैं।

शायद किसी दिन हम सीखेंगे कि बाह्य कोशिकीय मैट्रिक्स के विनाश को निर्देशित करने के लिए प्रतिरक्षा कोशिकाओं का उपयोग कैसे करें।

इंटीग्रिन और फाइब्रोनेक्टिन

दक्षिण अफ्रीका के शोधकर्ताओं ने पाया है कि फाइब्रोनेक्टिन का संश्लेषण और क्षरण इंट्रासेल्युलर हीट शॉक प्रोटीन Hsp90 से प्रभावित होता है। यह प्रोटीन LRP1 रिसेप्टर के माध्यम से फाइब्रोनेक्टिन पर कार्य करता है। यदि यह रिसेप्टर अवरुद्ध हो जाता है, तो बाह्य मैट्रिक्स में जमा होने वाले फ़ाइब्रोनेक्टिन की मात्रा कम हो जाती है। और यह बहुत अच्छा है - फाइब्रोनेक्टिन के अत्यधिक संचय के कारण, कई ईसीएम विकृति विकसित होती है।

यह संभव है कि यदि हम विभिन्न ऊतकों की कोशिकाओं में समान रिसेप्टर्स पाते हैं और उन पर कार्य करना सीखते हैं, तो हम ईसीएम के संचय से जुड़े रोगों को रोकने में सक्षम होंगे - उदाहरण के लिए, फुफ्फुसीय फाइब्रोसिस।

हाईऐल्युरोनिक एसिड

बाह्य मैट्रिक्स के एक घटक के रूप में, हयालूरोनिक एसिड ईसीएम से सेल तक सिग्नल ट्रांसमिशन में शामिल होता है और यहां तक ​​कि एक स्वस्थ सेल को एक घातक में बदल सकता है। Hyaluronic एसिड CD44 रिसेप्टर के माध्यम से कोशिकाओं पर कार्य करता है।

यह पता लगाना संभव था कि संकेत की तीव्रता जो कोशिका में घातक प्रक्रिया को ट्रिगर करती है और यह निर्धारित करती है कि परिणामी कैंसर कोशिका कितनी खतरनाक होगी, यह हयालूरोनिक एसिड की एकाग्रता और इसके आणविक भार पर निर्भर करता है।

Hyaluronic एसिड ट्रांसमेम्ब्रेन प्रोटीन CD44 इंटीगिन से जुड़कर कैंसर कोशिकाओं को नियंत्रित करता है। CD44 रिसेप्टर का सक्रियण एपोप्टोसिस को दबा देता है, जिसके कारण कोशिका "अमर" हो जाती है, यानी कैंसर हो जाता है। जितना अधिक हयालूरोनिक एसिड होगा, उतने ही अधिक CD44 रिसेप्टर्स सक्रिय होंगे और, तदनुसार, कैंसर कोशिकाएं उतनी ही खतरनाक और आक्रामक होंगी।

अगर हम मैनेज करना सीख जाएं हयालूरोनिडेसेस- एंजाइम जो हयालूरोनिक एसिड के संशोधन और क्षरण के लिए जिम्मेदार हैं - हम कैंसर के विकास और मेटास्टेस की उपस्थिति को रोकने में सक्षम होंगे।

वीकेएम कैसे बनाएं

जब हम कृत्रिम ईसीएम बनाने की तकनीक में सुधार करते हैं, तो हम पूर्ण विकसित ऊतकों का उत्पादन करने और पुनर्योजी चिकित्सा में उनका उपयोग करने में सक्षम होंगे। इस दिशा में लंबे समय से काम चल रहा है और पिछले साल हम कृत्रिम ईसीएम की तकनीक की दिशा में कई महत्वपूर्ण कदम उठाने में कामयाब रहे।

शोधकर्ता पहले ही सीख चुके हैं कि ईसीएम के कार्यशील 3डी मॉडल कैसे बनाए जाते हैं (चित्र 5)। पारंपरिक 2D मॉडल के विपरीत, जो वास्तव में, पेट्री डिश में एक सेल कल्चर थे, 3D मॉडल आपको उस ऊतक का एक कार्यशील वॉल्यूमेट्रिक "मॉडल" बनाने की अनुमति देते हैं जिसकी हमें आवश्यकता होती है।

चित्र 5क. एक मानक "फ्लैट" 2D मॉडल पर संयोजी ऊतक के "वॉल्यूमेट्रिक" 3D मॉडल के लाभ। 2डी मॉडल. दो-आयामी प्लास्टिक सब्सट्रेट पर विकसित कोशिकाएं अस्वाभाविक रूप से व्यवहार करती हैं: वे एक परत में विकसित होती हैं, जो अंतःक्रियात्मक बातचीत को बाधित करती हैं।

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चित्रा 5 बी। एक मानक "फ्लैट" 2D मॉडल पर संयोजी ऊतक के "वॉल्यूमेट्रिक" 3D मॉडल के लाभ। 3डी मॉडल. "जीवित लेआउट" लगभग एक कार्यात्मक ऊतक के समान व्यवहार करता है: कोशिकाएं बढ़ती हैं और खुद को "पसंद" के रूप में व्यवस्थित करती हैं, इसलिए वे पूर्ण अंतरकोशिकीय बातचीत की क्षमता बनाए रखती हैं।

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3D मॉडल को संशोधित और संशोधित किया जा सकता है। पहले हाइड्रोजेल पहले ही बनाए जा चुके हैं - पानी को बनाए रखने में सक्षम जैव-संगत सिंथेटिक पॉलिमर। हाइड्रोजेल के आगमन के साथ, आंतरिक अंगों को मुद्रित करने की सैद्धांतिक संभावना भी थी।

पहले लैब-मुद्रित 3D अंग अस्पताल पहुंचने से पहले, वैज्ञानिकों को अभी भी बहुत सी समस्याओं का समाधान करना है। उदाहरण के लिए, शोधकर्ताओं ने अभी तक यह पता नहीं लगाया है कि कृत्रिम अंगों में रक्त वाहिकाओं को "कैसे" लाया जाए। ईसीएम के जीव विज्ञान को समझने से भी इसमें मदद मिल सकती है - आखिरकार, हम पहले से ही जानते हैं कि बाह्य मैट्रिक्स अन्य बातों के अलावा, रक्त वाहिकाओं के विकास को नियंत्रित करता है।

निष्कर्ष

बाह्य मैट्रिक्स एक बहुत बड़ा विषय है जिसे एक लेख में शामिल करना बहुत मुश्किल है। एक बात स्पष्ट है: यदि हम यह पता लगा सकें कि ईसीएम कैसे कार्य करता है और कोशिकाओं को प्रभावित करता है, तो दवा एक बड़ा कदम आगे ले जाएगी।

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संभवतः मानव उम्र बढ़ने का मुख्य कारण बाह्य मैट्रिक्स की उम्र बढ़ने में निहित है। मुख्य केवल एक ही नहीं है, बल्कि वह है जो इस तथ्य में सबसे बड़ा योगदान देता है कि लोग अपने जीवन को 120 से अधिक वर्षों तक नहीं बढ़ा सकते हैं। इस तथ्य के बावजूद कि हम नहीं जानते कि मैट्रिक्स को कैसे फिर से जीवंत करना है, अब हम शायद जानते हैं कि उम्र बढ़ने क्या है। इसका मतलब है कि हम जीत की सबसे अधिक संभावना है। लेकिन इसके लिए जरूरी है कि वैज्ञानिक प्रयासों पर ठीक से फोकस किया जाए। दरअसल, बाह्य कोशिकीय मैट्रिक्स की उम्र बढ़ने की खोज के बाद से 100 वर्षों से, हम कोशिका में उम्र बढ़ने के कारण की तलाश कर रहे हैं और यह नहीं सोचा था कि यह बाह्य मैट्रिक्स में हो सकता है। 2018 वह वर्ष है जब हम शायद मानव अमरता की राह शुरू करते हैं। मैं अलेक्जेंडर फेडिंटसेव, निकोले ज़क, डेनिस ओडिनोकोव को मानव उम्र बढ़ने के मुख्य तंत्र के बारे में जानकारी और परिकल्पना के लिए धन्यवाद देता हूं, जिन्हें इस समीक्षा में शामिल किया गया था।

एक्स्ट्रासेलुलर मैट्रिक्स को शरीर के ऊतकों की गैर-सेलुलर संरचनाएं कहा जाता है। वे संयोजी ऊतक का आधार बनाते हैं और इसकी कोशिकाओं द्वारा बनते हैं। बाह्य मैट्रिक्स की मुख्य भूमिका यह है कि यह ऊतकों को यांत्रिक सहायता प्रदान करता है, उनके शारीरिक कार्यों (हड्डियों के कैल्सीफाइड मैट्रिक्स और दांतों के मैट्रिक्स; कॉर्निया के पारदर्शी मैट्रिक्स; रस्सी की तरह कण्डरा मैट्रिक्स जो विशाल तन्यता बलों का सामना कर सकता है) का निर्धारण करता है। . कोशिकाएं ऊतक का लगभग 20% हिस्सा बनाती हैं, शेष 80% बाह्य मैट्रिक्स हैं। बाह्य मैट्रिक्स की संरचना पर विचार करें।

इंटेग्रिन , डायस्ट्रोग्लाइकेन्स , डिस्कोइडिन डोमेन रिसेप्टर्स - कोशिका झिल्ली में प्रवेश करने वाले प्रोटीन - कोशिका रिसेप्टर्स जो अंतरकोशिकीय वातावरण के साथ बातचीत करते हैं और विभिन्न अंतरकोशिकीय संकेतों को प्रसारित करते हैं (बाईं ओर की आकृति देखें)। उनके माध्यम से, कोशिका बाह्य मैट्रिक्स के माध्यम से अन्य कोशिकाओं के साथ संकेतों का आदान-प्रदान करती है।

इसके बाद तहखाने की झिल्ली होती है, जो कोशिका को बाह्य मैट्रिक्स से अलग करती है। अर्थात्, कोशिका बाह्य कोशिकीय मैट्रिक्स से सीधे संपर्क नहीं करती है। तहखाने की झिल्ली बनती है लेमिनिन(लाइट प्लेट) और कोलेजन IVप्रकार (डार्क प्लेट)। प्रोटीन बाध्य निडोजेनोम, वे एक स्थानिक संरचना बनाते हैं, और कोशिकाओं के यांत्रिक समर्थन और सुरक्षा की भूमिका भी निभाते हैं। फ़ाइब्रोनेक्टिन - एक ग्लाइकोप्रोटीन, जो ऊतकों की संरचना के लिए भी जिम्मेदार होता है, मल्टीमेरिक चेन बना सकता है, आसंजन में शामिल होता है - यानी कोशिकाओं के आसंजन में। एक प्रोटीन अणु भी होता है पेर्लेकैन. यह एंडोथेलियल बाधा, संचार प्रणाली और केंद्रीय तंत्रिका तंत्र के बीच शारीरिक बाधा को बनाए रखने में मदद करता है। proteoglycan नकली मुस्कानस्नायु कोशिकाओं को तंत्रिका आवेगों के वितरण के लिए जिम्मेदार, न्यूरोमस्कुलर जंक्शन में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।

इसके बाद बाह्य मैट्रिक्स आता है। बाह्य मैट्रिक्स फाइबर के साथ पारगम्य है कोलेजनएक फाइब्रिलर प्रोटीन है जो शरीर के संयोजी ऊतक (कण्डरा, हड्डियों, डर्मिस, उपास्थि, आदि) का आधार बनाता है, इसकी ताकत और लोच प्रदान करता है। इलास्टिनप्रोटीन फाइबर का त्रि-आयामी नेटवर्क बनाता है। यह नेटवर्क न केवल ऊतकों की यांत्रिक शक्ति के लिए महत्वपूर्ण है, बल्कि कोशिकाओं के बीच संपर्क भी प्रदान करता है, कोशिकाओं के लिए प्रवास पथ बनाता है जिसके साथ वे आगे बढ़ सकते हैं। विभिन्न कोशिकाओं और ऊतकों को एक दूसरे से अलग करता है। उदाहरण के लिए, यह जोड़ों में पर्ची प्रदान करता है। अग्रग्रेकन- प्रोटीओग्लिकैन चोंड्रोइटिन सल्फेट, जो पानी, हयालूरोनिक एसिड और प्रोटीन को बांधता है, और परासरण भी बनाता है। तदनुसार, भारी भार के प्रतिरोध के साथ, इंटरवर्टेब्रल डिस्क और उपास्थि सहित संयोजी ऊतक को समाप्त करना। हाईऐल्युरोनिक एसिड ऊतक पुनर्जनन में भाग लेता है, श्लेष सहित कई जैविक तरल पदार्थों में निहित है। संयोजी ऊतक की चिपचिपाहट के लिए जिम्मेदार। हयालूरोनिक एसिड, एग्रेकेन के संयोजन में, संपीड़न के लिए प्रतिरोध बनाता है। इसके अलावा, हयालूरोनिक एसिड जैविक स्नेहक और आर्टिकुलर कार्टिलेज का मुख्य घटक है, जिसमें यह प्रत्येक चोंड्रोसाइट सेल के खोल के रूप में मौजूद होता है। मैट्रिक्स में पानी भी होता है। आरेख में पानी को आरेख के बिल्कुल नीचे नीली तरंगों द्वारा दर्शाया गया है। पानी अस्थि ऊतक में मैट्रिक्स का 25% और रक्त प्लाज्मा में 90% तक बनाता है।

कोलेजन VIIप्रकार एक कनेक्टिंग संरचनात्मक तत्व की भूमिका निभाता है। उदाहरण के लिए, त्वचा में - ये एंकर तंतु हैं, त्वचा के डर्मिस और एपिडर्मिस के लिगामेंट में।

बाह्य मैट्रिक्स के भीतर ही फाइब्रोब्लास्ट नामक कोशिकाएं होती हैं। ये वे कोशिकाएं हैं जो कोलेजन, इलास्टिन और प्रोटीयोग्लाइकेन्स का उत्पादन करती हैं। इसके अलावा बाह्य मैट्रिक्स में अन्य कोशिकाएं हो सकती हैं: वसा, प्लाज्मा कोशिकाएं, और उपास्थि में - चोंड्रोब्लास्ट और चोंड्रोसाइट्स, आदि। कपड़े के प्रकार के आधार पर।

उम्र बढ़ने के साथ, बाह्य मैट्रिक्स की संरचनाओं में परिवर्तन होता है (बाईं ओर की तस्वीर देखें), जिसके परिणामस्वरूप अंगों और ऊतकों की कार्यात्मक स्थिति परेशान होती है, विभिन्न प्रकार के विकृति विकसित होते हैं। कोशिकाओं को अब उनके सामान्य विकास और विभाजन के लिए पर्याप्त पोषण नहीं मिलता है। तंत्रिका चालन (कोशिकाओं के बीच संबंध), उनकी गतिशीलता बिगड़ जाती है। हम इसे प्राकृतिक उम्र बढ़ने की प्रक्रिया कहते हैं। बुढ़ापा एक शिथिलता है, इंट्रासेल्युलर इंटरैक्शन, बाह्य संचार और अन्य इंटरकनेक्शन की प्रणालियों का एक विकार है। बीमारी एक विकार है, बीमारी कोई विपथन नहीं है। बुढ़ापा एक बीमारी है। इस तरह के उल्लंघनों को खत्म करने के तरीके, साथ ही उनकी रोकथाम के तरीके, आधुनिक गेरोन्टोलॉजी के सबसे आशाजनक क्षेत्रों में से एक हैं।

एक व्यक्ति के पूरे जीवन में, मैट्रिक्स की उम्र - कोलेजन फाइबर एक साथ सिले होते हैं। लेकिन जब कोई व्यक्ति बढ़ता है, तो "क्रॉसलिंक्स" की एकाग्रता कम हो जाती है। जब कोई जीव बढ़ना बंद कर देता है, तो क्रॉसलिंक्स की सांद्रता बढ़ जाती है और मैट्रिक्स तेजी से कठोर हो जाता है। क्रॉस-लिंक हृदय, वाहिकाओं आदि को अकुशल बनाते हैं। जब मैट्रिक्स में "क्रॉसलिंक्स" के कारण ऊतकों का सख्त होना जीवन के लिए खतरनाक अनुपात तक पहुंच जाता है, तो एक व्यक्ति की मृत्यु हो जाती है। इस बिंदु पर, सेल कायाकल्प अब किसी व्यक्ति के जीवन को नहीं बचाएगा - यह सीमा है।

1998 ब्रिस्टल विश्वविद्यालय, लैंगफोर्ड, यूके. बाह्य मैट्रिक्स में हानिकारक उम्र से संबंधित परिवर्तन, जो जोड़ों की कठोरता, गुर्दे की संवहनी प्रणाली और केशिकाओं के साथ-साथ आंखों की रेटिना में प्रकट होते हैं, मुख्य रूप से बाह्य मैट्रिक्स के इंटरमॉलिक्युलर "क्रॉसलिंकिंग" के कारण होते हैं। कोलेजन अणु। बाह्य मैट्रिक्स में इस तरह के प्रोटीन "क्रॉसलिंक्स" का गठन के संपर्क का परिणाम हो सकता है विकिरण और मुक्त कण. क्रॉस-लिंक के गठन का प्रदर्शन 40 साल से अधिक पहले वेरज़ार द्वारा किया गया था। अब यह ज्ञात है कि इस प्रक्रिया में दो अलग-अलग तंत्र शामिल हैं: एक विकास और परिपक्वता के दौरान एंजाइमों द्वारा सख्ती से नियंत्रित होता है, और एक स्थिर दर पर होता है, और दूसरा यादृच्छिक, गैर-एंजाइमी होता है, जो कई कारकों पर निर्भर करता है। यह ग्लाइकेशन के रूप में जाना जाने वाला दूसरा गैर-एंजाइम है, जिसमें ग्लूकोज और बाद के ऑक्सीकरण उत्पादों के साथ प्रतिक्रिया शामिल है, वृद्धावस्था में त्वरित उम्र बढ़ने और क्षतिग्रस्त बाह्य मैट्रिक्स कोलेजन का मुख्य कारण है। मधुमेह के रोगियों में दूसरी प्रक्रिया भी तेज हो सकती है रक्त परीक्षण में उच्च ग्लूकोज स्तर. यदि हम केवल पहली प्रक्रिया से प्रभावित होते, तो बुढ़ापा कुछ अधिक धीरे-धीरे आगे बढ़ता।

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2001, ब्रिस्टल विश्वविद्यालय, यूके. बाहरी बुढ़ापा झुर्रीदार त्वचा, जोड़ों के बिगड़ने, शरीर के विकास में कमी के रूप में प्रकट होता है। लेकिन इतना ही नहीं। झुर्रियां ही नहीं। आंतरिक अंगों में भी इसी तरह के परिवर्तन होते हैं। मुख्य रूप से - हृदय में, संवहनी तंत्र में, यकृत में, फेफड़ों में गुर्दे में, आदि। वृद्धावस्था में होने वाले ऊतक उम्र बढ़ने की बाहरी अभिव्यक्तियाँ मुख्य रूप से शरीर के दो मुख्य संरचनात्मक प्रोटीनों पर निर्भर करती हैं: कोलेजन और इलास्टिन . इन प्रोटीनों में परिवर्तन इंटरमॉलिक्युलर क्रॉसलिंकिंग और साइड चेन संशोधनों से जुड़े हैं। हालांकि, नए कोलेजन और इलास्टिन बहुत धीरे-धीरे बनते हैं।

कोलेजन ऊतकों की जैविक विविधता को कोलेजन अणुओं के परिवार द्वारा समझाया जा सकता है, जो कुछ हद तक कुछ अंगों या प्रणालियों की विशेषता है। उदाहरण के लिए, हड्डियों और टेंडन में मुख्य रूप से टाइप I कोलेजन, वैस्कुलर सिस्टम टाइप III और कार्टिलेज टाइप II होते हैं। रेशेदार तहखाने झिल्ली प्रकार IV हैं। उम्र के साथ, त्वचा में टाइप III कोलेजन बढ़ता है।

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2013, जॉन्स हॉपकिन्स यूनिवर्सिटी, यूएसए. जिगर की फाइब्रोसिस - सिकाट्रिकियल परिवर्तनों की उपस्थिति के साथ संयोजी ऊतक के विकास के परिणामस्वरूप यकृत समारोह का नुकसान - अक्सर उम्र बढ़ने के दौरान मनाया जाता है। ट्रांसफॉर्मिंग ग्रोथ फैक्टर-β बाद के यकृत फाइब्रोसिस के साथ उपकला-मेसेनकाइमल संक्रमण में शामिल है। गंभीर लिवर फाइब्रोसिस वाले रोगियों में विटामिन डी की कमी आम है। जैविक रूप से सक्रिय विटामिन डीजिगर में टाइप I कोलेजन के गठन को रोकता है, अवरुद्ध करता है ट्रांसफॉर्मिंग ग्रोथ फैक्टर-β. पुरानी जिगर की बीमारी वाले रोगियों में रक्त परीक्षण में कमी का सुधार यकृत फाइब्रोसिस की प्रगति को दबाने के लिए एक संभावित उपचार है। यह महत्वपूर्ण है, क्योंकि यह उम्र बढ़ने का मैट्रिक्स है जो यंत्रवत् सक्रिय होता है TGF-β टोरंटो विश्वविद्यालय, कनाडा के 2014 के एक अध्ययन के अनुसार.

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फाइब्रोसिस विभिन्न अंगों में सिकाट्रिकियल परिवर्तनों की उपस्थिति के साथ कोलेजन का अतिवृद्धि है, जो आमतौर पर उम्र बढ़ने की प्रक्रिया में पुरानी सूजन के परिणामस्वरूप होता है। किसी भी अंग का फाइब्रोसिस अंग के कार्य के नुकसान से पहले होता है। फाइब्रोसिस में मुख्य भागीदार फाइब्रोब्लास्ट और कोलेजन (पहले और तीसरे प्रकार के कोलेजन) हैं। फाइब्रोसिस का एक महत्वपूर्ण उत्तेजक हार्मोन एंजियोटेंसिन II है, जो उच्च रक्तचाप वाले लोगों में बढ़ जाता है। इसलिए हाई ब्लड प्रेशर वाले लोगों की उम्र तेजी से बढ़ती है। इसके अलावा, ऊतक फाइब्रोसिस हार्मोन एल्डोस्टेरोन से प्रभावित होता है, जो उच्च रक्तचाप वाले लोगों में भी बढ़ जाता है। इसके अलावा, उच्च रक्तचाप के साथ दिल के यांत्रिक ओवरस्ट्रेन और हार्मोन एंजियोटेंसिन II की गतिविधि में वृद्धि, टीजीएफ बीटा की गतिविधि को जन्म देती है, जो फाइब्रोसिस को उत्तेजित करती है। इसीलिए उच्च रक्तचाप के लिए कई दवाएं ऊतक फाइब्रोसिस से हृदय के विनाश को रोकती हैं.

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2014, राष्ट्रीय ताइवान विश्वविद्यालय अस्पताल।प्रोटीनूरिया और मृत्यु दर को कम करने के लिए उपचार के लिए या सार्तन के साथ संयोजन और भी अधिक प्रभावी है। 2015 का मेटा-विश्लेषण - सार्टन्स (या एसीई इनहिबिटर) के साथ पेंटोक्सिफाइलाइन का संयोजन सुरक्षित है। उन्नत क्रोनिक रीनल फेल्योर में पेंटोक्सिफायलाइन ने सार्टन या एसीई इनहिबिटर के साथ मोनोथेरेपी से बेहतर किडनी की रक्षा की। एक एसीई अवरोधक के साथ पेंटोक्सिफाइलाइन का संयोजन गुर्दे की बीमारी की प्रगति को लगभग पूरी तरह से अवरुद्ध कर सकता है। अंत-चरण वृक्क रोग की प्रगति फैलाना फाइब्रोसिस की विशेषता है। TGF-β1 (ट्रांसफॉर्मिंग ग्रोथ फैक्टर-β) रीनल फाइब्रोसिस का एक प्रमुख मध्यस्थ है जो CTGF के माध्यम से कार्य करता है। Pentoxifylline लगातार होने के बावजूद संयोजी ऊतक वृद्धि कारक (CTGF) का एक प्रबल अवरोधक है टीजीएफ-β1 स्तरएंजियोटेंसिन II द्वारा सक्रियण के कारण।

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हम उच्च ग्लाइसेमिक लोड वाले खाद्य पदार्थ खाने, बहुत सारे उन्नत ग्लाइकेशन अंत उत्पादों को खाने, बहुत सारे पॉलीअनसेचुरेटेड फैटी एसिड खाने, एक निष्क्रिय जीवन शैली का नेतृत्व करने, या अत्यधिक शारीरिक गतिविधि का दुरुपयोग करके मैट्रिक्स उम्र बढ़ने में तेजी ला सकते हैं। और सब कुछ जो जानवरों के जीवन को लम्बा खींचता है, मैट्रिक्स की उम्र बढ़ने को धीमा कर देता है।

और आणविक तंत्र के अध्ययन से पता चलता है कि एजीई रिसेप्टर्स की अत्यधिक गतिविधि (ग्लाइकेशन एंड प्रोडक्ट रिसेप्टर्स जो अंतिम उत्पादों द्वारा सक्रिय होते हैंग्लिकेशन ) इष्टतम की कार्रवाई को दबा देता हैजीवन विस्तार के लिए IGF-1। यह चित्र में अच्छी तरह से दिखाया गया है (चित्र ए। मोस्कलेव की प्रस्तुति से लिया गया है)। तब प्रश्न उठता है कि क्या उन्नत ग्लाइकेशन अंत उत्पाद विभिन्न आहारों द्वारा जीवन विस्तार में हस्तक्षेप कर सकते हैं? ग्लाइकेशन एंड प्रोडक्ट्स (एजीई) ग्लाइकेशन एंड प्रोडक्ट रिसेप्टर्स (रेज) से जुड़ते हैं।ग्लाइकेशन एंड प्रोडक्ट (रेज) रिसेप्टर्स के सक्रिय होने से सूजन बढ़ जाती है, जिससे उम्र बढ़ने में तेजी आती है। sRAGE रेज गतिविधि के अंतर्जात अवरोधक हैं। AGE और RAGE मधुमेह में बढ़ जाते हैं। sRAGE द्वारा RAGE सक्रियण की नाकाबंदी संवहनी पारगम्यता को कम करती है, एथेरोस्क्लोरोटिक घावों के विकास को कम करती है, और मधुमेह के कृन्तकों में घाव भरने को बढ़ाती है। अब आप एक बायोहाकर (www.biochemmack.ru/catalog/element/13916/16581) के लिए एंजाइम इम्युनोसे द्वारा ग्लाइकोसिलेशन एंड प्रोडक्ट्स रिसेप्टर (sRAGE) के मात्रात्मक निर्धारण के लिए अभिकर्मकों की एक किट भी खरीद सकते हैं।

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चूहों पर किए गए अध्ययनों में माउंट सिनाई स्कूल ऑफ मेडिसिन (यूएसए), 2007, यह दिखाया गया है कि एक आहार जो सबसे आम उन्नत ग्लाइकेशन अंत उत्पादों में से एक को कम करता है (एन (ई) - (कार्बोक्सिमिथाइल) लाइसिन (एससीएमएल)जानवरों के औसत और अधिकतम जीवन काल (क्रमशः 15 और 6% तक) में उल्लेखनीय वृद्धि करने के लिए पर्याप्त था। चूहे ने उन्नत ग्लाइकेशन अंत उत्पादों में उच्च खाद्य पदार्थों में कम आहार खिलाया (बाईं ओर ग्राफ देखें)। इसके अलावा, आहार में उन्नत ग्लाइकेशन अंत उत्पादों के निम्न स्तर वाले चूहे शरीर के वजन को काफी कम करने में सक्षम थे। इससे पता चलता है कि अधिक वजन होना न केवल उच्च आहार कैलोरी सेवन का परिणाम है, बल्कि उन्नत ग्लाइकेशन अंत उत्पादों के उच्च सेवन का भी परिणाम है।

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लेकिन यहाँ एक महत्वपूर्ण तथ्य है! कर्मचारियों द्वारा किए गए निम्नलिखित अध्ययन में 2008 में माउंट सिनाई स्कूल ऑफ मेडिसिन (यूएसए),यह दिखाया गया था कि यदि एक कम कैलोरी आहार तैयार किया गया था ताकि इसमें उन्नत ग्लाइकेशन अंत उत्पादों की समान मात्रा हो, जैसा कि कैलोरी में कमी के बिना किया गया था, तो जानवरों के जीवन को लम्बा करने का प्रभाव नहीं देखा गया था, यहां तक ​​​​कि जीवन प्रत्याशा को थोड़ा कम कर दिया गया था ( बाईं ओर ग्राफ देखें)। इससे हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि जीवन विस्तार का प्रभाव सबसे अधिक संभावना के कारण होता है आहार में उन्नत ग्लाइकेशन अंत उत्पादों में कमी. दरअसल, कम खाना खाने से हम ग्लाइकेशन के कम अंत उत्पाद भी खाते हैं, अगर हम खुद आहार नहीं बदलते हैं, लेकिन केवल खाए गए भोजन की मात्रा को कम करते हैं।
इसका हमारे लिए क्या व्यावहारिक महत्व हो सकता है? यदि आप भोजन के साथ कार्बोहाइड्रेट का सेवन कम करते हैं, लेकिन साथ ही तले हुए, पके हुए भोजन, लंबे समय से संग्रहीत वसा या वृद्ध जानवरों से वसा खाते हैं, तो जीवन प्रत्याशा में अपेक्षित वृद्धि नहीं होगी।

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कीटो डाइटर्स तला हुआ खाना पसंद करते हैं और इसे बुरा नहीं मानते। तलने से भोजन में रिकॉर्ड संख्या में उन्नत ग्लाइकेशन अंत उत्पाद बनते हैं, जिनकी चर्चा नीचे की जाएगी। हालांकि, कीटो आहार के अनुयायी मानते हैं कि वे भोजन से अवशोषित नहीं होते हैं, और मानते हैं कि ये ग्लाइकेशन के कुछ अन्य अंतिम उत्पाद हैं। हाल ही में, यह भी संदेह करने लगा कि ग्लाइकेशन के अंतिम उत्पाद हानिकारक हैं।

ये वही ग्लाइकेशन एंड उत्पाद हैं, मिथाइलग्लॉक्सल (एसएमजी) और एन (ई) - (कार्बोक्सिमिथाइल) लाइसिन (एससीएमएल) के एजीई डेरिवेटिव। उन्नत ग्लाइकेशन अंत उत्पादों का आहार सेवन रक्त में उनके पता लगाने के साथ जुड़ा हुआ है (नीचे अध्ययन के परिणाम देखें)। यद्यपि ये पदार्थ कुछ प्रकार के कैंसर के अस्तित्व में हस्तक्षेप कर सकते हैं, फिर भी वे सूजन के प्रेरण के साथ-साथ सूजन के माध्यम से और एटी 1 (एंजियोटेंसिन II हार्मोन) रिसेप्टर्स (www.ncbi) पर कार्रवाई के माध्यम से इसी प्रकार के कैंसर का कारण बनते हैं। .nlm.nih.gov /pubmed/15569303) उच्च रक्तचाप और एथेरोस्क्लेरोसिस।

लेकिन क्या भोजन से ग्लाइकेशन अंत उत्पाद वास्तव में रक्तप्रवाह में प्रवेश करते हैं? 2007 में माउंट सिनाई स्कूल ऑफ मेडिसिन (यूएसए) के कर्मचारी. 172 युवाओं का अध्ययन किया (< 45 лет) и более старшего возраста (>60 वर्ष के) स्वस्थ लोगों के लिए यह निर्धारित करने के लिए कि क्या मिथाइलग्लॉक्सल (एसएमजी) और एन (ई) - (कार्बोक्सिमिथाइल) लाइसिन (एससीएमएल) के एजीई डेरिवेटिव के उन्नत ग्लाइकेशन अंत उत्पादों के रक्त स्तर इन दो आयु समूहों में भिन्न हैं। हमने रक्त में उनकी मात्रा, सूजन के साथ उनके संबंध पर भोजन के साथ उन्नत ग्लाइकेशन अंत उत्पादों की खपत के प्रभाव (उम्र की परवाह किए बिना) का भी अध्ययन किया। उन्नत ग्लाइकेशन अंत उत्पादों (लेकिन कैलोरी नहीं) का बढ़ा हुआ आहार सेवन, उम्र की परवाह किए बिना, रक्त में उन्नत ग्लाइसेमिक अंत उत्पादों के बढ़े हुए स्तर और एक भड़काऊ मार्कर (स्तर) में वृद्धि के साथ सहसंबद्ध था।

एक साल पहले गुर्दे की कमी वाले रोगियों में भी यही निष्कर्ष निकाला गया था। पर 2003 माउंट सिनाई स्कूल ऑफ मेडिसिन स्टाफ (यूएसए)एक अध्ययन किया। डायलिसिस पर गैर-मधुमेह गुर्दे की विफलता वाले छब्बीस रोगियों को दो समूहों में विभाजित किया गया था। पहले समूह को उच्च आहार प्राप्त हुआ, और दूसरा - चार सप्ताह के लिए उन्नत ग्लाइकेशन अंत उत्पादों की कम सामग्री के साथ। फिर, तीन दिनों के लिए, तीन दिनों के उपवास रक्त और मूत्र में ग्लाइकेशन अंत उत्पादों जैसे मिथाइलग्लॉक्सल (एसएमजी) और एन (ई) - (कार्बोक्सिमिथाइल) लाइसिन (एससीएमएल) के एजीई-डेरिवेटिव्स की उपस्थिति निर्धारित की गई थी। ग्लाइकेशन के अंतिम उत्पादों की सामग्री भोजन के साथ ग्लाइकेशन के अंतिम उत्पादों के सेवन पर निर्भर करती है।

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लेकिन तले, पके हुए और बासी पशु उत्पादों में इतने सारे ग्लाइकेशन अंत उत्पाद क्यों हैं? पर 2013 माउंट सिनाई स्कूल ऑफ मेडिसिन (यूएसए) द्वाराकई वर्षों में एक बड़ा अध्ययन किया गया था। हमने गर्मी उपचार प्राप्त करने वाले खाद्य पदार्थों की तुलना करके भोजन से ग्लाइकेशन अंत उत्पादों के स्वास्थ्य प्रभावों का अध्ययन किया: उबला हुआ (100 डिग्री सेल्सियस), तला हुआ (225 डिग्री सेल्सियस), डीप-फ्राइड (180 डिग्री सेल्सियस), ओवन में बेक किया हुआ (230 डिग्री सेल्सियस) ) और रोस्टिंग (177°C)। यह पता चला कि ग्लाइकेशन के अंतिम उत्पाद की सामग्री में चैंपियन कार्बोक्सिमिथाइलिसिनतला हुआ बेकन है। 100 ग्राम तले हुए बेकन में उतना ही कार्बोक्सिमिथाइल लाइसिन होता है, जितना कि हमारा ग्लाइऑक्सालेज़ सिस्टम सिर्फ एक हफ्ते में बेअसर कर सकता है। तले हुए बेकन का एक टुकड़ा शरीर को एक दिन में खाए जाने वाले अन्य सभी खाद्य पदार्थों में कार्बोक्सिमिथाइल लाइसिन की मात्रा से कई गुना अधिक आपूर्ति करता है।

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भोजन से ग्लाइकेशन के अंतिम उत्पादों को पूरी तरह से खत्म करने की कोशिश करना जरूरी नहीं है, शरीर की ग्लाइऑक्सालेज़ प्रणाली सफलतापूर्वक उनका मुकाबला करती है।   ब्रोकोली से इस प्रणाली को बहुत शक्तिशाली रूप से उत्तेजित करता है। हमें बस अपने शरीर में उन्नत ग्लाइकेशन अंत उत्पादों की अधिकता को रोकने की आवश्यकता है। ऐसा करने के लिए, (मिठाई, आटा, आदि) वाले खाद्य पदार्थ नहीं खाना पर्याप्त है, क्योंकि वे शरीर में ही ग्लाइकेशन का कारण बनते हैं, और आपको इसकी भी आवश्यकता होती है जब भी संभव हो कच्चे खाद्य पदार्थ खाएं - खासकर सब्जियां. लंबे समय तक उत्पादों में गर्मी उपचार होता है, और उनकी तैयारी का तापमान जितना अधिक होता है, उतना ही उनमें ग्लाइकेशन (कार्बोक्सिमिथाइलिसिन) का अंतिम उत्पाद होता है। यह निम्नलिखित आकृति में स्पष्ट रूप से देखा गया है और तालिका में दिखाया गया है (नीचे तालिका देखें)। उदाहरण के लिए, उन्नत ग्लाइकेशन अंत उत्पादों में कच्चा चिकन कम होता है। उबले हुए चिकन में, पकाया या दम किया हुआ - पहले से ही अधिक। और तला हुआ में, और इससे भी ज्यादा, ओवन में पकाया जाता है - और भी।

उन्नत ग्लाइकेशन अंत उत्पादों के साथ भोजन को समृद्ध करने का सबसे आम तरीका भोजन, बेकिंग और अन्य उच्च तापमान प्रसंस्करण विधियों को तलना है। भोजन जितना लंबा और उच्च तापमान पर पकाया जाता है, उसमें उतने ही अधिक पदार्थ होते हैं, इसलिए इसका उपयोग करने की सिफारिश की जाती है। इसलिए, सब्जियों को कच्चा खाना सबसे अच्छा है, दलिया उबालकर नहीं, बल्कि भाप में, और मांस उबाल लें, लेकिन सेंकना या तलना न करें। उदाहरण के लिए, उन्नत ग्लाइकेशन अंतिम उत्पाद की मात्रा ( कार्बोक्सिमिथाइलिसिन)चिकन स्तन में गर्मी उपचार की विधि के आधार पर भिन्न होता है (तालिका देखें)।

2015, हार्वर्ड स्टेम सेल इंस्टीट्यूट और प्रिंसटन यूनिवर्सिटी, यूएसए. हस्तक्षेप जो उम्र बढ़ने में देरी करते हैं, ऐसे तंत्र को जुटाते हैं जो सेलुलर घटकों की रक्षा और पुनर्स्थापित करते हैं। लेकिन यह ज्ञात नहीं था कि ये हस्तक्षेप बाह्य मैट्रिक्स की उम्र बढ़ने को कैसे धीमा कर सकते हैं। इस अध्ययन में, कोलेजन अभिव्यक्ति में उम्र से संबंधित गिरावट में देरी करने के लिए कई तरह के जीवन-लंबे आनुवंशिक, आहार या औषधीय हस्तक्षेप भी दिखाए गए हैं। यही है, वे बाह्य मैट्रिक्स की उम्र बढ़ने को धीमा कर देते हैं।

• www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25517099

2012, सेंट ल्यूक्स हार्ट इंस्टीट्यूट, कैनसस सिटी अस्पताल, मिसौरी, यूएसए. हृदय की मांसपेशियों में अत्यधिक शारीरिक गतिविधि के साथ, कोलेजन का स्तर बढ़ जाता है - फाइब्रोसिस बढ़ता है - बाह्य मैट्रिक्स में कोलेजन की वृद्धि होती है, जिससे इसका क्षरण होता है।इसी तरह के 30 से अधिक छोटे अध्ययनों ने 12 "स्पर्शोन्मुख" पुरुषों में से 6 में दिलों में (एमआरआई पर) पैथोलॉजिकल फाइब्रोसिस पाया है, जो अपने पूरे जीवन में अत्यधिक लंबे धीरज भार में लगे हुए हैं। लेकिन उन्हें युवा धीरज एथलीटों के दिलों में पैथोलॉजिकल फाइब्रोसिस नहीं मिला, और आयु-मिलान नियंत्रण समूह में भी नहीं मिला, उन पुरुषों के समान जो अपने पूरे जीवन में अत्यधिक दौड़ने में शामिल रहे हैं। यानी ऐसा लगता है कि मैराथन धावकों को अत्यधिक प्रशिक्षण के कारण हृदय की मांसपेशी का फाइब्रोसिस हो गया। 47 मैराथन धावकों के एक अध्ययन से पता चला है कि नियंत्रण समूह, निष्क्रिय लोगों की तुलना में उनके पास नाड़ी तरंग प्रसार गति और महाधमनी कठोरता काफी अधिक थी। एक गतिहीन जीवन शैली दिल के लिए खराब है। लेकिन निष्क्रिय लोगों की धमनियां भी मैराथन धावकों के दिलों की तुलना में अधिक लोचदार थीं। लोच सीधे कैल्सीफिकेशन और ग्लाइकेशन के कारण क्रॉस-लिंकिंग से संबंधित है

• www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3538475

Troxerutin एक hyaluronidase अवरोधक है और hyaluronic एसिड के ऊतक स्तर को बढ़ा सकता है। Hyaluronic एसिड बाह्य मैट्रिक्स का एक महत्वपूर्ण घटक है। यह त्वचा के लिए और कैंसर से सुरक्षा के लिए अच्छा होना चाहिए। नग्न तिल चूहे में (बाईं ओर की आकृति देखें), महत्वपूर्ण ऑन्कोप्रोटेक्टिव तंत्रों में से एक ऊतकों में हयालूरोनिक एसिड की अधिकता है। हयालूरोनिडेस (एक एंजाइम जो हयालूरोनिक एसिड को तोड़ता है) की बढ़ी हुई गतिविधि मेटास्टेटिक घातक ट्यूमर की कई सेल लाइनों की विशेषता है। दवाओं का उपयोग करने का प्रयास किया जा रहा है जो एंटीट्यूमर एजेंटों के रूप में हाइलूरोनिडेस की गतिविधि को रोकते हैं। एक कैंसरग्रस्त ट्यूमर, स्वस्थ ऊतक पर आक्रमण करने के लिए, मैट्रिक्स मेटालोप्रोटीनिस को गुप्त करता है, जो कोलेजन को नष्ट करता है, और हाइलूरोनिडेस के स्राव को भी उत्तेजित करता है, एक एंजाइम जो हाइलूरोनिक एसिड को नष्ट कर देता है। यदि हाइलूरोनिडेस को ट्रॉक्सीरुटिन द्वारा बाधित किया जाता है, और मैट्रिक्स मेटालोप्रोटीनिस को डॉक्सीसाइक्लिन द्वारा बाधित किया जाता है, तो हम न केवल युवा दिखेंगे, बल्कि कैंसर के ट्यूमर के जीवन को भी जटिल बना देंगे। कई मामलों में, वे बस विकसित नहीं हो पाएंगे।

• www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19519390
• www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=naked+mole-rat+interferon

2011, लंदन विश्वविद्यालय, यूकेतथा 2013 लर्नर रिसर्च इंस्टीट्यूट, यूएसए. मैट्रिक्स की कठोरता कोशिकाओं के प्रवास, प्रसार और अस्तित्व को प्रभावित करती है। कोशिका की गतिशीलता के लिए बाह्य मैट्रिक्स के क्रॉस-लिंक का निर्माण आवश्यक है। बाह्य कोशिकीय मैट्रिक्स कोशिकाओं को भौतिक संकेत देता है, जिससे उनके आकार में परिवर्तन, उनकी गतिशीलता, जीन प्रतिलेखन में परिवर्तन, कोशिका प्रवास और विभेदन को नियंत्रित करता है। इस प्रकार, कोशिकाओं की स्थिति और स्वास्थ्य बाह्य मैट्रिक्स की स्थिति पर निर्भर करता है। इसके अलावा, बाह्य मैट्रिक्स हृदय और उसके बाहर विद्युत आवेग के संवाहक के रूप में कार्य करता है। और इसकी उम्र बढ़ने से कार्डियक चालन का उल्लंघन होता है, अतालता और मृत्यु हो जाती है। प्रोलाइन के लिए धन्यवाद, बाह्य मैट्रिक्स कोलेजन अणु कोशिकाओं और ऊतकों द्वारा उत्पन्न कमजोर विद्युत चुम्बकीय तरंगों का संचालन करते हैं, और, संभवतः, यांत्रिक और रासायनिक संकेतों के अलावा, शरीर की एक एकल बायोइलेक्ट्रिकल सिग्नलिंग प्रणाली बनाते हैं। यह ध्यान रखना दिलचस्प है कि पर्यावरण या विद्युत चुम्बकीय विकिरण की स्थलाकृति को बदलकर, कोई न केवल कोशिका चक्र को नियंत्रित कर सकता है, बल्कि यमनाका कारक वेक्टर के साथ वायरस की मदद के बिना वयस्क दैहिक कोशिकाओं को स्टेम कोशिकाओं में बदल सकता है। स्वास्थ्य, उम्र बढ़ने और स्टेम और विशेष कोशिकाओं के कायाकल्प पर बाह्य मैट्रिक्स की यांत्रिक कठोरता के प्रभाव के तंत्र का सैकड़ों अध्ययनों में अच्छी तरह से अध्ययन किया गया है जिसके साथ यह संभव है।

• www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21307119
• www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23143224
• www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25678907

बाह्य मैट्रिक्स संशोधनों से गुजरता है (ग्लाइकेशन, कार्बामाइलेशन, और सबसे महत्वपूर्ण बात, लिपिड पेरोक्सीडेशन उत्पादों द्वारा ऑक्सीकरण (www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/9680171)। साथ ही, बाह्य मैट्रिक्स अधिक कठिन है नवीनीकरण (यह एक सिद्ध तथ्य है, कोलेजन का कारोबार बहुत धीमा है - जीवन भर में लगभग 5 गुना), और मेकोसेंसर के माध्यम से वृद्ध मैट्रिक्स का स्टेम कोशिकाओं पर अत्यधिक नकारात्मक प्रभाव पड़ता है (www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21307119) (www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23143224)।ए। फेडिंटसेव के अनुसार: "उम्र बढ़ने और गैर-बुढ़ापे के लिए, यहां सब कुछ अधिक जटिल है। बुढ़ापा ऐसी क्षति का संचय है, जिसके परिणामस्वरूप व्यवहार्यता में तेज कमी आती है, और गैर-बुढ़ापा तब होता है जब क्षति जमा नहीं होती है। इस प्रकार, बुढ़ापा और गैर बुढ़ापा मैक्रोमोलेक्यूलर क्षति नियंत्रण के दो तरीके हैं। हम या तो क्षति जमा करते हैं और पहले तो लगभग मरते नहीं हैं, या हम क्षति जमा नहीं करते हैं, हमारे पास एक स्थिर लेकिन अपेक्षाकृत उच्च मृत्यु दर है, जिसे सेल झिल्ली की संरचना में कम पेरोक्सीडेशन इंडेक्स के साथ फैटी एसिड की प्रबलता को बढ़ाकर कम किया जा सकता है। .

प्रकाशित एक लेख के अनुसार, वयस्क स्टेम कोशिकाओं को युवा वातावरण में - कम से कम चूहों में विकसित करके फिर से जीवंत किया जा सकता है 2011 में न्यू साइंटिस्ट पत्रिका में. मेसेनकाइमल स्टेम सेल वयस्कों के अस्थि मज्जा में पाए जाते हैं और विभिन्न प्रकार की कोशिकाओं में अंतर कर सकते हैं। इन कोशिकाओं में काफी क्षमता होती है, लेकिन सामान्य तौर पर उम्र के साथ इनकी गुणवत्ता और मात्रा कम होती जाती है। तो सैन एंटोनियो में टेक्सास स्वास्थ्य विज्ञान केंद्र विश्वविद्यालय से जिओ-डोंग चेन और उनकी टीम ने 3 महीने पुराने (युवा चूहों) और 18 महीने पुराने (पुराने चूहों) से मेसेनकाइमल स्टेम सेल लिया।

• जब पुराने और युवा चूहों दोनों की कोशिकाओं को पुराने बाह्य कोशिकीय मैट्रिक्स में विकसित करने की कोशिश की गई, तो पुरानी कोशिकाएं वही रहीं, और युवा कोशिकाएं - दोनों प्रकार की कोशिकाओं ने क्रमशः 4.1 और 3.8 गुना विस्तार दिखाया।
• लेकिन जब पुराने और युवा चूहों दोनों की कोशिकाओं को एक युवा बाह्य मैट्रिक्स में विकसित करने की कोशिश की गई, तो पुरानी कोशिकाएं छोटी हो गईं - दोनों प्रकार की कोशिकाओं ने क्रमशः 16.1 और 17.1 गुना विस्तार दिखाया।

इन आंकड़ों से पता चला कि पुराना लेना संभव है वृद्ध लोगों से स्टेम सेल और उन्हें एक युवा बाह्य मैट्रिक्स पर विकसित करें. इस मामले में, पुरानी कोशिकाएं फिर से जीवंत हो जाती हैं, जिसकी पुष्टि भी हो चुकी है 2014 में पडुआ विश्वविद्यालय, इटली के वैज्ञानिकों द्वारा(www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24418517)। दिलचस्प बात यह है कि हेमटोपोइएटिक स्टेम सेल को उपवास चक्रों के माध्यम से फिर से जीवंत किया जा सकता है। चूहों में, हर 2 सप्ताह में 3 दिनों के लिए उपवास के 6 चक्र, विकास हार्मोन को कम करते हैं और, जो FOXO1 प्रतिलेखन कारक के सक्रियण का कारण बनता है, हेमटोपोइएटिक स्टेम कोशिकाओं को युवा लोगों के स्तर पर फिर से जीवंत करता है (उनके पुनर्योजी कार्य को बहाल करता है, उनके ऑक्सीडेटिव तनाव को कम करता है, और उनके डीएनए को क्षति से बचाना, हेमटोपोइएटिक स्टेम कोशिकाओं की मृत्यु को कम करना, माइलॉयड-लिम्फोइड अभिविन्यास के अनुपात को बहाल करना, आदि) (www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25072352)। सेल व्यवहार को विनियमित करने में ईसीएम की महत्वपूर्ण भूमिका पहले से ही अच्छी तरह से स्थापित है, और यह अवधारणा स्टेम सेल के लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण है, जो एक अद्वितीय और विशिष्ट जगह द्वारा परिभाषित की जाती है जिसमें ईसीएम एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। इसका मतलब यह हो सकता है कि मुख्य, हालांकि उम्र बढ़ने का एकमात्र कारण कोशिका में नहीं हो सकता है, लेकिन बाह्य मैट्रिक्स में हो सकता है। " उम्र बढ़ने का सार यह है कि कोशिकाएं खुद को नवीनीकृत कर सकती हैं, लेकिन बाह्य मैट्रिक्स नहीं कर सकता। इसलिए, कोशिकाओं की यौन रेखा की उम्र नहीं होती है, क्योंकि बच्चे के जन्म और विकास के समय, बाह्य मैट्रिक्स खरोंच से बनाया जाता है। उम्र बढ़ने की व्याख्या करने की कोशिश में, हम कोशिकाओं पर बहुत अधिक ध्यान केंद्रित करते हैं। हमारे शरीर की कोशिकाएं, जाहिरा तौर पर, बाहरी दुनिया में "डंपिंग डैमेज" द्वारा वास्तव में फिर से जीवंत हो सकती हैं। और बाहरी दुनिया अपने प्रोटीन के साथ इंटरसेलुलर स्पेस (बाह्यकोशिकीय मैट्रिक्स) है। ऐसे में ये प्रोटीन खराब हो जाते हैं। यह बुढ़ापा है। इसलिए, एक बच्चा बूढ़े माता-पिता के लिए युवा पैदा होता है, क्योंकि भ्रूण अंतरकोशिकीय स्थान का पुनर्निर्माण करता है।(नोट: अलेक्जेंडर फेडिंटसेव द्वारा उद्धरण)

• www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16672370
• www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0262407911622008

इसका मतलब यह नहीं है कि मैट्रिक्स की क्षति की मरम्मत नहीं की जा सकती है। पुराने जीव के ढांचे के भीतर कई पशु प्रजातियों में इस समस्या को हल करने के लिए विकास के लिए यह "लाभदायक नहीं" था। विकास ने इस समस्या को दूसरे सरल तरीके से हल करना सीख लिया है। कोशिकाओं में से एक एक नया बच्चा बनाता है, जिसका शरीर खरोंच से अपने लिए एक नए बाह्य मैट्रिक्स का पुनर्निर्माण करता है। विकास ने एक अलग रास्ता क्यों अपनाया? संभवतः, मैट्रिक्स को फिर से जीवंत करने के लिए जटिल तंत्र विकसित करने की कोई आवश्यकता नहीं है, जब जंगली में व्यक्ति इसकी शिथिलता से मरने के लिए पर्याप्त समय तक जीवित नहीं रहते हैं। जानवर बस बुढ़ापे तक नहीं जीते हैं। उदाहरण के लिए, प्रकृति में शेर 16 साल से अधिक जीवित नहीं रहते हैं। और कैद में वे 27 साल तक जीवित रह सकते हैं। यदि बुढ़ापा 1% जानवरों को प्रभावित करता है, और उम्र बढ़ने को धीमा करने के लिए 10% युवा जानवरों की बलि दी जानी चाहिए, तो विकास की प्रक्रिया में प्राकृतिक चयन द्वारा उम्र बढ़ने को धीमा नहीं किया जाएगा। नग्न तिल चूहे की उम्र धीरे-धीरे होती है, लेकिन युवा चूहे की तुलना में युवावस्था में उम्र बढ़ने से नहीं, बल्कि सामूहिक रूप से मर जाता है। लैरोन सिंड्रोम वाले लोग धीरे-धीरे उम्र बढ़ाते हैं लेकिन अक्सर मर जाते हैं और कई विकलांग होते हैं। उपवास चक्र जीवन को लम्बा खींचते हैं, लेकिन तनाव प्रतिरोध को कम करते हैं। नेमाटोड daf2 विमान पर लंबे समय तक जीवित रहते हैं, लेकिन जल्दी ही 3 डी दुनिया में मर जाते हैं और इसी तरह आगे भी। आप एक बड़े आतंक की व्यवस्था कर सकते हैं, थोड़ी सी भी गंदगी साफ कर सकते हैं और बूढ़े नहीं हो सकते, लेकिन तब तनाव प्रतिरोध कम हो जाएगा।

• www.nature.com/articles/362595a0

विकास ने मैट्रिक्स उम्र बढ़ने को सरल तरीके से बायपास करना सीख लिया है। कोशिकाओं में से एक एक नया बच्चा बनाता है, जिसका शरीर खरोंच से अपने लिए एक नया मैट्रिक्स बनाता है। और अमर ग्रह हर समय बढ़ते और विभाजित होते हैं, जानवरों के बढ़ने पर उनके "क्रॉसलिंक्स" की एकाग्रता कम हो जाती है। इसका मतलब यह नहीं है कि मैट्रिक्स की क्षति की मरम्मत नहीं की जा सकती है। मैट्रिक्स को फिर से जीवंत करना सीखना अगले 20-30 वर्षों के लिए एक कार्य है।

यहां तक ​​कि अगर शरीर की कोशिकाओं का कायाकल्प किया जाता है (या तो केवल अर्धसूत्रीविभाजन के माध्यम से, या सभी एपिजेनेटिक रिप्रोग्रामिंग के माध्यम से), तो शरीर का कायाकल्प वयस्कता में नहीं होता है। ऐसा इसलिए है, क्योंकि कोशिकाओं के अलावा, हमारे बाह्य मैट्रिक्स की उम्र होती है।

जब बूढ़े माता-पिता के लिए एक नया बच्चा पैदा होता है, तो भ्रूण अपने मैट्रिक्स का पुनर्निर्माण करता है, और जिन कोशिकाओं से युग्मनज बनता है, वे खुद को नवीनीकृत करने में सक्षम होते हैं। साथ ही, हम जानते हैं कि मैट्रिक्स सेल व्यवहार्यता को प्रभावित करने में काफी सक्षम है। पुराना मैट्रिक्स हमारी कोशिकाओं को उम्र देता है www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21307119) (www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23143224)। कतरनी मापांक में मामूली बदलाव और बाह्य माध्यम के चिपचिपापन का भी कोशिकाओं पर एक मजबूत प्रभाव पड़ता है - "पुराना" बाह्य मैट्रिक्स सेनोलिटिक्स और स्टेम सेल थेरेपी की प्रभावशीलता को काफी सीमित कर सकता है। इस प्रकार, "युवा" फाइब्रोब्लास्ट पुराने मैट्रिक्स में तेजी से बढ़ते हैं और इसके विपरीत - "पुरानी" कोशिकाएं "युवा" मैट्रिक्स में उम्र बढ़ने से जुड़े स्रावी फेनोटाइप के संकेत खो देती हैं। इसके अलावा, गैर-एंजाइमी ग्लाइकेशन प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप, ग्लाइकेशन एंड प्रोडक्ट्स (एजीई) बनते हैं, जो मैट्रिक्स उम्र बढ़ने का कारण बनते हैं, रेज रिसेप्टर्स के साथ बातचीत करते हैं, सूजन का कारण बनते हैं, रैपामाइसिन एमटीओआर मार्ग के सक्रियण को बढ़ावा देते हैं, और सक्रियण के माध्यम से उच्च रक्तचाप भी पैदा करते हैं। एंजियोटेंसिन AT1 रिसेप्टर्स के और रोगजनन में योगदान करते हैं।लगभग सभी आयु-निर्भर रोग (अल्जाइमर रोग, कैंसर, एथेरोस्क्लेरोसिस, मधुमेह)। हालांकि, अगर कोशिकाओं को पुराने बाह्य मैट्रिक्स से मुक्त कर दिया जाता है, तो वे आत्म-कायाकल्प कर सकते हैं, जैसा कि एक अध्ययन में दिखाया गया है। 2008, स्वीडन में गोथेनबर्ग विश्वविद्यालय. लेकिन पुराने बाह्य मैट्रिक्स में कोशिकाएं स्वयं को नवीनीकृत नहीं कर सकती हैं।

यदि हमारे बाह्य मैट्रिक्स उम्र, कोलेजन क्रॉस-लिंक जमा हो जाते हैं, तो शायद उन्हें नष्ट करना और हमारे मैट्रिक्स को फिर से जीवंत करना संभव है? 1998, एंडोक्रिनोलॉजी विभाग, कार्डियोवास्कुलर रिसर्च मास्ट्रिच संस्थान और मास्ट्रिच विश्वविद्यालय, नीदरलैंड, 2012, एनेस्थिसियोलॉजी और क्रिटिकल केयर विभाग, जॉन्स हॉपकिन्स मेडिकल इंस्टीट्यूशन, बाल्टीमोर, यूएसए. Alagebrium और व्यायाम के साथ चूहों के बाह्य मैट्रिक्स को फिर से जीवंत करने का प्रयास किया गया था। नतीजतन, चूहों में, हृदय और रक्त वाहिकाएं अधिक लोचदार हो गईं, छोटी हो गईं। एक ओर, व्यायाम द्वारा नए कोलेजन क्रॉस-लिंक के संचय को धीमा करना और "ब्रेक डाउन" पहले से ही "क्रॉस-लिंक्स" का गठन अल्जेब्रियम के साथ उम्र से संबंधित वेंट्रिकुलर और संवहनी कठोरता के लिए एक चिकित्सीय रणनीति का प्रतिनिधित्व कर सकता है - बाह्य मैट्रिक्स का कायाकल्प . हालाँकि, इन अध्ययनों में, हम इस तथ्य के बारे में बात नहीं कर रहे हैं कि अल्जेब्रियम ने सभी क्रॉस-लिंक को नष्ट कर दिया। क्रॉस-लिंक के प्रकार बहुत बड़ी संख्या में हैं। उनमें से कई अभी तक ज्ञात नहीं हैं। और अल्जेब्रियम केवल एक छोटे प्रतिशत को नष्ट कर देता है - एक प्रकार का अस्थिर क्रॉसलिंक (www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16706655)। इसलिए चूहों में मामूली अस्थायी सुधार। हालांकि, अन्य प्रजातियां जमा हो जाएंगी और अल्जेब्रियम अब उपयोगी नहीं होगा।

उम्र बढ़ने वाले मानव बाह्य मैट्रिक्स में अलग-अलग क्रॉस-लिंक होते हैं। उनमें से कई प्रकार हैं - लगभग 20 ज्ञात हैं, लेकिन यह सभी से बहुत दूर है। कई का अभी तक पता नहीं चल पाया है। ग्लूकोसपैन उनमें से एक है और मनुष्यों में सबसे आम है। Alagebrium इसे तोड़ता नहीं है (www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16706654)। इस समय येल विश्वविद्यालय में डेविड स्पीगल बैंडग्लूकोजपैन युक्त प्रोटीन के खिलाफ एंटीबॉडी के संश्लेषण पर काम करता है। हालांकि, इस बात की संभावना है कि न तो एंटीबॉडी और न ही एंजाइम, उनके आकार के कारण, कोलेजन तंतुओं के बीच घुसने में सक्षम होंगे। इसके अलावा, टूटे हुए कोलेजन क्रॉस-लिंक को दवा के अंत के बाद बहाल किया जाता है, जिसके लिए चिकित्सा के दूसरे कोर्स की आवश्यकता होगी। इसलिए, कृत्रिम एंजाइम जैसे उत्प्रेरक, जिनका आकार मूल एंजाइम के आकार से कई गुना छोटा हो सकता है, एक अधिक दिलचस्प विकल्प प्रतीत होता है। किसी दिए गए उत्प्रेरक गतिविधि वाले समान अणु - स्पाइरोलिगोमेरेस (स्पिरोलिगोमेरेस) विकसित हो रहे हैं टेंपल यूनिवर्सिटी में क्रिश्चियन शैफमेस्टर बैंड. ग्लूकोसपैन मानव ऊतकों में सबसे आम क्रॉस-लिंकिंग पदार्थों की तुलना में कम से कम 10 गुना अधिक बार होता है। और दुर्लभ लोगों की तुलना में 1000 गुना अधिक आम है। फिर भी, ग्लूकोजपैन अभी भी मानव क्रॉसलिंक्स का लगभग 20% ही है। और यहां तक ​​कि अगर हम ग्लूकोजपैन को नष्ट करना सीखते हैं, तो यह उम्र बढ़ने की प्रगति और थोड़ा अस्थायी सुधार से केवल एक अस्थायी राहत है। कम उम्र के जानवरों में, अन्य क्रॉस-लिंकिंग पदार्थ प्रबल होते हैं। तो शरीर में कृन्तकों में, अल्फा-डिकेटोन क्रॉसलिंक्स का अनुपात मनुष्यों की तुलना में अधिक होता है। और अल्जेब्रियम बिल्कुल अल्फा-डिकेटोन क्रॉसलिंक्स को नष्ट कर देता है, और विशेष रूप से कार्बोक्सिमिथाइलिसिन, माइलर्ड प्रतिक्रिया का सबसे आम देर से उत्पाद जो मधुमेह के साथ शरीर में जमा होता है। इसलिए, यह कृन्तकों पर बेहतर काम करता है। लेकिन दोनों ग्लूकोजपैन और अल्फा-डिकेटोन क्रॉसलिंक अभी भी सभी क्रॉसलिंक्स की एक छोटी सी प्रक्रिया हैं, जिनमें से कई प्रकार ज्ञात हैं, और कई प्रकार अभी तक खोजे नहीं गए हैं। इसलिए, अलेजेब्रियम कृन्तकों को थोड़ी ही मदद करता है। लेकिन वह "सभी अनावश्यक क्रॉस-लिंकिंग को नष्ट करने" की समस्या का समाधान नहीं करता है। जैसे-जैसे अन्य क्रॉसलिंक्स जमा होते जाते हैं, अलेजब्रियम द्वारा कोलेजन क्षरण की प्रक्रिया को अभी भी कृन्तकों में भी नहीं रोका जा सकता है। और जितने अधिक जानवर रहते हैं, उनमें उतना ही अधिक जमा होता है जिसे ग्लूकोजपैन कहा जाता है। यहां तक ​​​​कि अगर कृन्तकों में अल्फा-डिकेटोन क्रॉसलिंक्स नष्ट हो जाते हैं, तब भी ग्लूकोजपैन क्रॉसलिंक्स जमा हो जाएंगे और कोलेजन को नुकसान पहुंचाएंगे। और इनके अलावा और भी बहुत से क्रास-लिंक हैं। और इनका अध्ययन करने में वर्षों लग जाते हैं।यह उल्लेखनीय है कि क्रॉस-लिंक बनाने वाले पदार्थों में से एक, पेंटोसिडाइन, मनुष्यों और कृन्तकों दोनों में समान रूप से रैखिक रूप से जमा होता है। 14 साल की उम्र तक, एक "बेहद बूढ़े" कुत्ते के पास प्रति 1 मिलीग्राम कोलेजन में पेंटोसिडाइन की लगभग 40 पारंपरिक इकाइयाँ होती हैं, जबकि उसी उम्र के एक मिनी-सुअर (लेकिन अपना आधा जीवन ही जीता है) में पेंटोसिडाइन की केवल 15 इकाइयाँ होती हैं। एक बंदर 40 साल तक जीवित रह सकता है और 10 साल की उम्र तक पेंटोसिडाइन की केवल 5 यूनिट जमा करता है। सौ साल की अधिकतम जीवन प्रत्याशा वाले व्यक्ति में, पेंटोसिडाइन का निर्माण और भी धीमा होता है।हालांकि, 60 साल की उम्र तक, जब प्रोटीन क्रॉस-लिंक हर साल हमारे जीने की संभावनाओं को गंभीर रूप से प्रभावित करना शुरू कर देते हैं, तो मानव त्वचा 50 यूनिट पेंटोसिडाइन प्रति 1 मिलीग्राम कोलेजन के क्रम में जमा हो जाती है - किसी भी कम टिकाऊ जानवरों की तुलना में अधिक।

इन सबका कुल योग इस प्रकार है: वृद्धावस्था तक, जब ग्लाइकेशन द्वारा प्रेरित ऊतकों का सख्त होना क्रॉस-लिंक के कारण अंतिम उत्पादों तक पहुंच जाता है, तो इस प्रक्रिया में अल्फा-डिकेटोन क्रॉस-लिंक की भूमिका (और इसलिए हमारे जैसे लंबे समय तक जीवित रहने वाली प्रजातियों में) शरीर के कार्यों के बिगड़ने में इतना अच्छा नहीं है,जैसा कि, कहते हैं, कुत्तों और बंदरों में (चूहों का उल्लेख नहीं करने के लिए) - केवल इसलिए कि हम इन जानवरों की तुलना में बहुत अधिक स्थिर क्रॉसलिंक जमा करने का प्रबंधन करते हैं। नतीजतन, एजेंट जो अल्फा-डिकेटोन पुलों को तोड़ते हैं, आणविक स्तर पर उनकी लगातार उच्च दक्षता के बावजूद, मनुष्यों में छोड़ देते हैं - मॉडल जीवों की तुलना में - एक निराशाजनक रूप से कई अन्य प्रोटीन क्रॉस-लिंक। यह ऊतक कायाकल्प, उनकी पूर्व लोच की बहाली और मनुष्यों में कार्यात्मक क्षमता (www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21669961) के संदर्भ में अल्जेब्रियम की कम प्रभावशीलता की व्याख्या करता है।

अब सभी का सबसे महत्वपूर्ण निष्कर्ष। इस बात पर जोर देना महत्वपूर्ण है कि कोई भी उपाय हमें प्रोटीन क्रॉसलिंक्स की उपस्थिति से नहीं बचाएगा। जैसा कि दिखाया गया है, ग्लाइकेशन विभिन्न संरचनाओं के साथ ग्लाइकेशन के कई अंत उत्पादों के निर्माण की ओर जाता है। तो कृन्तकों में, अल्फा-डिकेटोन क्रॉसलिंक्स सभी प्रकार के क्रॉसलिंक्स का केवल एक बहुत छोटा हिस्सा हैं। यह सिर्फ इतना है कि उनका अनुपात मनुष्यों की तुलना में अधिक है, इसलिए प्रभाव अधिक ध्यान देने योग्य है। बस इतना ही। इसलिए, यह कथन कि चूहों में अल्जेब्रियम क्रॉसलिंक्स को नष्ट कर देता है, गलत है। अल्जेब्रियम ऐसे क्रॉस-लिंक्स के केवल एक छोटे से हिस्से को नष्ट कर देता है, जो अन्य प्रजातियों के रूप में अभी भी जमा होता है। और अल्जेब्रियम केवल चूहों के स्वास्थ्य में थोड़ा सुधार करेगा और उनके जीवन को लम्बा खींचेगा, ग्लाइकेशन के अंतिम उत्पादों के संचय के कई अवरोधकों से अधिक नहीं।

एक दवा जो किसी विशेष प्रकार के क्रॉसलिंक को साफ करती है, अधिकांश अन्य क्रॉसलिंक्स को बरकरार रखने की संभावना है। कोई भी अणु एक ही बार में विभिन्न प्रकृति के सभी रासायनिक बंधों पर हमला करने में सक्षम नहीं है। नतीजतन, जैसा कि अमाइलॉइड के मामले में होता है, एजेंटों की एक पूरी श्रृंखला विकसित करना आवश्यक होगा, जिनमें से प्रत्येक संरचनात्मक रूप से समान क्रॉसलिंक्स के एक छोटे समूह पर सबसे अच्छा कार्य करेगा।

यहां तक ​​कि ग्लूकोजपैन, जो हमारे शरीर में अब तक ज्ञात सबसे प्रचुर मात्रा में क्रॉस-लिंकिंग है, वृद्ध लोगों में सबसे महत्वपूर्ण संरचनात्मक प्रोटीन, कोलेजन के अणुओं के केवल 20% तक ही बांधता है, जिन्हें मधुमेह नहीं है। और शेष 80% को बेअसर कैसे करें, जिनमें से कई अभी तक ज्ञात नहीं हैं? कोलेजन क्रॉसलिंक कई प्रकार के होते हैं। आमतौर पर, अध्ययन केवल क्रॉस-लिंक पर विचार करते हैं जो अमादोरी उत्पादों से उत्पन्न हुए - ये कार्बोक्सिमिथाइल-लाइसिन, पेंटोसिडाइन, ग्लूकोजपैन हैं। एक प्रकार के क्रॉसलिंक को हटाने से जीवन में काफी वृद्धि नहीं हो सकती है, क्योंकि क्रॉसलिंक एक दूसरे के साथ प्रतिस्पर्धा कर सकते हैं, और एक को हटाकर, हम दूसरों के लिए रिक्त स्थान खोल देंगे।

• www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22569357
• www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/9539789

सेन्सेंट बाह्य मैट्रिक्स प्रोटीन क्रॉस-लिंक की प्रारंभिक सूची:

• लाइसिल आर्जिनिन: ग्लूकोजपेन, पेंटोसिनेन, GODIC (ग्लाइऑक्सल-व्युत्पन्न इमिडाज़ोलियम क्रॉस-लिंक), MODIC (मिथाइलग्लॉक्सल-व्युत्पन्न इमिडाज़ोलियम क्रॉस-लिंक), DOGDIC (3-डीऑक्सीग्लुकोसोन-व्युत्पन्न इमिडाज़ोलियम क्रॉस-लिंक), DOGDIC-Ox (ऑक्सीडाइज़्ड 3-डीऑक्सीग्लुकोसोन-व्युत्पन्न) इमिडाज़ोलियम क्रॉस-लिंक)
• लाइसिल-लाइसिन: सोना, मोल्ड, डोलड, क्रॉसलाइन, वेस्परलीसिन
• बीआईएस-लाइसिनमाइड्स: गोला
• लाइसिन-ग्लूकोज: फ्रुक्टोसलीसिन
• Lysyl-oxdase: (पीवाईडी) पाइरिडिनोलिन, (डीपीडी) डीऑक्सीपायरिडिनोलिन, (पीवाईएल) पाइरोलोलिन, (डीपीएल) डीऑक्सी-पाइरोलोलिन

मैट्रिक्स की उम्र बढ़ने का आकलन करने के लिए बायोमार्कर का वादा करना ताकि इसकी उम्र बढ़ने को धीमा किया जा सके और इसके जीवन को बढ़ाया जा सके: प्लाज्मा कार्बोक्सिमिथाइलिसिन, कार्बोक्सीटर्मिनल टेलोपेप्टाइड प्रकार I कोलेजन का सीरम स्तर, अमीनो-टर्मिनल पेप्टाइड प्रकार III प्रोकोलेजन का स्तर, सीरम प्रकार I कोलेजन, लिपिड पेरोक्सीडेशन इंडेक्स, टाइप 9 मैट्रिक्स मेटालोप्रोटीनिस, मैट्रिक्स मेटालोप्रोटीनिस के टाइप 1 ऊतक अवरोधक, परिवर्तन कारक-β (TGF) -बीटा)।

बाह्य मैट्रिक्स अणुओं को नुकसान के मुख्य प्रकार ग्लाइकोसिलेशन, या माइलार्ड प्रतिक्रिया और क्रॉस-लिंक का गठन हैं। ग्लाइकोसिलेशन एक प्रतिक्रिया है जिसमें एंजाइमों की भागीदारी के बिना कम शर्करा प्रोटीन से जुड़ी होती है (लाइसिन और आर्जिनिन के एमिनो समूह, जो पेप्टाइड बॉन्ड बनाने में शामिल होते हैं)।

इस तरह के परिवर्तन से तहखाने की झिल्ली का मोटा होना हो सकता है, उदाहरण के लिए, गुर्दे के मेसेंजियल बाह्य कोशिकीय मैट्रिक्स में, और मधुमेह में गुर्दे की विफलता के साथ-साथ गुर्दे के कार्य में उम्र से संबंधित गिरावट का कारण बन सकता है। माना जाता है कि यह तंत्र धमनी संकुचन, संवहनी रक्त प्रवाह में कमी और कण्डरा लचीलेपन को कम करने में भूमिका निभाता है।

यह दिखाया गया है कि छोटी और लंबी जीवित जानवरों की प्रजातियों की त्वचा में कोलेजन का स्तर पेंटोसिडाइन ग्लाइकोसिलेशन मार्करप्रजातियों के अधिकतम जीवनकाल के व्युत्क्रमानुपाती। 1996 विश्वविद्यालय, क्लीवलैंड, यूएसए. क्या एक सार्वभौमिक उम्र बढ़ने की प्रक्रिया है। यदि ऐसी कोई प्रक्रिया मौजूद है, तो कोई उम्मीद करेगा कि यह अल्पकालिक प्रजातियों के लिए तेज दर से विकसित होगी। वैज्ञानिकों ने की पहचान पेंटोसिडाइन, उम्र के एक समारोह के रूप में आठ स्तनधारी प्रजातियों से त्वचा कोलेजन में ग्लाइकोऑक्सीडेटिव तनाव का मार्कर. सभी प्रजातियों के लिए एक वक्रीय वृद्धि का मॉडल तैयार किया गया था, और वृद्धि की दर अधिकतम जीवनकाल के साथ विपरीत रूप से सहसंबद्ध थी। यह माना जा सकता है कि तेज पेंटोसिडाइनजानवरों की त्वचा में क्रॉस-लिंक्ड कोलेजन, वे जितनी तेज़ी से वृद्ध होते हैं और कम रहते हैं। यह दिलचस्प है कि इष्टतम कैलोरी पोषणकृन्तकों में अवक्रमित कोलेजन (पेंटोसिडाइन ग्लाइकोसिलेशन का एक मार्कर) के संचय को काफी धीमा कर दिया। ग्लाइकेशन एंड प्रोडक्ट्स (एजीई) ग्लाइकेशन एंड प्रोडक्ट रिसेप्टर्स (रेज) से जुड़ते हैं।ग्लाइकेशन एंड प्रोडक्ट (रेज) रिसेप्टर्स के सक्रिय होने से सूजन बढ़ जाती है, जिससे उम्र बढ़ने में तेजी आती है। sRAGE रेज गतिविधि के घुलनशील अंतर्जात अवरोधक हैं। AGE और RAGE मधुमेह में बढ़ जाते हैं। घुलनशील sRAGE द्वारा RAGE सक्रियण की नाकाबंदी संवहनी पारगम्यता, एथेरोस्क्लोरोटिक घावों के विकास को कम करती है, और मधुमेह के कृन्तकों में घाव भरने को बढ़ाती है।दिलचस्प बात यह है कि यह घुलनशील sRAGE को बढ़ाकर उन्नत ग्लाइकेशन अंत उत्पादों के संचय से बचाता है, और रामिप्रिल उन्नत ग्लाइकेशन अंत उत्पादों के संचय को भी कम करता है। कार्बोक्सिमिथाइलिसिनचूहों की त्वचा में। (www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15930093)।

• www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/8552666

यह बहुत महत्वपूर्ण है कि ड्यूरा मेटर में पेंटोसिडाइन उम्र के साथ बढ़ता है। और इसका मतलब यह है कि यह काफी संभावना है कि अगर हम मस्तिष्क के बाह्य मैट्रिक्स की उम्र बढ़ने को नहीं रोकते हैं, तो हम मस्तिष्क को नहीं बचा पाएंगे। जल्दी या बाद में, वह बस शरीर की तरह बूढ़ा हो जाएगा, और शुरू हो जाएगा, अल्जाइमर रोग जैसा कुछ, उसके बाद मस्तिष्क की अपरिहार्य मृत्यु। यह संभव है कि हम कभी नहीं सीखेंगे कि अल्जाइमर रोग (सीनील डिमेंशिया जो मृत्यु में समाप्त होता है) का इलाज कैसे करें क्योंकि बीटा-एमिलॉयड भी मस्तिष्क में जमा हो जाता है, जिसमें बाह्य मैट्रिक्स की उम्र बढ़ने के कारण भी शामिल है। महत्वपूर्ण रूप से, मस्तिष्क हिप्पोकैम्पस की मात्रा में कमी, साथ ही हिप्पोकैम्पस सिनैप्टिक डिसफंक्शन से उत्पन्न स्मृति हानि, अल्जाइमर रोग की प्रगति की निगरानी के लिए महत्वपूर्ण नैदानिक ​​मार्कर हैं। दिलचस्प बात यह है कि मस्तिष्क के हिप्पोकैम्पस के बाह्य मैट्रिक्स की उम्र बढ़ने को धीमा करने के लिए बचपन से अल्जाइमर रोग मॉडल के साथ चूहों के उपचार ने उनके जीवनकाल के दौरान हिप्पोकैम्पस में बीटा-एमिलॉइड के संचय की दर को कम कर दिया, और स्मृति और अन्य मस्तिष्क कार्यों के नुकसान को रोका। www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24974208)। हालांकि ट्रांसजेनिक माउस मॉडल अल्जाइमर रोग के रोगियों में देखे गए रोग और नैदानिक ​​लक्षणों की पूरी श्रृंखला को पुन: पेश नहीं करते हैं, वे उन प्रक्रियाओं का अध्ययन करने के लिए उपयोगी होते हैं जो पैथोलॉजिकल मेमोरी और प्लास्टिसिटी हानि से पहले होती हैं जो β-एमाइलॉयडोसिस के साथ होती हैं। दिलचस्प बात यह है कि टाइप 2 डायबिटीज मेलिटस ग्लाइकेशन के कारण बाह्य मैट्रिक्स की त्वरित उम्र बढ़ने का एक मॉडल है। मधुमेह से अल्जाइमर रोग का खतरा बढ़ जाता है। इसलिए टाइप 2 मधुमेह के रोगियों में संज्ञानात्मक हानि या अल्जाइमर रोग की घटना 2 से 3 गुना अधिक थी (www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28123476)

इसलिए, यह बहुत संभव है कि जब तक हम उम्र बढ़ने को हरा नहीं देते, तब तक मस्तिष्क को अल्जाइमर रोग से नहीं बचाया जा सकता है। और यह बहुत संभव है कि अल्जाइमर रोग को ठीक करने का कार्य उम्र बढ़ने को ठीक करने जैसा ही हो। यानी अगर तर्क सही है, तो अल्जाइमर रोग मस्तिष्क की उम्र बढ़ने का है। रोग अमाइलॉइडोसिस भी अंतरकोशिकीय अंतरिक्ष में घने द्रव्यमान (एमाइलॉयड) के रूप में गलत प्रोटीन के संचय का परिणाम है - बाह्य मैट्रिक्स की उम्र बढ़ने के परिणाम। बीटा-एमिलॉइड का सेरेब्रल संचय अल्जाइमर रोग की मुख्य न्यूरोपैथोलॉजिकल विशेषताओं में से एक है। प्राथमिक अमाइलॉइडोसिस से प्रारंभिक मृत्यु दर पिछले 25 वर्षों में महत्वपूर्ण रूप से नहीं बदली है, हालांकि दीर्घकालिक परिणामों में सुधार हुआ है। डॉक्सीसाइक्लिन अमाइलॉइड समुच्चय के गठन को रोकता हैऔर पहले से बने अमाइलॉइड को भी नष्ट कर देता है। 30 रोगियों में एमाइलॉयडोसिस के लिए मानक चिकित्सा में (100 मिलीग्राम प्रतिदिन दो बार) प्राथमिक अमाइलॉइडोसिस के साथ 73 रोगियों की तुलना में मृत्यु दर में काफी कमी आई, जिन्हें डॉक्सीसाइक्लिन नहीं दिया गया था। उपचार अच्छी तरह से सहन किया गया था।

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मास स्पेक्ट्रोमेट्रिक डिटेक्शन के साथ संयुक्त क्रोमैटोग्राफी को शरीर में उन्नत ग्लाइकेशन एंड प्रोडक्ट्स के मात्रात्मक मूल्यांकन के लिए मुख्य और सबसे सटीक तरीका माना जाता है। मास स्पेक्ट्रोमेट्री उच्च स्तर की निश्चितता के साथ प्रोटीन की पहचान करना और जटिल प्रोटीन मिश्रण में उनकी मात्रा निर्धारित करना संभव बनाता है।

2009, जॉन्स हॉपकिन्स यूनिवर्सिटी, यूएसए. होनहार बायोमार्कर में से एक है जो न केवल उन्नत ग्लाइकेशन अंत उत्पादों के संचय को दर्शाता है, बल्कि सभी कारणों से मृत्यु दर के जोखिम में भी वृद्धि करता है। प्लाज्मा कार्बोक्सिमिथाइलीसिन. कार्बोक्सिमिथाइल-लाइसिन शरीर में प्रमुख एजीई में से एक है, दोनों परिसंचारी और ऊतक। इसके अलावा, कार्बोक्सिमिथाइलीसिन एकमात्र ग्लाइकेशन एंड उत्पाद है जो ग्लाइकेशन एंड प्रोडक्ट रिसेप्टर्स (रेज) के लिए लिगैंड के रूप में कार्य करता है। कार्बोक्सिमिथाइल लाइसिन के लिए रेज के बंधन से मुक्त मूलक उत्पादन में वृद्धि होती है, परमाणु कारक Nf-κB मार्ग की सक्रियता होती है, और भड़काऊ मध्यस्थों (जैसे ट्यूमर नेक्रोसिस फैक्टर-अल्फा, इंटरल्यूकिन -6 और सी-रिएक्टिव प्रोटीन) के स्तर में वृद्धि होती है। Carboxymethyllysine उम्र के साथ बड़ी रक्त वाहिकाओं में जमा होने के लिए जाना जाता है। और इस उन्नत ग्लाइकेशन अंत उत्पाद की उच्च सीरम सांद्रता अधिक धमनी कठोरता, हृदय रोग और मृत्यु दर के लिए एक शक्तिशाली जोखिम कारक से जुड़ी है, जैसा कि बाल्टीमोर लॉन्गिट्यूडिनल स्टडी ऑफ एजिंग में दिखाया गया है। यह भी ज्ञात है कि सेरेब्रोवास्कुलर रोग वाले बुजुर्ग लोगों में, कॉर्टिकल न्यूरॉन्स और सेरेब्रल वाहिकाओं में कार्बोक्सिमिथाइलिसिन का ऊंचा स्तर पाया जाता है, जो संज्ञानात्मक हानि की गंभीरता से जुड़ा है। 6 साल के अध्ययन के हिस्से के रूप में Chianti . में Invecchiare, जिसमें 65 से अधिक 1013 लोगों ने भाग लिया, यह दिखाया गया कि एंजाइम इम्युनोसे द्वारा मापा गया माध्य प्लाज्मा कार्बोक्सिमिथाइलिसिन सांद्रता, जीवित रहने वालों की तुलना में सभी कारणों से मरने वाले लोगों में काफी अधिक था। यानी उन लोगों में जिनका प्लाज्मा कार्बोक्सिमिथाइलीसिन 396 एनजी/एमएल से अधिक था। 2018 में, डेनिश और स्वीडिश वैज्ञानिकों का एक समूहकार्बोक्सिमिथाइल लाइसिन को लक्षित करने वाले एक नए मोनोक्लोनल एंटीबॉडी, डी 1-बी 2 का वर्णन किया, जिसमें इस उन्नत ग्लाइकेशन एंड उत्पाद का पता लगाने के लिए एंजाइम इम्युनोसे में अच्छी क्षमता है।

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2011, सेंट फ्रांसिस अस्पताल।हृदय की मांसपेशियों के बाह्य मैट्रिक्स में कोलेजन तंतुओं का जमाव उम्र के साथ बढ़ता है और हृदय की विफलता के पैथोफिज़ियोलॉजी में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। शोधकर्ताओं ने 12 ± 4 साल (रेंज 3-17 वर्ष) के लिए 880 अध्ययन प्रतिभागियों (औसत आयु, 77 ± 6 वर्ष; 48% महिलाएं) का अनुसरण किया। हृदय रोग से पीड़ित स्वस्थ और वृद्ध दोनों लोगों में हृदय गति रुकने का खतरा होता है, कार्बोक्सीटर्मिनल टेलोपेप्टाइड प्रकार I कोलेजन का सीरम स्तर(सीआईटीपी) 4.3 माइक्रोग्राम/ली और ऊपर से, साथ ही स्तर अमीनो-टर्मिनल पेप्टाइड प्रकार III प्रोकोलेजन(पीआईआईआईएनपी) 3.0 एनजी/एमएल और ऊपर सेमायोकार्डियल रोधगलन और मृत्यु सहित कई प्रतिकूल हृदय परिणामों से महत्वपूर्ण रूप से जुड़े हुए हैं।

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2015, सेंटर फॉर क्लिनिकल एंड बेसिक रिसर्च, डेनमार्क।क्रोनिक फाइब्रोप्रोलिफेरेटिव रोग विकसित देशों में लगभग 45% मौतों से जुड़े हैं। मैट्रिक्स मेटालोप्रोटीनिस टाइप 1 (एमएमपी -1) बाह्य मैट्रिक्स को नीचा दिखाते हैं और रोग के विकास में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। टाइप I कोलेजन का क्षरण इस मामले में एक बड़ी भूमिका निभाता है। 48-89 आयु वर्ग की 5855 डेनिश महिलाओं के एक समूह में एक संभावित अध्ययन से पता चला है कि सीरम कोलेजन टाइप I (C1M) के उच्च स्तर वाले रोगी (56.1–458.8 ng/ml)सभी कारणों से मृत्यु दर में 2 गुना वृद्धि। मौत का कारण हृदय रोग और कैंसर हैं। सबसे कम मृत्यु दर (C1M) 21.2–31.3 एनजी/एमएल पर देखी गई।

• www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26288845

2005 वोलोंगोंग विश्वविद्यालय, ऑस्ट्रेलिया. इंट्रासेल्युलर चयापचय को नियंत्रित करने के लिए तंत्र में से एक लिपिड पेरोक्सीडेशन है। इस प्रक्रिया के तेज होने से अतिरिक्त मात्रा में मुक्त कणों का निर्माण होता है, जो कोशिका झिल्ली की स्थिति और प्रोटोप्लाज्म की कोलाइडल अवस्था को बाधित करता है। लिपिड पेरोक्सीडेशन के दौरान, पॉलीअनसेचुरेटेड फैटी एसिड फॉस्फोलिपिड्स, तटस्थ वसा और कोलेस्ट्रॉल, जो कोशिका झिल्ली के मुख्य घटक हैं, ऑक्सीडेटिव परिवर्तनों से गुजरते हैं। पेरोक्सीडेशन के लिए अलग-अलग फैटी एसिड की रासायनिक संवेदनशीलता में बड़ी भिन्नता, विभिन्न जानवरों की प्रजातियों के बीच झिल्ली संरचना में ज्ञात अंतर के साथ, प्रजातियों के विभिन्न जीवनकाल की व्याख्या कर सकती है, विशेष रूप से स्तनधारियों और पक्षियों के बीच बहुत बड़े जीवनकाल के अंतर। पक्षी अधिक समय तक जीवित रहते हैं। जानवरों के कैलोरी सेवन को सीमित करके जीवनकाल में वृद्धि को झिल्ली फैटी एसिड की संरचना में बदलाव से भी समझाया जा सकता है, जिससे झिल्ली के प्रतिरोध में पेरोक्सीडेशन में वृद्धि होती है। उम्र बढ़ने के साथ झिल्ली अधिक कठोर हो जाती है, जिसमें लिपिड पेरोक्सीडेशन भी शामिल है। दिलचस्प बात यह है कि पौधों में उम्र बढ़ने का संबंध लिपिड पेरोक्सीडेशन के परिणामस्वरूप झिल्लियों के बिगड़ने से भी है। स्तनधारी झिल्लियों की तुलना में एवियन झिल्ली में N-3/N-6 PUFAs (पॉलीअनसेचुरेटेड फैटी एसिड) का अनुपात कम होता है - यह पता चला है कि पक्षियों में, कोशिका झिल्ली का पेरोक्सीडेशन इंडेक्स काफी कम होता है। इसका मतलब यह है कि एवियन झिल्ली समान आकार के स्तनधारी झिल्ली की तुलना में लिपिड पेरोक्सीडेशन के लिए अधिक प्रतिरोधी हैं। इस प्रकार, झिल्ली पेरोक्सीडेशन न केवल शरीर के आकार से जुड़े स्तनधारियों और पक्षियों के अधिकतम जीवनकाल में अंतर के साथ, बल्कि स्तनधारियों और पक्षियों के जीवन काल में अंतर के साथ भी संबंध रखता है। इन संबंधों का वर्णन करने वाले एलोमेट्रिक समीकरण बताते हैं कि लीवर माइटोकॉन्ड्रियल फॉस्फोलिपिड पेरोक्सीडेशन इंडेक्स में 24% की कमी और कंकाल की मांसपेशी फॉस्फोलिपिड पेरोक्सीडेशन इंडेक्स में 19% की कमी जीवन प्रत्याशा के दोगुने होने से जुड़ी है। और वृद्धावस्था से मृत्यु में संभवतः लिपिड पेरोक्सीडेशन में एक विस्फोटक और अनियंत्रित वृद्धि शामिल है। जीवन प्रत्याशा को दोगुना करने के लिए, आपको कम करने की आवश्यकता है लिपिड पेरोक्सीडेशन इंडेक्स 19%।यह भी ध्यान देने योग्य है कि, के एक लेख के अनुसार 2007 (वोलोंगोंग विश्वविद्यालय, ऑस्ट्रेलिया)झिल्ली की लिपिड संरचना किसी भी "उम्र बढ़ने के कार्यक्रम" को शामिल किए बिना कार्यकर्ता मधुमक्खियों और रानियों के जीवन काल के बीच के अंतर को स्पष्ट करना संभव बनाती है।

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ए फेडिन्सेव के अनुसार: "पॉलीअनसेचुरेटेड फैटी एसिड (पीयूएफए) की तुलना में संतृप्त और मोनोअनसैचुरेटेड फैटी एसिड अधिक स्थिर और पेरोक्सीडेशन के लिए कम प्रवण होते हैं। इसका कारण यह है कि पीयूएफए में प्रोटॉन एक कमजोर द्वि-एलिल स्थिति में होते हैं। इस तरह के एक प्रोटॉन को फैटी एसिड अणु से अलग ("सार") करना आसान होता है और यह लिपिड पेरोक्सीडेशन प्रतिक्रियाओं की श्रृंखला में पहला कदम है। व्यापक राय है कि PUFA निश्चित रूप से उपयोगी हैं, की आलोचना की जानी चाहिए। हालांकि यह संभव है कि PUFA ठीक से उपयोगी हों क्योंकि वे मध्यम ऑक्सीडेटिव तनाव पैदा करते हैं, जो हार्मोन तनाव प्रतिक्रिया में योगदान करते हैं। कई अध्ययन लिपिड पेरोक्सीडेशन की प्रक्रिया और मैट्रिक्स प्रोटीन के क्रॉस-लिंक के गठन के बीच एक मात्रात्मक संबंध का संकेत देते हैं। इसलिए, उदाहरण के लिए, लिपिड पेरोक्सीडेशन के उत्पादों में से एक, malondialdehyde (PUFAs के क्षरण के दौरान होता है), ग्लूकोज के रूप में प्रोटीन के साथ समान संख्या में क्रॉसलिंक बनाता है। इससे पता चलता है कि लंबे समय तक जीवित रहने वाली प्रजातियां न केवल एलपीओ से कुछ हद तक पीड़ित हैं, बल्कि फैटी एसिड की प्रतिक्रियाशीलता में कमी के कारण बाह्य मैट्रिक्स प्रोटीन में परिवर्तन की धीमी प्रक्रिया भी होती है। एक दशक से भी अधिक समय पहले, रूसी वैज्ञानिक मिखाइल शचीपिनोव ने फैटी एसिड के उपयोग का प्रस्ताव रखा था, जिसमें हाइड्रोजन को ड्यूटेरियम (एक आइसोटोप जिसमें उच्च परमाणु भार और कार्बन परमाणु के लिए एक मजबूत बंधन होता है) द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है, जिससे कई बीमारियों का इलाज किया जा सके। मुक्त कणों के अत्यधिक संश्लेषण से। परिवर्तित फैटी एसिड ऑक्सीकरण के लिए अधिक प्रतिरोधी होते हैं और कोशिका झिल्ली के विनाश को रोकते हैं। वर्तमान में, मिखाइल शेपिलोव की कंपनी रेट्रोट्रोप, प्रायोगिक दवा RT001 के नैदानिक ​​परीक्षणों के अंतिम चरण के लिए FDA अनुमोदन की प्रतीक्षा कर रही है। यह संभव है कि यह दवा न केवल वंशानुगत न्यूरोडीजेनेरेशन वाले रोगियों की मदद करेगी, बल्कि बाह्य मैट्रिक्स की उम्र बढ़ने को धीमा करने में भी सक्षम होगी। इस बीच, आपको मोनोअनसैचुरेटेड फैटी एसिड की प्रबलता वाले खाद्य पदार्थ खाने चाहिए, जिनमें कमजोर बिसाइल स्थितियों में प्रोटॉन नहीं होते हैं और इसलिए ऑक्सीकरण का खतरा कम होता है। ”

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2011, उप्साला विश्वविद्यालय, उप्साला, स्वीडन. सभी ठोस अंगों में बाह्य मैट्रिक्स का कारोबार मुख्य रूप से मैट्रिक्स मेटालोप्रोटीनिस (एमएमपी) और उनके ऊतक अवरोधक (टीआईएमपी) नामक मैट्रिक्स डिग्रेडिंग एंजाइमों के बीच संतुलन द्वारा निर्धारित किया जाता है। एमएमपी-9 के उच्च स्तर गैर-हृदय मृत्यु दर से जुड़े हैं। इसलिए, यदि शुरू में देखे गए MMP-9s 462 ng/ml से ऊपर थे, तो उनकी मृत्यु दर सबसे अधिक थी (चित्र देखें)। जिन लोगों का एमएमपी-9 228 एनजी/एमएल से कम था, उनकी मृत्यु सबसे कम हुई।

TIMP1 के उच्च स्तर को स्ट्रोक और हृदय मृत्यु दर के उच्च जोखिम से जोड़ा गया है। इसलिए, यदि शुरू में देखा गया TIMP1 238 एनजी / एमएल से अधिक था, तो उनकी मृत्यु दर सबसे अधिक थी (चित्र देखें)। जिन लोगों की TIMP1 166 एनजी/एमएल से कम थी, उनकी मृत्यु सबसे कम हुई।

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निष्कर्ष:

1. उम्र बढ़ने का मुख्य कारण बाह्य मैट्रिक्स की उम्र बढ़ने में निहित है। इस तथ्य के बावजूद कि हम नहीं जानते कि मैट्रिक्स को फिर से कैसे जीवंत किया जाए, अब हम जानते हैं कि उम्र बढ़ने क्या है। और इसलिए हम उसे हरा देंगे। लेकिन इसके लिए जरूरी है कि वैज्ञानिक प्रयासों पर ठीक से फोकस किया जाए। दरअसल, बाह्य कोशिकीय मैट्रिक्स की उम्र बढ़ने की खोज के 100 वर्षों से, हम कोशिका में उम्र बढ़ने के कारण की तलाश कर रहे हैं और यह नहीं सोचा था कि यह मैट्रिक्स में हो सकता है। 2018 वह वर्ष है जब हम मानव अमरता के मार्ग की शुरुआत करते हैं। मैं अलेक्जेंडर फेडिंटसेव, निकोले ज़क, डेनिस ओडिनोकोव को मानव उम्र बढ़ने के मुख्य तंत्र के बारे में जानकारी और परिकल्पना के लिए धन्यवाद देता हूं, जिन्हें इस समीक्षा में शामिल किया गया था।
2. मानव शरीर ऊतकों से बना है, और ऊतक 20% कोशिकाओं और 80% बाह्य मैट्रिक्स से बने होते हैं। बाह्य मैट्रिक्स की सबसे महत्वपूर्ण संरचना कोलेजन फाइबर है।
3. एक व्यक्ति के पूरे जीवन में, मैट्रिक्स की उम्र - कोलेजन फाइबर एक साथ सिले होते हैं। लेकिन जब कोई व्यक्ति बढ़ता है, तो "क्रॉसलिंक्स" की एकाग्रता कम हो जाती है। जब कोई जीव बढ़ना बंद कर देता है, तो क्रॉसलिंक्स की सांद्रता बढ़ जाती है और मैट्रिक्स तेजी से कठोर हो जाता है। क्रॉस-लिंक हृदय, वाहिकाओं आदि को अकुशल बनाते हैं। जब मैट्रिक्स में "क्रॉसलिंक्स" के कारण ऊतकों का सख्त होना जीवन के लिए खतरनाक अनुपात तक पहुंच जाता है, तो एक व्यक्ति की मृत्यु हो जाती है। इस बिंदु पर, सेल कायाकल्प अब किसी व्यक्ति के जीवन को नहीं बचाएगा - यह सीमा है।
4. हम बहुत सारे पॉलीअनसेचुरेटेड फैटी एसिड के साथ भोजन करने, बहुत अधिक खाने, अग्रणी या अत्यधिक दुरुपयोग करके मैट्रिक्स की उम्र बढ़ने में तेजी ला सकते हैं। और सब कुछ जो जानवरों के जीवन को लम्बा खींचता है, मैट्रिक्स की उम्र बढ़ने को धीमा कर देता है।
5. पुराना मैट्रिक्स हमारी कोशिकाओं की उम्र का कारण बनता है। और युवा मैट्रिक्स पुरानी कोशिकाओं को एक युवा अवस्था में फिर से जीवंत कर सकता है। यही है, उम्र बढ़ने को हराने के लिए, यह सीखना काफी है कि मैट्रिक्स को फिर से कैसे जीवंत किया जाए। लेकिन हम सेल को फिर से जीवंत करने में सक्षम हैं, और हम मैट्रिक्स को फिर से जीवंत करने में सक्षम नहीं हैं।
6. विकास ने मैट्रिक्स उम्र बढ़ने को सरल तरीके से बायपास करना सीख लिया है। कोशिकाओं में से एक एक नया बच्चा बनाता है, जिसका शरीर खरोंच से अपने लिए एक नया मैट्रिक्स बनाता है। और हर समय वे बढ़ते और विभाजित होते हैं, जानवरों के बढ़ने पर उनके "क्रॉसलिंक्स" की एकाग्रता कम हो जाती है। इसका मतलब यह नहीं है कि मैट्रिक्स की क्षति की मरम्मत नहीं की जा सकती है। मैट्रिक्स को फिर से जीवंत करना सीखना अगले 20-30 वर्षों के लिए एक कार्य है। और केवल आप और मैं इसे एक साथ हल कर सकते हैं, और कुछ भ्रामक वैज्ञानिक नहीं।
7. उम्र बढ़ने को धीमा करने और जीवन को लम्बा करने के लिए मैट्रिक्स उम्र बढ़ने का आकलन करने के लिए बायोमार्कर का वादा: प्लाज्मा कार्बोक्सिमिथाइल लाइसिन, कार्बोक्सीटर्मिनल टेलोपेप्टाइड प्रकार I कोलेजन का सीरम स्तर, प्रकार III प्रोकोलेजन के एमिनो-टर्मिनल पेप्टाइड का स्तर, सीरम प्रकार I कोलेजन, लिपिड पेरोक्सीडेशन इंडेक्स , टाइप 9 मैट्रिक्स मेटालोप्रोटीनिस, मैट्रिक्स मेटालोप्रोटीनिस टाइप 1 के ऊतक अवरोधक, कारक-β (टीजीएफ-बी) को बदलना।
8. मैं डेनिस ओडिनोकोव और अलेक्जेंडर फेडिंटसेव से अतिरिक्त जानकारी के लिए मैट्रिक्स उम्र बढ़ने के बारे में पढ़ने की सलाह देता हूं
   https://medium.com/@denis.odinokov/extracellular-matrix-aging-a6f91595539a

लेख लेखक नेस्टेरेनीआरयूवैज्ञानिक निदेशक खुलापन-

अस्थिशोषकों

ऑस्टियोसाइट्स

अस्थिकोरक

अस्थि कोशिकाएं

अस्थि कार्य

भाषण #

विषय: अस्थि ऊतक की जैव रसायन

संकाय: दंत चिकित्सा।

हड्डीएक प्रकार का संयोजी ऊतक है जिसमें अंतरकोशिकीय पदार्थ का उच्च खनिजकरण होता है।

1. आकार देना

2. समर्थन (मांसपेशियों, आंतरिक अंगों का निर्धारण)

3. सुरक्षात्मक (छाती, खोपड़ी, आदि)

4. भंडारण (खनिजों का डिपो: कैल्शियम, मैग्नीशियम, फास्फोरस, सोडियम, आदि)।

5. सीबीएस का नियमन (एसिडोसिस में Na +, Ca 3 (PO 4) 2 देता है)

मानव शरीर में, 2 प्रकार के अस्थि ऊतक प्रतिष्ठित होते हैं: रेटिकुलोफिब्रस (स्पंजी हड्डी पदार्थ) और लैमेलर (कॉम्पैक्ट हड्डी पदार्थ)। इनसे विभिन्न प्रकार की हड्डियाँ बनती हैं: ट्यूबलर, स्पंजी आदि।

किसी भी कपड़े की तरह हड्डी कोशिकाओं और बाह्य मैट्रिक्स से मिलकर बनता है।

अस्थि ऊतक में मेसेनकाइमल मूल की 2 प्रकार की कोशिकाओं को प्रतिष्ठित किया जाता है।

1 प्रकार:

ए) ओस्टोजेनिक स्टेम सेल;

बी) अर्ध-तना स्ट्रोमल कोशिकाएं;

ग) ऑस्टियोब्लास्ट (जिनमें से ऑस्टियोसाइट्स बनते हैं);

डी) ऑस्टियोसाइट्स;

2 प्रकार:

ए) हेमटोपोइएटिक स्टेम सेल;

बी) अर्ध-तना हेमटोपोइएटिक कोशिकाएं (वे माइलॉयड कोशिकाएं, मैक्रोफेज बनाती हैं);

ग) यूनिपोटेंट कॉलोनी बनाने वाली मोनोसाइटिक सेल (मोनोब्लास्ट → प्रोमोनोसाइट → मोनोसाइट → ऑस्टियोक्लास्ट इससे बनता है);

हड्डी के ऊतकों का निर्माण करने वाली युवा, गैर-विभाजित कोशिकाएं। उनका एक अलग आकार है: घन, पिरामिडनुमा, कोणीय। 1 कोर शामिल है। साइटोप्लाज्म में, एक व्यापक ईआर, माइटोकॉन्ड्रिया और गोल्गी कॉम्प्लेक्स अच्छी तरह से विकसित होते हैं। कोशिका में बहुत अधिक आरएनए होता है, क्षारीय फॉस्फेट की उच्च गतिविधि, प्रोटीन जैवसंश्लेषण सक्रिय होता है (कोलेजन, प्रोटीयोग्लाइकेन्स, एंजाइम)।

वे केवल पेरीओस्टेम की गहरी परतों में और अस्थि ऊतक पुनर्जनन के स्थानों में पाए जाते हैं। विकासशील हड्डी बीम की पूरी सतह को कवर करें।

प्रमुख अस्थि ऊतक कोशिकाएं ऑस्टियोब्लास्ट से बनती हैं। वे विभाजन करने में सक्षम नहीं हैं, एक प्रक्रिया का आकार है, कोशिका के केंद्र में एक बड़ा नाभिक है, जिसमें कुछ अंग होते हैं, और सेंट्रीओल्स नहीं होते हैं। वे लैकुने में स्थित हैं, अंतरकोशिकीय पदार्थ के घटकों का उत्पादन करते हैं।

विशालकाय बहुसंस्कृति वाले हेमटोजेनस कोशिकाएं। सेल में 2 जोन होते हैं। कोशिका में कई रिक्तिकाएँ, माइटोकॉन्ड्रिया और लाइसोसोम होते हैं। कुछ राइबोसोम, खराब रूप से विकसित रफ ईआर।

ओस्टियोक्लास्ट गतिविधि को टी-लिम्फोसाइटों द्वारा साइटोकिन्स के माध्यम से नियंत्रित किया जाता है। ओस्टियोक्लास्ट कैल्सीफाइड कार्टिलेज या हड्डी को नष्ट करने में सक्षम हैं। वे सीओ 2 और कार्बोनिक एनहाइड्रेज़ को अंतरकोशिकीय द्रव में स्रावित करते हैं। एच 2 ओ + सीओ 2 \u003d एच 2 सीओ 3 एसिड के संचय से कैल्शियम लवण और कार्बनिक मैट्रिक्स का विनाश होता है।

अस्थि ऊतक के अंतरकोशिकीय मैट्रिक्स की संरचना में कार्बनिक और अकार्बनिक पदार्थ शामिल हैं। एक कॉम्पैक्ट हड्डी में, अकार्बनिक घटक हड्डी के द्रव्यमान का 70% होता है, कार्बनिक घटक हड्डी के द्रव्यमान का 20% होता है, और पानी हड्डी के द्रव्यमान का 10% होता है। इसी समय, अकार्बनिक घटक की मात्रा केवल हड्डी के लगभग के लिए होती है; बाकी पर जैविक घटक और पानी का कब्जा है।

स्पंजी अस्थि ऊतक में, अकार्बनिक घटक अस्थि द्रव्यमान का 33-40%, कार्बनिक घटक - अस्थि द्रव्यमान का 50%, पानी - अस्थि द्रव्यमान का 10% बनाता है।

अस्थि ऊतक का कार्बनिक घटकइसमें मुख्य रूप से (90-95%) कोलेजन फाइबर (कोलेजन टाइप 1) होता है, जिसमें बहुत अधिक हाइड्रॉक्सीप्रोलाइन, लाइसिन, सेरीन से जुड़े फॉस्फेट और थोड़ा हाइड्रॉक्सिलसिन होता है।

अस्थि ऊतक के कार्बनिक घटक में थोड़ी मात्रा में प्रोटीओग्लाइकेन्स और जीएजी होते हैं। मुख्य प्रतिनिधि चोंड्रोइटिन-4-सल्फेट, थोड़ा चोंड्रोइटिन-6-सल्फेट, केराटन सल्फेट, हयालूरोनिक एसिड है।

अस्थि ऊतक में गैर-कोलेजन संरचनात्मक प्रोटीन ऑस्टियोकैल्सीन, ओस्टियोनेक्टिन, ऑस्टियोरोन्टिन आदि होते हैं। ओस्टियोनेक्टिन एक कैल्सीफिकेशन मध्यस्थ है, यह कैल्शियम और फास्फोरस को कोलेजन से बांधता है। पेप्टाइड (49AK) जिसमें -carboxyglutamic एसिड के 3 अवशेष होते हैं। विटामिन के इस पेप्टाइड के संश्लेषण में शामिल है, यह ग्लूटामिक एसिड के कार्बोक्सिलेशन को सुनिश्चित करता है।

अस्थि ऊतक में एंजाइम होते हैं: क्षारीय फॉस्फेट (बढ़ती हड्डियों में कई), एसिड फॉस्फेट (थोड़ा), कोलेजनेज़, पायरोफॉस्फेट। फॉस्फेटस कार्बनिक यौगिकों से फॉस्फेट छोड़ते हैं। पाइरोफॉस्फेट पाइरोफॉस्फेट को नष्ट कर देता है, जो कैल्सीफिकेशन का अवरोधक है।

इसके अलावा, कार्बनिक घटक को विभिन्न कार्बनिक अम्लों, फ्यूमरिक, मैलिक, लैक्टिक, आदि द्वारा दर्शाया जाता है। लिपिड मौजूद हैं।

अस्थि ऊतक का खनिज घटकएक वयस्क में मुख्य रूप से हाइड्रोक्साइपेटाइट (अनुमानित संरचना सीए 10 (आरओ 4) 6 (ओएच) 2) होता है, इसके अलावा, इसमें कैल्शियम फॉस्फेट (सीए 3 (आरओ 4) 2), मैग्नीशियम (एमजी 3 (आरओ 4) 2) शामिल हैं। कार्बोनेट्स, फ्लोराइड्स, हाइड्रॉक्साइड्स, साइट्रेट्स (1%), आदि। हड्डियों की संरचना में अधिकांश Mg 2+, लगभग एक चौथाई Na + और K + का एक छोटा हिस्सा शरीर में निहित होता है। छोटे बच्चों में, अनाकार कैल्शियम फॉस्फेट (सीए 3 (पीओ 4) 2) हड्डी के ऊतकों के खनिज घटक में प्रबल होता है, यह कैल्शियम और फास्फोरस का एक प्रयोगशाला भंडार है।

हाइड्रोक्सीपाटाइट क्रिस्टल प्लेट या छड़ के रूप में लगभग 8-15Å मोटी, 20-40Å चौड़ी, 200-400Å लंबी होती हैं। हाइड्रॉक्सीपैटाइट के क्रिस्टल जाली में, Ca 2+ को अन्य द्विसंयोजक धनायनों द्वारा प्रतिस्थापित किया जा सकता है। भारी धातुओं के आयनों को हाइड्रॉक्सीपैटाइट के बढ़ते क्रिस्टल जाली में पेश किया जा सकता है: सीसा, रेडियम, यूरेनियम और यूरेनियम के क्षय के दौरान बनने वाले भारी तत्व, जैसे स्ट्रोंटियम।

फॉस्फेट और हाइड्रॉक्सिल के अलावा अन्य आयन या तो छोटे क्रिस्टल द्वारा निर्मित एक बड़ी सतह पर सोख लिए जाते हैं या क्रिस्टल जाली के हाइड्रेट शेल में घुल जाते हैं। Na + आयन क्रिस्टलीय सतह पर अधिशोषित होते हैं।

पेप्टाइड (49 एए) के -कार्बोक्सीग्लूटामिक एसिड के अवशेषों का उपयोग करके आपस में, हाइड्रोक्साइपेटाइट क्रिस्टल सीए 2+ के माध्यम से जुड़े हुए हैं।

कार्बनिक और अकार्बनिक घटकों द्वारा गठित क्रिस्टलीय संरचना के कारण, हड्डी का लोचदार मापांक कंक्रीट के समान होता है।

बाह्य मेट्रिक्स(~ शरीर के वजन का 25%) उच्च बहुलक शर्करा का "जाली" है। यह एक पारगमन स्थल और रक्त और विशेष ऊतक कोशिकाओं के बीच "आणविक चलनी" के रूप में कार्य करता है। मैट्रिक्स का कामकाज सेलुलर चयापचय उत्पादों और अन्य विषाक्त पदार्थों को हटाने को सुनिश्चित करता है।

आइए बाह्य कोशिकीय मैट्रिक्स की अभिन्न भूमिका की खोज से जुड़े परिवर्तनों का पता लगाएं।

1957 की तालिका में बाह्य कोशिकीय मैट्रिक्स की कोई अवधारणा नहीं थी, क्योंकि पिश्चिंगर नियामक प्रणाली की अवधारणा को थोड़ी देर बाद विकसित किया गया था।

रेकवेग पिशिंगर के कार्यों से परिचित थे, उनका उल्लेख करते थे, और रोगों के विकास में मेसेनचाइम की स्थिति की भूमिका को बहुत महत्व देते थे और चिकित्सीय उद्देश्यों के लिए इस पर प्रभाव को ध्यान में रखते थे। मैट्रिक्स शब्द को ही 1990 के दशक की शुरुआत में सिक्स फेज टेबल में पेश किया गया था।

पर ध्यान दें बहुत ही महत्वपूर्ण बिंदु - मैट्रिक्स मानव शरीर के वजन का लगभग 25% बनाता है(!)। यह (सशर्त रूप से) इसे एक अलग "अंग" मानने की अनुमति देता है। इसलिए, मैट्रिक्स के कार्यों को जानने के लिए, इसकी स्थिति को ध्यान में नहीं रखना और किसी भी बीमारी के इलाज में इसे ठीक नहीं करना संभव नहीं है! ऐसा किए बिना, विशेषज्ञ को पूर्ण रोगजनक चिकित्सा के बारे में बात करने का अधिकार नहीं है!

कभी-कभी "मैट्रिक्स" और "इंटरसेलुलर स्पेस" की अवधारणाएं भ्रमित होती हैं। आव्यूह- यह उच्च-बहुलक शर्करा की एक जाली है - मुख्य पदार्थ। बाह्य मेट्रिक्स- यह संचरण का क्षेत्र है - शरीर की नियामक प्रणालियों से कोशिकाओं तक सूचना (संकेतों) का संचरण। नसें, केशिकाएं, लसीका - ये सभी बाह्य मैट्रिक्स में समाप्त या शुरू होती हैं। उनमें से कोई भी कोशिका में समाप्त या उत्पन्न नहीं होता है। विभिन्न प्रणालियों (एनएस, सीसीसी, प्रतिरक्षा, अंतःस्रावी) की बातचीत न्यूरोट्रांसमीटर के आदान-प्रदान के माध्यम से होती है, जो बाह्य मैट्रिक्स द्वारा नियंत्रित होती है। सेल एक बाह्य मैट्रिक्स से घिरा हुआ है, और इसके कामकाज की गुणवत्ता बाह्य मैट्रिक्स की शुद्धता और इसकी संचरण क्षमताओं पर निर्भर करती है।

इंटरसेलुलर स्पेस और मैट्रिक्स को ट्रांजिट साइट या "आणविक चलनी" भी कहा जाता है, क्योंकि। इसके माध्यम से, पोषक तत्वों और ऑक्सीजन को रक्त से कोशिकाओं तक पहुँचाया जाता है, और मेटाबोलाइट्स, विषाक्त पदार्थ और कार्बन डाइऑक्साइड फिर से कोशिकाओं से रक्त में इसके माध्यम से आते हैं। हार्मोन भी इसके माध्यम से रक्त से कोशिका रिसेप्टर्स और मध्यस्थों से तंत्रिका अंत तक जाते हैं।

मेसेनचाइम और मैट्रिक्स के कार्यों के बारे में अधिक विवरण लेखों में पाया जा सकता है: बोलिंग डी: पिस्चिंगर: एक्यूपंक्चर और होमोटॉक्सिकोलॉजी के लिए वैज्ञानिक आधार // जैविक चिकित्सा। - संख्या 4. - 1997. - एस.10-11। एडेलवरर एन.: मैट्रिक्स, पीएच मान और रेडॉक्स क्षमता // जैविक चिकित्सा।- №2.- 2003.- पृष्ठ 9-10

ऊपर दिया गया चित्र दिखाता है मैट्रिक्स संरचना (आणविक जाली)। बाह्य मैट्रिक्स प्रोटीओग्लाइकेन्स और ग्लाइकोसामिनोग्लाइकेन्स की एक पतली त्रि-आयामी जाली है। प्रोटीनोग्लाइकेन्स में हयालूरोनिक एसिड अणु होते हैं, जिस पर बाध्यकारी प्रोटीन (ट्राइसैकराइड्स) की मदद से कोर प्रोटीन तय होता है। क्रॉस प्रोटीन एक पेड़ की संरचना के रूप में क्षैतिज रूप से जुड़े होते हैं, जो डिसैकराइड लिंक (ग्लाइकोसामिनोग्लाइकेन्स, उदाहरण के लिए, चोंड्रोइटिन सल्फेट) के वाहक होते हैं।

उच्च बहुलक शर्करा(चोंड्रोइटिन सल्फेट, केराटन सल्फेट - सुइयों के रूप में दर्शाया गया है) पानी के अणुओं को अपनी ओर आकर्षित करता है, जिससे जलयोजन के गोले बनते हैं। Homotoxins सुइयों (शर्करा) के बीच "फंस जाते हैं" ("भरवां") और हाइड्रेट गोले भी बनाते हैं। इस संबंध में, मैट्रिक्स सूज जाता है और तरल अवस्था (सोल) से जेल अवस्था (जेली जैसा) में चला जाता है।

ध्यान! क्या यह महत्वपूर्ण है! मैट्रिक्स का "संदूषण"(सूजन और जेल) मैट्रिक्स के माध्यम से पदार्थों के परिवहन के साथ-साथ नियामक संकेतों के संचरण में बाधा डालता है और बाधित करता है!

मैट्रिक्स के विभिन्न राज्य

रोगी के स्वास्थ्य और जीवन की गुणवत्ता सीधे इंटरसेलुलर मैट्रिक्स की शुद्धता और नियामक संकेतों के प्रसारण की समयबद्धता पर निर्भर करती है।

एक स्वस्थ अवस्था में, मैट्रिक्स एक सोल अवस्था में होता है, जबकि इसकी संरचना सजातीय और एकसमान (हिस्टोलॉजिकल परीक्षा के दौरान) होती है।

विभिन्न हानिकारक कारकों के प्रभाव में, होमोटॉक्सिन मैट्रिक्स में जमा ("अटक"), पीएच मान अम्लीकरण की ओर बदल जाता है; उच्च-बहुलक शर्करा जल के अणुओं को अपनी ओर आकर्षित करती है, जिससे जलयोजन के गोले बनते हैं। Homotoxins सुइयों के बीच "फंस जाते हैं" ("भरवां") और हाइड्रेट गोले भी बनाते हैं। नतीजतन, मैट्रिक्स सूज जाता है और एक सोल से जेल अवस्था में बदल जाता है। इसकी संरचना स्थानों में मोटी हो जाती है और विषम हो जाती है (जिसे हिस्टोलॉजिकल परीक्षा में देखा जा सकता है)। नतीजतन, चयापचय धीमा हो जाता है - पोषक तत्वों और ऑक्सीजन की कोशिका तक पहुंच मुश्किल है, साथ ही साथ मेटाबोलाइट्स और कार्बन डाइऑक्साइड का रिवर्स उत्सर्जन भी होता है।

वर्णित प्रक्रिया जैविक बाधा तक चरणों में होती है।

जैविक बाधा के पीछे, सब कुछ अधिक जटिल है, क्योंकि। होमोटॉक्सिन शर्करा के साथ रासायनिक बंधन बनाते हैं (यानी, वे मैट्रिक्स संरचनाओं के साथ पोलीमराइज़ करते हैं) और उन्हें उसी तरह हटाया नहीं जा सकता है। पुरानी बीमारियां शरीर के बाह्यकोशिकीय और फिर इंट्रासेल्युलर मैट्रिक्स में विषाक्त पदार्थों से ठीक से निपटने के लिए लंबे समय तक अक्षमता का परिणाम हैं।

ऐसी स्थिति में, उन दवाओं का उपयोग करना आवश्यक है जिनका एक डीपोलाइमराइज़िंग प्रभाव होता है, जो इन बंधनों को तोड़ सकते हैं (एंटीहोमोटॉक्सिक दवाओं (एजीटीपी) के बीच ऐसी दवाएं हैं!) इस स्थिति से प्रभावी ढंग से निपटने में मदद करता है!

अतिरिक्त जानकारी

बाह्य मैट्रिक्स में आगे संचय और कोशिका में होमोटॉक्सिन के प्रवेश के साथ, सेल ऑर्गेनेल, विशेष रूप से माइटोकॉन्ड्रिया, प्रभावित होते हैं, जो सेल होमियोस्टेसिस में एनारोबिक ग्लाइकोलाइसिस और एसिड-बेस बैलेंस को एसिड पक्ष की ओर ले जाता है। कोशिका ग्लाइकोलाइसिस के संक्रमण से जुड़ी ऊर्जा की कमी की स्थितियों में कार्य करना शुरू कर देती है, माइटोकॉन्ड्रिया माइटोकॉन्ड्रिया की संख्या बढ़ाने के लिए माइटोकॉन्ड्रिया के संश्लेषण के लिए नाभिक को सूचना प्रसारित करती है। इस जानकारी के बिना विरूपण के पारित होने की व्यावहारिक रूप से कोई संभावना नहीं है, इसलिए, कोशिका विभाजन गैर-विशिष्ट रूप से सक्रिय होता है और कोशिका अनियंत्रित प्रजनन के लिए आगे बढ़ती है, एक घातक ट्यूमर बनता है। ट्यूमर कोशिकाओं को अवायवीय ग्लाइकोलाइसिस की प्रक्रियाओं की विशेषता होती है, जिसके परिणामस्वरूप कोशिकाओं के अंदर लैक्टेट की अधिकता होती है, और एसिडोसिस होता है। सक्रिय तंत्र की मदद से, एसिड को बाह्य अंतरिक्ष में हटा दिया जाता है। बाह्य एसिडोसिस की स्थितियों के तहत, मैट्रिक्स को संरचनात्मक रूप से पुनर्व्यवस्थित किया जाता है, यह प्रतिरक्षात्मक कोशिकाओं के लिए यांत्रिक रूप से कम पारगम्य हो जाता है, और एक अम्लीय वातावरण में, उनके चयापचय और कार्यात्मक गतिविधि कम हो जाती है।

रसायन विज्ञान से अतिरिक्त जानकारी: प - एक तरल निरंतर चरण और एक ठोस फैलाव चरण वाला एक कोलाइडल सिस्टम, जिसे 0.1 - 0.001 सी के व्यास वाले कणों द्वारा दर्शाया जाता है। जेल- पदार्थ की जिलेटिनस अवस्था (पेट्रोलियम भूविज्ञान शब्दकोश, 1952)। जैल(अक्षांश से। गेलो - कठोर) - एक तरल या गैसीय फैलाव माध्यम के साथ छितरी हुई प्रणालियाँ जिनमें ठोस के कुछ गुण होते हैं: आकार, शक्ति, लोच, प्लास्टिसिटी बनाए रखने की क्षमता। जेल के ये गुण बिखरे हुए चरण के कणों द्वारा गठित उनके संरचनात्मक नेटवर्क (ढांचे) के अस्तित्व के कारण हैं, जो विभिन्न प्रकृति के आणविक बलों द्वारा परस्पर जुड़े हुए हैं।

MATRIX - "फ़ील्ड" जिस पर सेल के रास्ते में सभी नियामक संकेत मिलते हैं

के बारे में याद रखना महत्वपूर्ण है मैट्रिक्स की अभिन्न भूमिका- ऐसे स्थान जहां प्रतिरक्षा-न्यूरो-अंतःस्रावी तंत्र के सभी नियामक संकेत "अभिसरण" करते हैं। पूरे जीव की भलाई उनकी पर्याप्त बातचीत पर निर्भर करती है।

मैट्रिक्स की आणविक जालीचयापचय में शामिल सभी पदार्थों द्वारा दूर किया जाता है, अर्थात यह एक "पारगमन स्थल" की भूमिका निभाता है। चूंकि स्वायत्त तंत्रिका तंतु मैट्रिक्स में समाप्त होते हैं, यह तंत्रिका मार्गों के साथ केंद्रीय तंत्रिका तंत्र (CNS) से जुड़ा होता है। लसीका वाहिकाएं भी मैट्रिक्स में शुरू होती हैं और रक्त वाहिकाएं (केशिकाएं) मैट्रिक्स से गुजरती हैं, इसलिए, हार्मोन के माध्यम से, यह अंतःस्रावी तंत्र (मुख्य रूप से पिट्यूटरी ग्रंथि, थायरॉयड ग्रंथि और अधिवृक्क ग्रंथियों के साथ) से भी जुड़ा होता है। जैसा कि ज्ञात है, सीएनएस और अंतःस्रावी तंत्र मस्तिष्क के तने (हाइपोथैलेमस) में एक दूसरे के साथ बातचीत करते हैं। मैट्रिक्स में इम्यूनोकोम्पेटेंट कोशिकाएं भी होती हैं।

मैट्रिक्स में, शरीर के सभी तीन मुख्य नियामक तंत्र परस्पर क्रिया करते हैं - तंत्रिका, अंतःस्रावी और प्रतिरक्षा। मैट्रिक्स शरीर के बाह्य अंतरिक्ष में प्रवेश करता है और एक आणविक जाली का कार्य करता है जो कोशिकाओं को घेरता है और समर्थन करता है, और शरीर की ऊर्जावान रूप से खुली प्रणाली के एक अभिन्न अंग के रूप में एक प्रमुख भूमिका निभाता है।