负载NAD(H)的纳米颗粒用于脓毒症的高效治疗
सेप्सिस, जो संक्रमण के प्रति अनियमित प्रतिक्रिया द्वारा चिह्नित है, में प्रभावी उपचार का अभाव है। सूजन में NAD+ की भूमिका अस्पष्ट बनी हुई है। NAD+ परिवहन चुनौतियां इसके चिकित्सीय प्रभाव को सीमित करती हैं। नवीन NAD+-लोडेड नैनोकण (NPs) सीधे कोशिकाओं में NAD+ पहुंचाते हैं, जिससे इसके शक्तिशाली प्रतिरक्षा-मॉड्यूलेटिंग प्रभाव प्रकट होते हैं। ये NPs सूजन को रोकते हैं, कोशिका क्षति को रोकते हैं, और प्रतिरक्षा और संवहनी संतुलन बनाए रखकर गंभीर सेप्सिस के उपचार में आशाजनक दिखते हैं।
1. NAD+ और NADH: सेलुलर ऊर्जा चयापचय में महत्वपूर्ण खिलाड़ी
NAD+ और NADH, निकोटिनामाइड एडेनिन डाइन्यूक्लियोटाइड के दो रूप, सेलुलर ऊर्जा प्रक्रियाओं में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। ये अणु विभिन्न चयापचय प्रतिक्रियाओं में सहकारक के रूप में कार्य करते हैं, इलेक्ट्रॉनों का स्थानांतरण करते हैं और ऊर्जा रूपांतरण को सुविधाजनक बनाते हैं। ग्लाइकोलिसिस के संदर्भ में, साइटोप्लाज्म में ग्लूकोज का टूटना, NAD+ एक कोएंजाइम के रूप में कार्य करता है, इलेक्ट्रॉनों और हाइड्रोजन आयनों को स्वीकार करके NADH बनाता है। यह चरण ATP के रूप में ऊर्जा उत्पन्न करने और पाइरूवेट बनाने में महत्वपूर्ण है।
सेलुलर श्वसन के बाद के चरणों में, जैसे कि साइट्रिक एसिड चक्र और माइटोकॉन्ड्रिया में ऑक्सीडेटिव फॉस्फोरिलेशन, NADH इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला (ETC) में इलेक्ट्रॉनों को स्थानांतरित करने में भाग लेता है, जहां ATP को संश्लेषित करने के लिए ऊर्जा का उपयोग किया जाता है। साथ ही, NAD+ को ग्लाइकोलाइटिक चक्र को जारी रखने के लिए पुनर्जीवित किया जाता है, जिससे ऊर्जावान कैस्केड पूरा होता है।
चित्र 1
चित्र 1 इन चयापचय मार्गों को दर्शाता है जिसमें NAD+ और NADH से जुड़ी अनुक्रमिक एंजाइमेटिक प्रतिक्रियाएं दिखाई गई हैं। वे इन अणुओं के बीच रूपांतरणों को दर्शाते हैं, ऊर्जा उत्पादन में उनकी महत्वपूर्ण भूमिकाओं और सेलुलर चयापचय के भीतर अंतःक्रिया को स्पष्ट करते हैं।
2. NAD+ और NADH के रेडॉक्स कार्य: सेलुलर ऑक्सीकरण-अपचयन प्रतिक्रियाओं का संचालन
अपनी ऊर्जा-संबंधी भूमिकाओं के अलावा, NAD+ और NADH रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं में कोएंजाइम के रूप में कार्य करते हैं, जो सेलुलर होमियोस्टेसिस को बनाए रखने के लिए महत्वपूर्ण हैं। इन प्रक्रियाओं में, NAD+ एक ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में कार्य करता है, इलेक्ट्रॉनों और हाइड्रोजन आयनों को स्वीकार करके NADH में अपचयित हो जाता है। इसके विपरीत, NADH, उच्च-ऊर्जा इलेक्ट्रॉनों को ले जाता है, इन इलेक्ट्रॉनों को अन्य अणुओं को दान करके एक अपचायक एजेंट के रूप में कार्य करता है, जिससे NAD+ पुनर्जीवित होता है।
चित्र 2
यह रेडॉक्स अंतररूपांतरण विभिन्न सेलुलर प्रक्रियाओं में सहायक है, जिसमें मैक्रोमोलेक्यूल्स जैसे फैटी एसिड और न्यूक्लियोटाइड का जैवसंश्लेषण शामिल है (जैसा कि चित्र 2 में दिखाया गया है)। इसके अतिरिक्त, यह प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियों (ROS) के विषहरण को सुविधाजनक बनाता है जो अन्यथा सेलुलर क्षति का कारण बन सकते हैं। शोधकर्ताओं ने पाया कि NAD+ और NADH से जुड़ी रेडॉक्स प्रतिक्रियाएं इलेक्ट्रॉनों के स्थानांतरण और सेलुलर रेडॉक्स संतुलन के रखरखाव को दर्शाती हैं।
3. एंजाइमेटिक विनियमन और NAD+/NADH अनुपात: सेलुलर कार्य पर प्रभाव
NAD+ से NADH का अनुपात सेलुलर कार्यों को प्रभावित करने वाला एक महत्वपूर्ण संकेतक है। चयापचय मार्गों में शामिल एंजाइम अक्सर इस अनुपात के प्रति संवेदनशील होते हैं, तदनुसार अपनी गतिविधि को विनियमित करते हैं। एक उच्च NAD+/NADH अनुपात आमतौर पर ऊर्जा उत्पादन और अनाबोलिक प्रक्रियाओं के लिए कोशिका की क्षमता को इंगित करता है।
उदाहरण के लिए, एक उच्च अनुपात ऑक्सीडेटिव फॉस्फोरिलेशन में शामिल एंजाइमों की गतिविधि को बढ़ावा देता है, जिससे ATP संश्लेषण होता है। इसके विपरीत, एक कम अनुपात अक्सर अपचयी प्रक्रियाओं, जैसे ग्लाइकोलिसिस, से मेल खाता है। NAD+/NADH अनुपात और एंजाइमेटिक गतिविधि के बीच संबंध को दर्शाने वाले दृश्य प्रतिनिधित्व, जैसे ग्राफ या चार्ट, इस बात की अंतर्दृष्टि प्रदान करते हैं कि इन कोएंजाइमों द्वारा सेलुलर कार्यों को कैसे नियंत्रित किया जाता है।
संदर्भ:
Ye M., Zhao Y., et. NAD(H)-loaded nanoparticles for efficient sepsis therapy via modulating immune and vascular homeostasis,Nature, 2023.
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