नए शोध में पहली बार मानव त्वचा की सबसे ऊपरी परत में हीमोग्लोबिन की खोज की गई है और पाया गया है कि यह त्वचा को नुकसान से बचाने में मदद करता है। ये निष्कर्ष उम्र बढ़ने और कैंसर जैसे त्वचा रोगों के बारे में महत्वपूर्ण जानकारी प्रदान करते हैं। हीमोग्लोबिन रक्त में ऑक्सीजन को बांधने और इसे फेफड़ों से ऊतकों तक ले जाने के लिए जाना जाता है। हालाँकि, एक नए अध्ययन से पता चलता है कि हीमोग्लोबिन की एक और भूमिका है: हमारी त्वचा को क्षति से बचाना।
शोधकर्ता यह समझने में रुचि रखते थे कि एपिडर्मिस - त्वचा की सबसे बाहरी परत - हमें यूवी किरणों जैसी पर्यावरणीय चुनौतियों से कैसे बचाती है, इसलिए उन्होंने देखा कि आणविक स्तर पर त्वचा में क्या हो रहा है।
अध्ययन के संबंधित लेखक मासायुकी अमागई ने कहा: "एपिडर्मिस केराटिनाइज्ड स्तरीकृत स्क्वैमस एपिथेलियम से बना है, जो मुख्य रूप से केराटिनोसाइट्स से बना है। पिछले अध्ययनों में पाया गया है कि केराटिनोसाइट भेदभाव और त्वचा की बाहरी बाधा के गठन की प्रक्रिया के दौरान, वे सुरक्षात्मक कार्यों के साथ विभिन्न प्रकार के जीन व्यक्त करते हैं। हालांकि, ट्रांसक्रिप्टोम विश्लेषण के लिए अलग-अलग टर्मिनली विभेदित केराटिनोसाइट्स की पर्याप्त संख्या प्राप्त करने में कठिनाई के कारण, अन्य बाधा-संबंधी जीन पिछली सुरक्षा से बच गए।"
एपिडर्मल केराटिनोसाइट्स त्वचा की सबसे गहरी परत (बेसल परत) से उत्पन्न होते हैं और विभेदन के बाद ऊपर की ओर बढ़ते हुए कई परतें बनाते हैं। केराटिनोसाइट्स के विभेदन चरण के दौरान, सुरक्षात्मक बाधा कार्यों के साथ विभिन्न जीनों की अभिव्यक्ति की खोज की गई है, और एटोपिक जिल्द की सूजन जैसे रोग आनुवंशिक उत्परिवर्तन के कारण होते हैं।
त्वचा अवरोधक तंत्र में शामिल अज्ञात अणुओं की पहचान करने के लिए, शोधकर्ताओं ने तीन व्यक्तियों की जांघों और ऊपरी भुजाओं के साथ-साथ चूहे की त्वचा से ली गई स्वस्थ मानव त्वचा के पूरे एपिडर्मिस और ऊपरी एपिडर्मिस में अत्यधिक व्यक्त जीन का विश्लेषण किया। उन्होंने अप्रत्याशित रूप से पाया कि हीमोग्लोबिन के प्रोटीन उपइकाइयों में से एक, अल्फा-ग्लोब्युलिन को एन्कोडिंग करने वाले HBA1/2 जीन मानव त्वचा के ऊपरी एपिडर्मिस में अत्यधिक व्यक्त होते हैं। इसी प्रकार, चूहे की त्वचा में, Hba-a1/a2 (मानव HBA1/2 के बराबर) भी ऊपरी एपिडर्मिस में अत्यधिक व्यक्त होते हैं।
अमागई ने कहा, "हमने पूरे एपिडर्मिस और ऊपरी एपिडर्मिस का तुलनात्मक ट्रांस्क्रिप्टोम विश्लेषण किया, जो एंजाइमों का उपयोग करके मानव और माउस की त्वचा से अलग की गई कोशिकाओं की चादरें हैं।" "हमने पाया कि हीमोग्लोबिन के उत्पादन के लिए जिम्मेदार जीन ऊपरी एपिडर्मिस में अत्यधिक सक्रिय हैं। इस खोज की पुष्टि करने के लिए, हमने ऊपरी एपिडर्मिस में केराटिनोसाइट्स में हीमोग्लोबिन अल्फा प्रोटीन की उपस्थिति को देखने के लिए इम्यूनोस्टेनिंग का उपयोग किया।"
शोधकर्ताओं ने त्वचा को यूवीए और यूवीबी से अलग-अलग विकिरणित किया और पाया कि यूवीए (लेकिन यूवीबी नहीं) एपिडर्मल केराटिनोसाइट्स में एचबीए1/2 की अभिव्यक्ति को प्रेरित कर सकता है। यूवीए विकिरण प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियों (आरओएस)-मध्यस्थ केराटिनोसाइट क्षति का मुख्य कारण है। नियंत्रण समूह की तुलना में, एचबीए नॉकआउट केराटिनोसाइट्स के इंट्रासेल्युलर आरओएस स्तर में काफी वृद्धि हुई थी, यह दर्शाता है कि एचबीए की अभिव्यक्ति एपिडर्मल केराटिनोसाइट्स में यूवीए-प्रेरित आरओएस पीढ़ी को रोकने के लिए प्रेरित है।
माइटोकॉन्ड्रिया - कोशिकाओं के ऊर्जा उत्पादक - विशेष रूप से यूवी विकिरण द्वारा उत्पादित अतिरिक्त आरओएस के प्रति संवेदनशील होते हैं, और यूवी विकिरण के कारण होने वाली माइटोकॉन्ड्रियल शिथिलता सीधे त्वचा को नुकसान पहुंचाती है, जिसे फोटोएजिंग भी कहा जाता है।
अमागई ने कहा, "हमारे अध्ययन से पता चलता है कि एपिडर्मल हीमोग्लोबिन ऑक्सीडेटिव तनाव के तहत विनियमित होता है और मानव केराटिनोसाइट संस्कृतियों में प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियों के उत्पादन को रोकता है।" "हमारे नतीजे बताते हैं कि हीमोग्लोबिन अल्फा केराटिनोसाइट्स को बाहरी या आंतरिक ऑक्सीडेटिव तनाव, जैसे पराबैंगनी विकिरण और बिगड़ा हुआ माइटोकॉन्ड्रियल फ़ंक्शन से बचाता है। इसलिए, केराटिनोसाइट्स द्वारा हीमोग्लोबिन अभिव्यक्ति त्वचा की उम्र बढ़ने और त्वचा कैंसर के खिलाफ एक अंतर्जात रक्षा तंत्र का प्रतिनिधित्व करती है।"
शोधकर्ताओं का कहना है कि उनके निष्कर्ष उम्र बढ़ने और कैंसर जैसे आरओएस से संबंधित त्वचा रोगों के अध्ययन के लिए महत्वपूर्ण निहितार्थ प्रदान करते हैं।
यह अध्ययन जर्नल ऑफ इन्वेस्टिगेटिव डर्मेटोलॉजी में प्रकाशित हुआ था।