पेशीमृत्यू (Apoptosis)

बहुपेशीय सजीवांमध्ये अनेक प्रकारच्या ऊती (Tissue) असतात. प्रत्येक ऊतीचे कार्य तसेच पेशी (Cell) किती काळ कार्यरत राहणार हे निश्चित असते. ज्या पेशींचे आयुष्य अल्प आहे किंवा ज्यांचा कार्यकाळ संपला आहे अशा पेशींचा नियत मृत्यू होण्याच्या क्रियेस पेशीमृत्यू (Apoptosis/programmed cell death) असे म्हणतात. ग्रीक भाषेतील ‘अपॉप्टॉसिसʼ याचा अर्थ वृक्षाची जुनी पाने गळून खाली पडणे असा आहे (Apo-from; ptosis-खाली येणे). पेशींचे कार्य संपल्यानंतर पेशी एका विशिष्ट पद्धतीने विघटन होणे या अर्थाने हा इंग्रजी शब्द वापरला आहे. याउलट अपघाताने किंवा जिवाणू संसर्गाने होणाऱ्या पेशींच्या मृत्यूस पेशीनाश (Necrosis) असे म्हणतात. त्यामुळे पेशीमृत्यू व पेशीनाश या दोन्ही क्रिया भिन्न आहेत (आ. १). पेशीमृत्यू क्रिया सुरू झाल्यानंतर थांबवता येत नाही. प्रौढ व्यक्तीच्या शरीरातील पन्नास ते सत्तर अब्ज पेशींचा दररोज नियत मृत्यू होत असतो; तर ८ ते १४ वर्षे वयाच्या बालकाच्या शरीरातील २० ते ३० अब्ज पेशींचा दररोज नियत मृत्यू होतो.

**आ. १ पेशीमृत्यू व पेशीनाश प्रक्रियांमधील फरक**

सजीवांमध्ये नियत पेशीमृत्यूचे अनन्य साधारण महत्त्व आहे. नियत पेशीमृत्यू होण्याच्या दोन पद्धती आहेत — (१) आंतरिक किंवा अंगभूत पेशीमृत्यू : या पद्धतीत पेशीमध्ये या ना त्या कारणाने उत्पन्न होणाऱ्या ताणामुळे पेशीमृत्यू होतो. (२) बाह्य पेशीमृत्यू : या पद्धतीमध्ये जवळ असलेल्या पेशींपासून आलेल्या संकेतांमुळे पेशीमृत्यू क्रिया घडून येते.

पेशीमृत्यूच्या दोन्ही पद्धतीमध्ये सिस्टीन अमिनो आम्लघटक असलेल्या कॅसपासेस (Caspases -cysteineaspartic proteases) प्रोटीएझ विकरांचा समावेश होतो. सिस्टीनवर समाविष्ट असलेल्या प्रथिन विघटक विकरांमुळे नियत पेशीमृत्यू घडवून आणला जातो. पेशीमृत्यूचे कारण बाह्य असो किंवा आंतरिक ही विकरे दोन्ही कारणांमुळे पेशीमृत्यूच्या क्रियेस प्रारंभ करतात.

मानवाच्या शरीरात अब्जावधी पेशी असतात. शरीररचना व चयापचय कार्य नीट चालण्याच्या आवश्यकतेनुसार प्रत्येक पेशीचा किंवा पेशीसमूहाचा आयु:काल कमी अधिक असतो. उदा., रक्तप्रवाहातील तांबड्या पेशी १२० दिवस जगतात. त्यांच्या मृत्यूनंतर नव्या पेशी त्यांची जागा घेतात. श्वेत (पांढऱ्या) पेशीतील उदासीनरागी पेशी (Neutrophil) काही तासच रक्तप्रवाहात असतात; तर काही लसीका पेशी (Lymphocyte) १०—१५ वर्षे जगतात. मेंदूतील चेतापेशी वर्षानुवर्षे तशाच असतात. त्यांचे विभाजन होत नाही. काही श्वेतपेशी रक्ताभिसरणात थोडे दिवस आणि कालांतराने रक्तवाहिन्यांबाहेर ऊतींमध्ये जाऊन राहू लागतात. रक्तवाहिनीबाह्य भक्षकपेशींना बृहद्पेशी (Macrophages) या नावाने ओळखले जाते. त्या काही महिने ते कित्येक वर्षे जगू शकतात.

प्रत्येक पेशी किती काळ जगणार व कधी मृत होणार याचा कालावधी ठरलेला असतो. त्यानुसार आयुष्य संपलेल्या पेशींचे विघटन होणे आवश्यक असते. उदा., स्त्री-शरीरातील पूर्ण वाढ झालेल्या गर्भाशयाचा अंत:स्तर सामान्यत: दर साडेतीन-चार आठवड्यांनी पेशीमृत्यू होऊन काढून टाकला जातो. हे पेशींच्या नियत मृत्यू प्रक्रियेनेच घडते. तसेच कर्करोगग्रस्त, जीवाणू व विषाणू बाधित पेशी यांचाही मृत्यू घडवून आणावा लागतो. पेशींचा नियत मृत्यू घडण्यासाठी ऊर्जा खर्च करून, पेशीदाह (Inflammation) न होता, जनुकीय नियंत्रणाने, अनेक क्रिया ठराविक क्रमाने, निश्चित वेळात अचूकपणे व्हाव्या लागतात.

पेशीमृत्यू क्रियेचा प्रारंभ पेशीपटलावर पुटकुळ्यांच्या आकाराचे सूक्ष्म फुगे तयार होतात. पेशीद्रव कमी होऊन पेशीकेंद्रक आकसते. केंद्रकातील डीएनए, आरएनए व प्रथिने यांनी बनलेले रंगसूत्रद्रव्य (Chromatin) संघनित व घट्ट होते. दुसऱ्या टप्प्यात डीएनएचे सु. २०० न्यूक्लिओटाइड लांबीचे तुकडे केले जातात. त्यासोबत पेशीकेंद्रकाचे तुकडे होतात. शेवटच्या टप्प्यात पेशीकेंद्रक व पेशीचे तुकडे तुकडे होऊन पेशी भंगते. हे पेशीचे तुकडे भक्षण पेशी खाऊन टाकतात. ही सर्व क्रिया पेशीचे कार्य संपल्यावर नियत क्रमाने घडून येते. अशावेळी इतर पेशींचे कार्य नेहमीप्रमाणे चालू राहते. (आ. २).

शरीराच्या ज्या भागात पेशींना संसर्ग होण्याची शक्यता अधिक असते तेथील पेशींचा झपाट्याने नियत मृत्यू घडून येतो. उदा., मुख गुहेचे अस्तर किंवा त्वचेचा बाह्य थर. या पेशी अनेक थरांनी बनलेल्या असल्याने त्यांना स्तरीत पेशी म्हणतात. कसलाही संसर्ग किंवा इजा या पेशींना झाली म्हणजे सर्वांत बाह्य थराची जागा खालील थर घेतो. आपल्या बाह्यत्वचेच्या सर्व जुन्या पेशींच्या जागी साधारण दीड महिन्यात नव्या पेशी तयार झालेल्या असतात. लहान आतड्याची अंत:त्वचा केवळ चार-पाच दिवसात नव्याने तयार होते.

बहुपेशीय सजीवांच्या शरीरातील एकूण पेशींची संख्या आवश्यकतेनुसार नियंत्रित ठेवणे हा नियत पेशी मृत्यूमागील हेतू आहे. नियत पेशीमृत्यू होतो हे अनेक वर्षांपासून माहित होते. परंतु, या मागील नेमकी प्रक्रिया समजत नव्हती. उदा., बेडकाच्या अवस्थांतरणात बेडूक माशाची अवस्था बदलेल तशी त्याची लहान आतड्याची गुंडाळी आखूड किंवा लहान होते हे वैज्ञानिकांनी पाहिलेले होते. या स्थितीत बेडूक अन्नग्रहण करत नाही. त्याची लांब शेपूट आखूड होते. या स्थितीत त्याला ऊर्जेचा पुरवठा शरीरातील विघटन होणाऱ्या पेशींमधून होतो.

अशाच प्रकारची क्रिया सीनोऱ्हॅब्डायटिस एलेगन्स (Caenorhabditis elegans) नावाच्या सूत्रकृमीमध्ये होत असल्याचे दिसून आले. सीनोऱ्हॅब्डायटिस डिंभातील पेशींची संख्या प्रौढ अवस्थेत येण्याआधी निश्चित सूत्रानुसार कमी होते. सीनोऱ्हॅब्डायटिस डिंभामधील १३१ चेतापेशी पेशी नियत क्रमाने काढून टाकल्या जातात. असे झाले नसते तर या सर्व पेशींचे चेतापेशीत रूपांतर झाले असते. अनावश्यक पेशी काढून टाकण्याच्या नियत पेशीमृत्यू जनुकांचा शोध लावल्याबद्दल २००२ साली सिडनी ब्रेनर (Sydney Brenner), एच रॉबर्ट हॉर्विट्झ ( H. Robert Horvitz) व जॉन सुल्स्टोन (John E. Sulston) यांना शरीरक्रिया विज्ञानातील नोबेल पारितोषिक देण्यात आले. ही जनुके सीनोऱ्हॅब्डायटिसप्रमाणे मानवी भ्रूण विकासातही त्याच पद्धतीने कार्य करतात. उदा., हातापायाची बोटे तयार होणाआधी फक्त हात व पाय यांचे खुंट तयार होतात. बोटामधील पेशींचा नियत मृत्यू झाल्याशिवाय बोटे परस्परांपासून सुटी होत नाहीत. बालपणी शरीरात असलेल्या हृदोधिष्ट (Thymus) ग्रंथीतील पेशी क्रमाक्रमाने कमी झाल्याशिवाय रक्तातील लसीका पेशींचे प्रतिपिंड (Antibody) पेशी बनवण्याचे काम सुरू होत नाही. प्रौढ ग्रंथीमध्ये लसीका पेशीमार्फत विविध प्रतिजनांविरुद्ध (Antigen) प्रतिपिंड बनवण्याच्या कार्यास सुरळीतपणा येत नाही. प्रौढ प्राण्यांत कर्करोगाने प्रभावित झालेल्या पेशी, जीवाणूंच्या किंवा विषाणूंच्या हल्ल्याला बळी पडलेल्या पेशींचा मृत्यू नियत असतो. अशा बाधित पेशी आणि सामान्य परंतु, नको असलेल्या पेशी शरीरातून काढून टाकणे हे संपूर्ण शरीराच्या दृष्टीने महत्त्वाचे असते. पेशींचा नियत मृत्यू सामान्य शरीरक्रियात्मक, रोगजन्य किंवा विकृतीजन्य असू शकतो. नियत पेशीमृत्यू जनुके कर्करोग नियामक म्हणून उत्तम प्रतिसाद देतात असे सिद्ध झाले आहे.

पहा : अंत:स्त्रावी ग्रंथी, ऊतकमृत्यू (पूर्वप्रकाशित नोंद), पेशीनाश, सीनोऱ्हॅब्डायटिस एलेगन्स, हिमदंश.

संदर्भ :

समीक्षक : नीलिमा कुलकर्णी