उपाशी असताना आणि भरपेट जेवल्यावर आपल्याला अनुक्रमे भूक आणि तृप्ती यांची जाणीव होते, पण ह्या जाणिवांच्या पलिकडेही शरीरात बरंच काही घडत असते. रक्तातील साखरेच्या पातळीत होणारे चढउतार नियमित करण्यासाठी आपल्या पेशी सतत, वेगाने, जनुकीय प्रक्रिया करत असतात आणि विशिष्ट प्रथिनांच्या उत्पादनाचे नियमन करत असतात. आपण जेवतो, मग काही काळ पोटात काही नसते आणि काही काळाने पुन्हा आहार घेतो. आपण ह्या चक्रामधून जात असताना आपल्या लक्षातही येत नाही की आपल्या पेशी जवळजवळ दररोज त्यांचे कार्य करत असतात. टाटा मूलभूत संशोधन संस्था (टीआयएफआर), मुंबई येथील नव्या अभ्यासात संशोधकांनी नमूद केले आहे की सूक्ष्मआरएनए कश्याप्रकारे ही उलथापालथ होत असताना ऊर्जा निर्मितीचे संतुलन राखण्यासाठी पेशींना मदत करतात.
सूक्ष्मआरएनए हे लहान आरएनए (रायबोन्युक्लिक आम्ल) जनुकांच्या मदतीने होणाऱ्या प्रथिनांच्या उत्पादनाचे काही प्रमाणात नियंत्रण करतात. जनुकांमध्ये असणारी प्रथिने बनवण्याची प्रक्रिया, संदेशवाहक (मेसेंजर) आरएनएमध्ये उतरवली जाते, आणि यापासून नंतर ऍमिनो अम्लांची निर्मिती होते. सूक्ष्मआरएनए विशिष्ट संदेशवाहक आरएनएला बांधले जाऊन त्याचे विघटन करतात आणि प्रथिनांचे उत्पादन नियंत्रित करतात.
आपण अन्न प्राशन केल्यावर, सूक्ष्मआरएनएची जनुक नियमन यंत्रणा कश्या प्रकारे उपाशी असतानाचा पेशींचा असणारा प्रतिसाद दडपते, याचे वर्णन संशोधकांनी सदर अभ्यासात केले आहे. ही क्रिया अयशस्वी झाल्यास मधुमेहासारखे चयापचयचे विकार होऊ शकतात. अणू उर्जा विभाग (डीएई) आणि जैव तंत्रज्ञान विभाग (डीबीटी) यांचे अर्थसहाय्य लाभलेल्या ह्या अभ्यासाचे निष्कर्ष सेल रिपोर्ट्स ह्या कालिकात प्रसिद्ध झाले आहेत.
आपण खाल्ल्यानंतर लगेचच रक्तातील साखरेची पातळी वाढते. आपले शरीर सूज्ञपणे जास्तीच्या साखरेचे रूपांतर ग्लायकोजेनमध्ये करते आणि भविष्यात वापरण्यासाठी ते यकृत आणि स्नायूंमध्ये साठवते. आपण झोपलेले असताना किंवा दोन जेवणादरम्यान जीवनावश्यक कार्ये चालू ठेवण्यासाठी शरीर साठवलेल्या ग्लायकोजेनचे साखरेत रुपांतर करते. आपण उपास खंडित करून जेवत नाही तोपर्यँत ग्लुकोनिओजेनेसिस नावाची ही प्रक्रिया चालूच राहते. खाल्ल्यानंतर ही प्रक्रिया थांबणे आवश्यक असते, आणि पेशींना अधिक साखर असलेल्या स्थितीशी पुन्हा जुळवून घेणे आवश्यक असते. येथेच नव्याने शोधलेल्या सूक्ष्मआरएनए भूमिका महत्त्वाची आहे.
"आपल्याला हे माहित आहे की उपवासामुळे घडणारे बदल सावकाश होतात मात्र त्यानंतर खाण्यामुळे होणारे बदल अकल्पित आणि वेगवान असतात. आम्ही असे गृहित धरले की सूक्ष्मआरएनएमुळे होणारे संदेशवाहक आरएनएचे नियमन ह्या संक्रमणास मदत करेल. मूळ अवस्थेतून पुढील अवस्थेत संक्रमण होताना, जनुकांच्या मदतीने होणाऱ्या प्रथिनांच्या उत्पादनास प्रतिबंधित करणारी यंत्रणा ओळखणे हा आमच्या शोधाचा उद्देश होता", असे अभ्यासाचे प्रमुख संशोधक टीआयएफआरचे डॉ उल्हास कोल्थूर म्हणाले.
उंदरांना आहार दिल्यावर त्यांच्या यकृत पेशींमधून संशोधकांनी सूक्ष्मआरएनए गोळा केले. त्यांना असे आढळले की सूक्ष्मआरएनएचा एक समूह प्राण्यांनी आहार घेतल्यानंतरच निर्माण झाला होता. ह्या समूहाला त्यांनी पोषित सूक्ष्मआरएनए असे नाव दिले. उपासामुळे होणारी ऊर्जेची कमतरता भरून काढण्यास पेशींना मदत करणाऱ्या एसआयआरटी१ (SIRT1) आणि पीजीसी१अल्फा (PGC1⍺) ह्या दोन जनुकांना पोषित सूक्ष्मआरएनएने लक्ष्य केले होते. ही जनुके, संचयित ग्लायकोजेन आणि चरबीपासून साखरेचे उत्पादन, नवीन ऊर्जाकणिका निर्मिती आणि मेदाम्लांपासून ऊर्जानिर्मिती, यासारख्या पेशींच्या चयापचय क्रिया नियंत्रित करतात. मात्र आपण अन्न प्राशन केल्यानंतर ही कार्ये अनावश्यक असतात व पोषित सूक्ष्मआरएनए ही कार्ये करण्यासाठी कारणीभूत ठरणाऱ्या संदेशवाहक आरएनएचे नियंत्रण करतात. असे न घडल्यास मधुमेहासारखे विकार होऊ शकतात.
पोषित सूक्ष्मआरएनएची संख्या कृत्रिमरीत्या बदलून संशोधकांनी त्यांचे निष्कर्ष प्रमाणित केले. जेव्हा पोषित सूक्ष्मआरएनएची पातळी नेहमीपेक्षा कमी होती, तेव्हा उपवासादरम्यान असणाऱ्या स्थितीप्रमाणे खाल्ल्यानंतरही शरीराने मेदाम्लांपासून ऊर्जा निर्मिती चालू ठेवली. यावरून असे दिसून येते की उपवासादरम्यान घडणाऱ्या प्रतिक्रिया नियंत्रित करण्यासाठी आहार घेतल्यानंतर पोषित सूक्ष्मआरएनए योग्य प्रमाणात तयार होणे आवश्यक आहे.
अभ्यासामध्ये आढळलेली लक्षात घेण्यासारखी गोष्ट म्हणजे, वयाने मोठ्या आणि ऊपाशी उंदरांमध्ये, तरुण उंदरांच्या तुलनेत पोषित सूक्ष्मआरएनए जास्त प्रमाणात आढळले. ऊर्जानियमनाच्या बाबतीत वयाने मोठ्या उंदरांचे यकृत तरुण उंदरांपेक्षा कमी कार्यक्षम असते यामुळे असे होत असावे असे संशोधकांना वाटते. म्हणूनच वयानुसार होणाऱ्या यकृतातील बदलांमुळे पोषित सूक्ष्मआरएनएने नियंत्रित होणारे 'आहार-उपास-पुनराहार' हे चक्र नीट चालत नाही.
“चयापचयातील चढउतारांशी जुळवून घेण्याच्या यकृताच्या अकार्यक्षमतेमुळे विविध चयापचयाचे विकार होतात. यकृतात पोषित सूक्ष्मआरएनएच्या कमी जास्त होणाऱ्या प्रमाणामुळे रक्तातील साखरेची पातळी वाढते आणि चयापचयातील चढउतारांमुळे मधुमेहजन्य स्थिती निर्माण होते. आमच्या शोधामुळे, साखर/चरबीचे चयापचयकार्य नियंत्रित करण्यासाठीच्या आणि यकृत रोग निवारण्यासाठीच्या उपचारपद्धती सूक्ष्मआरएनएचे कार्य लक्षात घेऊन रचल्या जाऊ शकतात" असे डॉ कोल्थूर म्हणाले.
सदर अभ्यासातून असे दिसून आले आहे की पीजीसी१अल्फा चे कार्य नियंत्रित केल्यामुळे मधुमेह प्रकार २ ची लक्षणे कमी होण्यास मदत होऊ शकते. आहार आणि उपास हे चक्र वयोमानानुसार मंदावत असताना आण्विक प्रक्रियांचे जाळे नियंत्रित करण्यासाठीची, सुयोग्य उपचारपद्धती चयापचयाचे रोग आणि वाढत्या वयानुसार येणारी अकार्यक्षमता निवारण्यासाठी मदत करू शकते.