Deep dive into Insulin Resistance mechanism and why your body rejects insulin despite high production: मधुमेहाच्या उपचारात इन्सुलिनचा शोध हा एक मैलाचा दगड ठरला. मात्र, अनेकदा शरीरात इन्सुलिन असूनही रक्तातील साखर कमी होत नाही, यालाच वैद्यकीय भाषेत ‘इन्सुलिन रेझिस्टन्स’ (Insulin Resistance) असे म्हणतात. १९३० च्या दशकापासून सुरू झालेला हा संशोधनाचा प्रवास आणि लठ्ठपणाचा साखरेवर होणारा परिणाम समजून घेणे प्रत्येक मधुमेही रुग्णासाठी अत्यंत आवश्यक आहे.
“अरे अरे! तो पडला बघा! तो माणूस रस्त्यातच पडला!”
“ते शंकरराव आहेत. दवाखान्यात इंजेक्शन घ्यायला गेले होते!”
शंकरराव इन्सुलिनचं इंजेक्शन घ्यायला रोज तीनदा दवाखान्यात जात. शांताकाकू त्यांना दवाखान्यात जाताना पोळीभाजीचा डबा देत. इंजेक्शन घेऊन झालं की, शंकरराव दवाखान्यासमोरच्या बागेत बसून तो डबा खात. मग ते रमतगमत चालत मजेत घरी जात. त्या दिवशी कसल्यातरी विचारांच्या भरात ते डबा घरीच विसरले. ‘इथेच तर जायचंय. सहज पोचेन,’ म्हणून ते निघाले. पण इन्सुलिन घेऊन रिकाम्या पोटी जाताजाता आधी त्यांच्या रक्तातली साखर कोसळली आणि मग तेही बेहोश होऊन पडले.
पूर्वी इन्सुलिनने साखर वेगात खाली येत असे
१९४०च्या सुमाराच्या शंकररावांसारख्या मधुमेह्यांना फार काळजी घ्यावी लागे. इन्सुलिन घेतल्याबरोबर काहीतरी पोटात उतरवावं लागे. त्या काळचं शुद्ध इन्सुलिन इंजेक्शन घेतल्याबरोबर उतावीळपणे कामाला लागे. रक्तातली साखर कळसूबाई शिखरावरून सरळ खाली दरीत कोसळे. शंकररावांना लोकांनी ओळखलं, ताबडतोब दवाखान्यात नेलं म्हणून ते वाचले. सगळेच तेवढे नशीबवान नसतात.
इन्सुलिनचा वेग आवश्यकतेएवढा मंदावला
इन्सुलिनचं काम धीमेपणाने सुरू व्हावं आणि संथपणे दीर्घकाळ चालू राहावं म्हणून संशोधक धडपडत होते. इन्सुलिनची कुठल्यातरी जड पदार्थाशी जोडी जुळवली तर ते गुण्यागोविंदाने काम करेल अशी त्यांना आशा होती. आणि तसा जाड पदार्थ त्यांना सापडला. त्यावेळच्या प्रयोगशाळांत सामन, ट्राउट वगैरे माशांच्या शुक्राणूतलं, प्रोटमीन नावाचं एक प्रथिन फार वापरलं जाई. त्या प्रोटमीनची प्रवृत्ती चुन्याच्या निवळीसारखी अल्कधर्मी. इन्सुलिन आम्लप्रवृत्तीचं! प्रवृत्तीत तसा छत्तिसाचा आकडा असल्यामुळे त्या जोडीचे छत्तीस गुण जुळले. १९३६मध्ये हेजडॉर्न नावाच्या डेन्मार्कमधल्या संशोधकाने त्या विरुध्द प्रकृतीच्या प्रोटमीन-इन्सुलिनची जोडी जुळवली. ती जोडगोळी वजनदार झाल्यामुळे थोडी आळसावली. वेळेला थोडं थोडंच इन्सुलिन प्रोटमीनची मिठी सोडवून रक्तात कामाला उतरलं. एका इंजेक्शनाची शिदोरी कितीतरी अधिक वेळ पुरायला लागली.
दिवसाला दोन इंजेक्शन्स
१९३८मध्ये हेजडॉर्नने त्यांना झिंक हा तिसरा भिडू जोडला. प्रोटमीन-इन्सुलिनचे सहा रेणू झिंकच्या एका अणूभोवती फेर धरतात. तसे फेरकरी इंजेक्शनाने त्वचेखाली बसवले की त्यांच्यातलं इन्सुलिन फेराचे बंध आणि प्रोटमीनची मिठी या दोन गुंत्यांतून सुटून रक्तात शिरायला भरपूर वेळ लागतो. एका इंजेक्शनाचं काम अगदी चौदा तासांपर्यंत चालतं. म्हणजे दिवशी दोन इंजेक्शनं घेतली की झालं.
लहान मुलांना त्या इन्सुलिनचा फायदा झाला
तशा अनेक फेरकरी गटांचा मिळून एक सुघटित स्फटिक बनतो. त्या स्फटिकपिंजऱ्यात बंदिस्त झालेलं इन्सुलिन त्या कैदेतून सुटून रक्तापर्यंत पोचायला अधिकच वेळ लागतो. तशा स्फटिकांचा आकार लहान असला तर साधारण २४ तास काम चालतं. मोठाल्या स्फटिकपिंजऱ्यात डांबून ठेवलेलं इन्सुलिन काम उशिरा सुरू करतं आणि पार ३६ तासांपर्यंत ते चालू ठेवतं. तसे गरजेनुसार लहानमोठे स्फटिक बनवणं १९५० साली जमलं. तशा काही अती उतावीळ, काही त्यामानाने कमी उत्साही आणि काही सुस्त आणि आळशी अशा विविध इन्सुलिन-प्रकारांचा योग्य रीतीने समन्वय साधून कमी इंजेक्शनांत रक्तातल्या साखरेवर दिवसभर नियंत्रण ठेवणं जमलं. विशेषतः इन्सुलिनवर अवलंबून असणाऱ्या लहान मुलांचा छळ कमी झाला.
इन्सुलिनच्या शोधामुळे मधुमेहाच्या रुग्णांना जगणं शक्य झालं. त्या इन्सुलिनला प्रोटमीन आणि झिंकची जोड दिल्यामुळे रुग्णांचं जीवन सुसह्य झालं.
जेनेटिक इंजिनियरिंगचा जमाना
१९९० पर्यंत माणसाच्या उपचारासाठी वापरलं जाणारं इन्सुलिन डुकराच्या किंवा गायीच्या पँक्रियासमधून मिळवायचा शिरस्ता होता. रुग्णसंख्या वाढल्यामुळे त्या प्राणिज इन्सुलिनचा तुटवडा भासायला लागला होता. शिवाय माणसाच्या प्रतिकारशक्तीला ते प्राणिज इन्सुलिन परकं, घुसखोर वाटे. मारामारी, युध्द होई. इंजेक्शनांच्या जागी गळवं होत; दुखरे घट्टे पडत. उपायासोबत अपायही होई. त्यानंतर तंत्रज्ञानाने भरारी मारली. जेनेटिक इंजिनियरिंगचा जमाना आला. मानवी डीएनएचं कातरकाम करून, त्याच्या तुकड्याचं जंतूंच्या डीएनएला ठिगळ लावून त्या जंतूंकडून हवं तसं इन्सुलिन बनवून घेणं संशोधकांच्या आवाक्यात आलं.
मानवी इन्सुलिन बाजारात आलं
१९८२साली तसं जंतूंनी बनवलेलं मानवी इन्सुलिन बाजारात आलं. एकविसाव्या शतकात तर नव्या तंत्राने मानवी इन्सुलिन बनवणं, त्याच्या रचनेत थोडा फेरफार करून किंवा त्याला चरबीच्या साखळीने एखाद्या प्रथिनाच्या खुंट्याला जखडून किंवा त्याला फेरकरी साखळ्या बनवायला शिकवून त्याला हवं तसं कामसू किंवा आळशी करणं शक्य झालं.
इन्सुलिनविरुध्द असहकार
१९३० पासून इन्सुलिनचा वापर सर्रास सुरू झाल्यावर एक वेगळीच गडबड लक्षात आली. सर्वसामान्य रुग्णांचं इन्सुलिनचं गणित अपेक्षेप्रमाणे सरळ सुटे. पण काही रुग्णांना इन्सुलिनचा भरमसाठ डोस लगे. त्यांचं शरीर इन्सुलिनला दाद देत नसे. सर्वसामान्यांची साखर आटोक्यात ठेवायला जर २० ते ३० युनिट इन्सुलिन लागलं तर त्या नाठाळांना शेकडो युनिट्स अपुरी पडत. त्या नाठाळपणाला शास्त्रज्ञांनी १९३० मध्ये ‘इन्सुलिनविरुध्द असहकाराची चळवळ’(insulin resistance) असं नाव ठेवलं. तसा असहकार का पुकारला जातो ते समजून घ्यायला शास्त्रज्ञांनी १९३० आणि १९४०च्या दरम्यान बरेच प्रयोग केले. लहान मुलांमधला मधुमेह गुण्यागोविंदाने इन्सुलिनला सहकार्य करतो पण लठ्ठ मध्यमवयीन लोकांचा मधुमेह मात्र असहकार पुकारतो हे त्यावरून समजलं.
पेशींचाच इन्सुलिनविरुध्द संप
१९४० ते १९५० या काळात ढेरपोट्या लठ्ठपणा, मधुमेह, उच्च रक्तदाब आणि रक्तात वाढलेलं मेदाचं प्रमाण (dyslipidemia) ही पापी चांडाळचौकडी शास्त्रज्ञांच्या नजरेत भरली. लठ्ठपणामुळे इन्सुलिनच्या कामाला अडथळा होतो हे स्पष्ट झालं. १९५०मध्ये रोझालिन यालो आणि सॉलोमन बर्सन यांनी रक्तातल्या इन्सुलिनचं काटेकोर मोजमाप करणारी radioimmunoassay ही नवी पध्दत शोधून काढली. त्यासाठी यालोबाईंना नंतर नोबेल पारितोषिकही मिळालं. पण ज्यांना प्रौढपणी मधुमेह झालेला असतो त्यांच्या रक्तातलं इन्सुलिनचं प्रमाण मुळातच फार मोठं असतं हे त्या नव्या पध्दतीमुळे सिध्द झालं. त्याचाच अर्थ असा की त्यांचा पँक्रियास कामात कुचराई करत नाही. तो इन्सुलिन व्यवस्थितपणे तयार करतो आणि तरीही रक्तातली साखरेची पातळी मात्र उंचावरच राहते. म्हणजे त्यांच्या शरीरातल्या पेशींनीच इन्सुलिनविरुध्द संप पुकारलेला असतो. यालोबाईंच्या काटेकोर मोजमापामुळे पेशींचा इन्सुलिनशी असहकार वादातीत सिध्द झाला.
साखरेपासून चरबी आणि साठवण
इन्सुलिनशी असहकार पुकारणं म्हणजे नेमकं काय ? ते १९८० पर्यंत शास्त्रज्ञांच्या लक्षात आलं.
सर्वसामान्य माणसांच्यात खाण्या-जेवण्यानंतर रक्तात साखरेची रेलचेल होते. ती साखर लँगरहान्सच्या बेटांतल्या पेशींत पोचली की त्या पेशींची दारं उघडतात आणि इन्सुलिन रक्तात उतरतं. त्याच्याकडे लिव्हर, स्नायू, चरबी आणि इतरही पेशींच्या दारांच्या किल्ल्या असतात. ते लिव्हरच्या पेशींचं दार बंद करून तिथल्या साखरेचं रक्तात उतरणं बंद करून टाकतं. स्नायूंच्या, चरबीच्या आणि इतरही पेशींची दारं उघडून रक्तातल्या साखरेला आत प्रवेश खुला करतं. स्नायूंची, इतर इंद्रियांची कामं त्या पोषणावर चालतात. चरबीच्या पेशी त्या साखरेपासून चरबी बनवतात आणि साठवतात.
जेव्हा पेशी असहकार पुकारतात तेव्हा त्यांच्या दारांवर इन्सुलिनच्या किल्ल्या नीट चालेनाशा होतात. लिव्हरच्या पेशींमधून साखरेचा लोंढा रक्तात येतच राहतो. इतर पेशींमध्ये साखर शिरूच शकत नाही. पँक्रियासच्या बेटपेशींनी रक्तात पुरेसं इन्सुलिन ओतलेलं असूनही रक्तातली साखरेची पातळी काही खाली जात नाही. ती बेटपेशींना सतत खुणावत, चिथावत राहते. त्या अधिक इन्सुलिन बनवून रक्तात ओतत राहतात. रक्तात साखरेचा आणि इन्सुलिनचाही पूर येतो आणि तरीही पेशींना पोषण पोचत नाही.
पण तो असहकार कशामुळे पुकारला जातो? पेशींना तसा संप पुकारायला कोण चिथावतं? ती कारणमीमांसा आपण पुढच्या लेखात पाहू,
