फेरोप्टोसिस (Ferroptosis)

• Ferroptosis एक हाल ही में खोजा गया नियंत्रित कोशिका मृत्यु (Regulated Cell Death) का रूप है, जो लोहा (Iron) पर निर्भर होता है और लिपिड पेरऑक्सिडेशन (Lipid Peroxidation) द्वारा प्रेरित होता है।
• यह पारंपरिक कोशिका मृत्यु के प्रकारों जैसे एपोप्टोसिस (Apoptosis), नेक्रोसिस (Necrosis) और ऑटोफैगी (Autophagy) से भिन्न है।
• Ferroptosis कई जीववैज्ञानिक (Physiological) और रोग-संबंधी (Pathological) स्थितियों जैसे कैंसर (Cancer), तंत्रिका अपघटन विकार (Neurodegenerative Disorders) और अंग विफलता (Organ Failure) में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।

Ferroptosis की विशेषताएँ (Key Characteristics of Ferroptosis):

• लोहा पर निर्भरता (Iron Dependency):Ferroptosis के लिए कोशिकाओं के भीतर उच्च स्तर का लोहा (High Intracellular Iron) आवश्यक होता है।
• लिपिड पेरऑक्सिडेशन (Lipid Peroxidation):अत्यधिक ऑक्सीडेटिव तनाव (Oxidative Stress) के कारण कोशिका की वसा (lipids) टूटने लगती है।
• माइटोकॉन्ड्रिया का संकुचन (Mitochondrial Shrinkage):जहाँ एपोप्टोसिस में माइटोकॉन्ड्रिया फूलते हैं, वहीं Ferroptosis में ये सिकुड़ जाते हैं और इनकी झिल्ली की क्षमता (Membrane Potential) खत्म हो जाती है।
• ग्लूटाथायोन पेरऑक्सिडेज़ 4 (Glutathione Peroxidase 4 - GPX4) की निष्क्रियता:GPX4 एक महत्वपूर्ण एंज़ाइम है जो लिपिड ऑक्सीकरण (Lipid Oxidation) को रोकता है। इसकी निष्क्रियता से ऑक्सीडेटिव क्षति (Oxidative Damage) होती है।

Ferroptosis बनाम अन्य कोशिका मृत्यु (Ferroptosis vs. Other Cell Death):

• Apoptosis एक कार्यक्रमित कोशिका मृत्यु (Programmed Cell Death) है जिसमें कैस्पेज़ (Caspases) नामक एंज़ाइम शामिल होते हैं।
• इसके विपरीत, Ferroptosis मुख्य रूप से आयरन होमियोस्टेसिस (Iron Homeostasis) और लिपिड मेटाबोलिज़्म (Lipid Metabolism) से जुड़ी चयापचय गड़बड़ियों (Metabolic Dysfunctions) के कारण होती है।

Ferroptosis का तंत्र (Mechanism of Ferroptosis)

• Ferroptosis तब होती है जब लोहा चयापचय (Iron Metabolism), लिपिड ऑक्सीकरण (Lipid Oxidation) और एंटीऑक्सीडेंट सुरक्षा प्रणाली (Antioxidant Defense Mechanisms) के बीच संतुलन बिगड़ जाता है। 

आयरन ओवरलोड और ROS निर्माण (Iron Overload & ROS Generation):

• Ferroptosis की शुरुआत तब होती है जब कोशिका के भीतर मुक्त आयरन (Free Iron - Fe²⁺) की मात्रा बढ़ जाती है।
• यह Fenton Reaction को सक्रिय करता है, जिससे प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन अणुओं (Reactive Oxygen Species - ROS) का अत्यधिक निर्माण होता है।

Fenton Reaction:

• इसमें बनने वाला हाइड्रॉक्सिल रेडिकल (Hydroxyl Radical - OH•) बहुत अधिक प्रतिक्रियाशील होता है और कोशिका की झिल्ली (Membrane) की वसा (Lipids) पर हमला करता है, जिससे लिपिड पेरऑक्सिडेशन (Lipid Peroxidation) शुरू हो जाता है। 

लिपिड पेरऑक्सिडेशन और झिल्ली क्षति (Lipid Peroxidation & Membrane Damage):

• कोशिका झिल्ली (Cell Membrane) में उपस्थित पॉलीअनसैचुरेटेड फैटी एसिड्स (Polyunsaturated Fatty Acids - PUFAs) ऑक्सीकरण की प्रक्रिया में शामिल होते हैं, जिससे झिल्ली की संरचनात्मक स्थिरता (Structural Integrity) प्रभावित होती है।
• ACSL4 (Acyl-CoA synthetase long-chain family member 4) एक ऐसा एंज़ाइम है जो अधिक PUFAs को झिल्ली में जोड़कर लिपिड पेरऑक्सिडेशन को बढ़ावा देता है।
• GPX4 की सक्रियता की हानि (Loss of GPX4 Activity):
• सामान्यतः, GPX4 (Glutathione Peroxidase 4) कोशिका को लिपिड पेरऑक्सिडेशन से बचाने का कार्य करता है, यह परॉक्साइड्स (Peroxides) को घटाकर हानिकारक प्रभाव को रोकता है।
• Ferroptosis में, GPX4 की निष्क्रियता (Inhibition) के कारण, टॉक्सिक लिपिड परॉक्साइड्स (Toxic Lipid Peroxides) अनियंत्रित रूप से जमा हो जाते हैं, जिससे अंततः कोशिका मृत्यु (Cell Death) हो जाती है।

एंटीऑक्सीडेंट सुरक्षा की विफलता (Antioxidant Defense Failure)

• Glutathione (GSH) एक प्रमुख एंटीऑक्सीडेंट है जो कोशिकाओं को ऑक्सीडेटिव क्षति (Oxidative Damage) से बचाता है।
• Ferroptosis की स्थिति में Glutathione का स्तर घट जाता है, जिससे GPX4 की सक्रियता भी कम हो जाती है।
• यह स्थिति ऑक्सीडेटिव तनाव (Oxidative Stress) और लिपिड पेरऑक्सिडेशन (Lipid Peroxidation) को और बढ़ा देती है।

Ferroptosis और रोग (Ferroptosis & Diseases)

कैंसर (Cancer)

• कुछ कैंसर कोशिकाएँ (Cancer Cells) Apoptosis के प्रति प्रतिरोधी होती हैं, लेकिन Ferroptosis के प्रति अत्यधिक संवेदनशील होती हैं।
• ऐसी कोशिकाओं में Ferroptosis को लक्षित करना नई कैंसर चिकित्सा (Novel Anti-Cancer Therapy) के रूप में उभर रहा है, विशेषकर दवा-प्रतिरोधी ट्यूमर (Drug-Resistant Tumours) के लिए।
• Ferroptosis Inducers:Erastin और RSL3 जैसी दवाएं विशेष रूप से कैंसर कोशिकाओं में Ferroptosis को सक्रिय करती हैं।

तंत्रिका अपघटन संबंधी रोग (Neurodegenerative Diseases)

• Alzheimer’s, Parkinson’s, और Huntington’s Disease जैसे रोगों में आयरन का संचय (Iron Accumulation) और ऑक्सीडेटिव तनाव देखने को मिलता है।
• Ferroptosis को रोकना (Inhibiting Ferroptosis) न्यूरॉन कोशिका मृत्यु (Neuronal Cell Death) को रोक सकता है और रोग की गति को धीमा कर सकता है।
• Ferrostatin-1:एक Ferroptosis Inhibitor है, जो न्यूरोडिजेनेरेशन को कम करने में संभावनाएं दिखा चुका है।

तीव्र गुर्दा क्षति (Acute Kidney Injury - AKI)

• Ferroptosis का संबंध इस्कीमिया-रिपरफ्यूजन चोट (Ischemia-Reperfusion Injury) से होता है, जिसमें रक्त प्रवाह रुकने और फिर लौटने से नुकसान होता है।
• आयरन चेलेटर (Iron Chelators) और एंटीऑक्सीडेंट्स द्वारा Ferroptosis को लक्षित करके गुर्दे की कार्यक्षमता (Kidney Function) को सुधारा जा सकता है।

हृदय संबंधी रोग (Cardiovascular Diseases)

• Atherosclerosis (धमनी कठोरता) में ऑक्सीडेटिव तनाव और लिपिड पेरऑक्सिडेशन शामिल होते हैं, जो Ferroptosis की प्रमुख विशेषताएँ हैं।
• Ferroptosis, हृदय विफलता (Heart Failure) और इस्कीमिक चोट (Ischemic Injury) में भी शामिल होता है।

Ferroptosis बनाम अन्य कोशिका मृत्यु तंत्र (Comparison of Ferroptosis with Other Cell Death Mechanisms)