রক্ত জমাট-বাঁধার সমস্যা সমাধানে গাণিতিক মডেলিং

উইলিয়াম হার্ভে (1578-1657) রক্ত সঞ্চালনের রূপরেখা দেওয়ার পর থেকে, পাঠ্যপুস্তকগুলিতে রক্তের কোষীয় গঠনের জন্য আলাদা আলাদা ভূমিকা নির্ধারিত। প্লেটলেটগুলি জমাট বাঁধা (ক্লটিং) প্রোটিনের সুতোগুলিকে শক্ত করে টেনে ধরে, শ্বেত রক্তকণিকা সংক্রমণের জন্য টহল দেয় এবং লোহিত রক্তকণিকা বেশিরভাগ ক্ষেত্রেই অক্সিজেন বহন করে । পেনসিলভানিয়া বিশ্ববিদ্যালয়ের একটি যৌথ গবেষণা এখন সেই পরিচিত চিত্রটি বদলে দিয়েছে। জৈব রাসায়নিক কৌশল, উচ্চ-রেজোলিউশন ইমেজিং এবং গাণিতিক মডেলিং ব্যবহার করে, গবেষকরা দেখান যে লোহিত রক্তকণিকা সক্রিয়ভাবে এমন শক্তি তৈরি করে যা একটি জমাট-বাঁধা ক্ষত বন্ধ হয়ে যাওয়ার পরেও তাকে সঙ্কুচিত এবং শক্ত করে তোলে।

এই প্রকল্পটি হেমাটোলজি, কোষ জীববিজ্ঞান এবং সফট ম্যাটার বলবিদ্যার নৈপুণ্যর উপর আধারিত। কোষ এবং ডেভলপমেণ্টাল জীববিজ্ঞানের অধ্যাপক জন ওয়েইজেল কয়েক দশক ধরে ফাইব্রিন নিয়ে গবেষণা করছেন। অদ্রবণীয়, দড়ির মতো এই প্রোটিন নেটওয়ার্কটি জমাট বাঁধে। এর আগে তাঁরা ফাইব্রিন ফাইবারের উপর প্লেটলেটগুলি কীভাবে টানে তা বিশ্লেষণ করেছিলেন। তাই যখন তাঁরা প্লেটলেট ছাড়াই সেই সিস্টেমটিকে পুনরায় বিচার করার সিদ্ধান্ত নিলেন, তখন একটি জড় ভর আশা করেছিলেন। অধ্যাপক ওয়েইজেল বলেছেন, ” জমাট বাঁধা ২০ শতাংশেরও বেশি সঙ্কুচিত হয়েছে।” প্লেটলেটের সংকোচনের ক্ষমতাকে বাধা দেওয়ার জন্য চিকিত্সা করা রক্ত ব্যবহার করা হয়েছিল। যখন জমাট বাঁধা নিয়ে বিস্তর গবেষণা শুরু হল তখন গবেষকরা অপ্রত্যাশিত কারণটির মুখোমুখি হলেন। ওয়েইজেল বলেন, ” লোহিত রক্তকণিকাকে চিরকাল নিষ্ক্রিয় দর্শক বলে মনে করা হত ।” লিটভিনভ ব্যাখ্যা করলেন, ” লোহিত রক্তকণিকা কেবল স্থান দখল করার চেয়েও বেশি কিছু করছে।”

নিজস্ব সংকোচনশীল প্রোটিন ছাড়া নমনীয় ডিস্কগুলি কীভাবে শক্তি উৎপাদন করতে পারে ? এই গুরুত্বপূর্ণ প্রশ্নটির উত্তর পাবার জন্য জীববিজ্ঞানীরা যান্ত্রিক প্রকৌশল এবং প্রায়োগিক বলবিদ্যার অধ্যাপক প্রশান্ত পুরোহিতের সাহায্য নেন। তিনি বলেন, “১৭ শতক থেকেই লোহিত রক্তকণিকা নিয়ে গবেষণা চলছে। আশ্চর্যজনক তথ্য হল যে আমরা একবিংশ শতাব্দীতেও তাদের সম্পর্কে নতুন নতুন জিনিস খুঁজে পাচ্ছি।” পুরোহিত কলয়েড পদার্থবিদ্যার ভিত্তিতে একটি গাণিতিক মডেল তৈরি করেন। জমাট বাঁধার সময়, ফাইব্রিন একটি ছিদ্রযুক্ত জালে পলিমার রূপ ধারণ করে। এই জালটি অ্যালবুমিন এবং ফাইব্রিনোজেনের মতো প্লাজমা প্রোটিনের সাথে লোহিত রক্তকণিকাদের আটকে রাখে। জালটি সংকুচিত হলে বৃহৎ প্রোটিন অণুগুলি পার্শ্ববর্তী তরল পদার্থ ছেড়ে যাওয়ার চেয়ে দ্রুত সংলগ্ন লোহিত রক্তকণিকার মধ্যবর্তী সংকীর্ণ স্থান থেকে বেরিয়ে আসে। এই ভারসাম্যহীনতাকে অসমোটিক ডিপ্লেশন ফোর্স বলা হয় । এটি এমন এক বাহ্যিক চাপ তৈরি করে যা আটকে থাকা কোষগুলিকে আরও ঘনিষ্ঠ সংস্পর্শে ঠেলে দেয়।

গবেষণাপত্রর প্রথম লেখক আলিনা পেশকোভা (পেনের ফার্মাকোলজির পোস্টডক্টরাল গবেষক), মডেলটি সরাসরি পরীক্ষা করার জন্য জমাট-বাঁধার (ক্লটিং) একাধিক প্যাটার্ন ডিজাইন করেছেন। তিনি বলেছেন, “মডেল যা পূর্বাভাস দিয়েছিল তা আমরা পরীক্ষা করে নিশ্চিত করেছি।” চিকিৎসাবিজ্ঞানে বেশিরভাগ তীব্র জমাট বাঁধার সমস্যা ঘটে জমাট বাঁধা এবং দ্রবীভূত হওয়ার মধ্যে ভারসাম্যহীনতার কারণে। যদি লোহিতকণা চালিত সংকোচন দেহের মধ্যে জমাট বাঁধার শক্তির একটি প্রধান নির্ধারক হিসাবে প্রমাণিত হয়, তাহলে কেন রক্তাল্পতা বা সিকেল সেল রোগে আক্রান্ত রোগীরা কখনও কখনও অস্বাভাবিক জমাট বাঁধার জটিলতা অনুভব করেন তা ব্যাখ্যা করা যাবে। বিপরীতভাবে, যাদের প্লেটলেট সংখ্যা খুব কম (থ্রম্বোসাইটোপেনিয়া) তারা যদি তাদের লোহিত রক্তকণিকা ক্ষতিপূরণকারী শক্তি প্রদান করে তবে পর্যাপ্ত পরিমাণে জমাট বাঁধা কমতে পারে। থ্রম্বোইম্বোলিজমের ক্ষেত্রেও জমাট বাঁধার প্রক্রিয়া সম্পর্কে আরও ভালো ধারণা থাকা জরুরি। অসমোটিক বল কীভাবে জমাট বাঁধার স্থাপত্যকে প্রভাবিত করে তা বুঝতে পারলে স্ট্রোক বা পালমোনারি এম্বোলিজম প্রতিরোধের কৌশলগুলি উন্নত হতে পারে। পুরোহিত বলেন , “অবশেষে, আমাদের মডেলটি রক্তপ্রবাহের মধ্যে জমাট বাঁধার সাথে সম্পর্কিত রোগগুলিকে বুঝতে, প্রতিরোধ করতে এবং চিকিৎসা করতে সহায়ক হবে ।”

শিল্প কলয়েডগুলিতে – যথা রঙে রঙ্গক কণা, দুগ্ধ বিজ্ঞানে দুধের প্রোটিন – অসমোটিক হ্রাস দীর্ঘদিন ধরে স্বীকৃত ছিল । কিন্তু হেমোস্ট্যাসিস গবেষণায় খুব কম মনোযোগ দেওয়া হয়েছিল। ক্লাসিক হেমাটোলজির সাথে সমসাময়িক সফট ম্যাটার তত্ত্ব একত্রিত করে, গবেষকরা দেখিয়েছেন যে একটি সু-বিশ্লেষিত কোষের ধরণ এখনও মানব স্বাস্থ্যের জন্য বিস্ময়কর ফল প্রদান করে। এর দ্বারা জৈবিক প্রশ্নকে ভৌত দৃষ্টিকোণ থেকে দেখার সুবিধা প্রমাণিত হল।

সূত্র : Red blood cell aggregation within a blood clot causes platelet-independent clot shrinkage by Alina D. Peshkova, et.al ; Blood Advance (10 July, 2025)