दिल रुकने के बाद जमे हुए मेंढक फिर सक्रिय हो जाते हैं

एक उत्तर अमेरिकी वुड फ्रॉग सर्दी का समय मरा हुआ दिखते हुए बिता सकता है और फिर वसंत में उछलकर दूर जा सकता है। यह वाक्य लोककथा जैसा लगता है—ऐसा अलाव के पास सुनाया जाने वाला दावा, जो थर्मामीटर के सामने टिक न पाए। लेकिन यह लोककथा नहीं है। यह पूरे शरीर के मौसमी जमाव की घटना है और समशीतोष्ण जंगलों में अब भी चल रही सबसे असाधारण जीवित रहने की तरकीबों में से एक है। बर्फ बनती है। जानवर अकड़ जाता है। धड़कन, सांस और मस्तिष्क की स्पष्ट गतिविधि रुक जाती है। फिर, महीनों बाद, वही मेंढक एक ऐसे क्रम में पिघलता है जो साधारण पिघलने से अधिक किसी पुनःआरंभ प्रोटोकॉल जैसा है, और पिघले पानी तथा कीटों से भरी दुनिया में वापस चल पड़ता है।

यह घटना पारिस्थितिकी और क्रायोबायोलॉजी के संगम पर स्थित है। यह एक आम मानवीय आशा का भी लगातार खंडन करती है: अगर कोई जानवर जमकर जीवित रह सकता है, तो शायद मनुष्य और उनके अंग भी ऐसा कर सकें। वे ऐसा नहीं कर सकते, कम-से-कम इस मेंढक की नकल करके नहीं। वुड फ्रॉग ने एक संपूर्ण-शरीर प्रणाली विकसित की है, जो किसी अकेले स्तनधारी अंग में नहीं होती। यही पूरा मुद्दा है, और जब सुर्खियां पुनर्जीवन की ओर झुकती हैं तो इसे समझना आसान नहीं रहता।

सर्दी एक बंद दरवाजे की तरह

वुड फ्रॉग वसंतकालीन तालाबों में प्रजनन करते हैं और बाकी साल पर्णपाती तथा मिश्रित जंगलों की पत्तियों की परत में बिताते हैं, जो उत्तर अमेरिका के विशाल क्षेत्र में फैले हैं। जब पतझड़ जमने के मौसम में बदलता है, तो वे दक्षिण की ओर प्रवास नहीं करते और न ही कुछ अन्य उभयचरों की तरह पाला-रेखा के नीचे गहराई में खोदते हैं। वे बर्फ और पत्तियों की परत के नीचे उथले गड्ढों में सिमट जाते हैं और इंतजार करते हैं। क्षेत्रीय स्थल हिमांक से नीचे औसतन 193 दिनों तक रहे। यह कोई अचानक आई ठंड नहीं है। यह साल का अधिकांश हिस्सा ऐसी अवस्था में बिताना है, जिसे कोई सामान्य पर्यवेक्षक जीवन की हर आम कसौटी पर विफल मानेगा।

बर्फ, पत्तियों की परत और लंबा जमाव

बर्फ की परत कोई विलासिता नहीं है। बर्फ इन्सुलेशन देती है। पत्तियों की परत भी इन्सुलेशन देती है। दोनों मिलकर हवा के तापमान की सबसे कठोर मार को कम करते हैं, लेकिन वे मेंढक को जमने से नहीं रोकते। वे उसे ऐसी ठंड की सीमा में रखते हैं जो अधिकांश कशेरुकियों के लिए घातक है और फिर भी इस एक जीव के लिए अनुकूल है। जानवर की रणनीति बर्फ से बचना नहीं है। रणनीति बर्फ को संभालना है।

अधिकांश कशेरुकी बर्फ को आपदा मानते हैं। बर्फ फैलती है। बर्फ पानी सोखती है। बर्फ झिल्लियों को फाड़ देती है। स्तनधारी कोशिका के भीतर जमाव आम तौर पर उस कोशिका की मृत्यु होता है। इसी कारण शीतदंश ऊतक-मृत्यु है, जमी हुई स्टेक जीवित गाय नहीं होती, और प्रत्यारोपण की व्यवस्था का पहला नियम अंगों को ठंडा करना है, लेकिन उन्हें बर्फ में बदलने नहीं देना। वुड फ्रॉग इस नियम को उलट देता है। वह शरीर में बर्फ को आमंत्रित करता है, फिर उसे मुख्यतः उन स्थानों पर रखता है जहां वह सबसे कम संरचनात्मक नुकसान करेगी।

उन अंगों के आसपास बर्फ जो विफल नहीं हो सकते

मेंढक के शरीर के पानी का 65 से 70 प्रतिशत तक हिस्सा जम जाता है। बर्फ त्वचा पर बेतरतीब परत की तरह नहीं जमती। वह मस्तिष्क, फेफड़ों, हृदय और आंखों के आसपास बनती है। ये वे अंग हैं जिन्हें कोई स्तनधारी जमाना सबसे कम चाहेगा। ये वही अंग भी हैं जिनका काम, जीवित मेंढक में, अनिवार्य प्रतीत होता है। बर्फ से बंधा हृदय पंप नहीं कर सकता। बर्फ से बंधे फेफड़े गैसों का आदान-प्रदान नहीं कर सकते। बर्फ से बंधा मस्तिष्क किसी स्पष्ट तरीके से दुनिया पर नजर नहीं रख सकता।

कोशिका के बाहर बर्फ

बचाव स्थानिक है। बर्फ को मुख्यतः कोशिकाओं के बाहर रखा जाता है ताकि झिल्लियां बची रहें। इस छोटे से वाक्य में बहुत कुछ छिपा है। कोशिकाओं के बाहर की बर्फ फिर भी बर्फ ही है। वह परासरण के जरिए कोशिकाओं से पानी बाहर खींचती है, क्योंकि तरल पानी बढ़ते हुए क्रिस्टल में शामिल होता जाता है। कोशिकाएं सिकुड़ती हैं। उनका बचा हुआ तरल एक गाढ़ी चाशनी में बदल जाता है। सिकुड़न बहुत अधिक हो तो झिल्लियां सिकुड़कर टूट जाती हैं और प्रोटीन खुल जाते हैं। अगर बर्फ कोशिका के भीतर जमने लगे, तो क्रिस्टल कोशिकांगों को चीर सकते हैं। वुड फ्रॉग का जैवरसायन इसी सीमा पर चलने के लिए बना है: बर्फ बाहर, भीतर संरक्षित, और झिल्लियां इतनी अक्षुण्ण कि पिघलना शुरू होने पर फिर काम कर सकें।

इसका परिणाम ऐसा शरीर है जो मरा हुआ दिखता है, क्योंकि कई कार्यात्मक मापों के अनुसार वह है भी। धड़कन रुक जाती है। सांस रुक जाती है। मस्तिष्क की स्पष्ट गतिविधि रुक जाती है। नाड़ी महसूस करने के लिए कुछ नहीं होता। छाती उठती-गिरती नहीं। निगरानी में सक्रिय मस्तिष्क का कोई आसान विद्युत संकेत नहीं मिलता। स्तनधारियों वाली अर्थ में मेंढक शीतनिद्रा में नहीं है, जिसमें हृदय धीमा हो और शरीर का ताप-नियंत्रण कम हो जाए। उसके शरीर-विज्ञान के मूल में ही जमाव आ चुका है।

मौन से पहले आखिरी दौड़

जब मृत्यु वास्तविक होती है, तो वह अक्सर अव्यवस्थित होती है। वुड फ्रॉग का बंद होना ऐसा नहीं है। आखिरी धड़कन से पहले हृदय कुछ समय तेज दौड़ता है और यकृत से ग्लूकोज़ पंप करता है। यह दौड़ घबराहट नहीं है। यह रसद है। यकृत एक गोदाम है। ग्लूकोज़ माल है। परिसंचरण तंत्र ही एकमात्र वितरण नेटवर्क है जो अभी ऑनलाइन है, और वह जल्द ही बंद होने वाला है। धड़कते हुए हृदय का आखिरी काम ऊतकों में ऐसी शर्करा भर देना है, जिसे पंप विफल हो जाने के बाद जीवित चयापचय का काम करना होगा।

फिर वह शर्करा, यूरिया के साथ मिलकर तीन महत्वपूर्ण काम करती है। वह बर्फ को सीमित करती है। वह कोशिकाओं का आयतन बनाए रखती है। वह प्रोटीनों की रक्षा करती है। ये काव्यात्मक रूपक नहीं हैं। ये जमते हुए शरीर की भौतिक समस्याएं हैं।

बर्फ को सीमित करने का अर्थ है यह नियंत्रित करना कि कितना पानी क्रिस्टलों में शामिल होने के लिए स्वतंत्र है और क्रिस्टल कहां बढ़ते हैं। छोटे विलेयों की अधिक सांद्रता बचे हुए तरल के हिमांक को कम करती है और थर्मामीटर के अनुसार शरीर के ठोस खंड बन जाने के बावजूद तरल का बड़ा अंश बिना जमे रहने देती है। कोशिकाओं का आयतन बनाए रखने का अर्थ है कोशिकाओं के भीतर पर्याप्त पानी और उनके बाहर पर्याप्त घुला हुआ पदार्थ बनाए रखना, ताकि बाहरी बर्फ बढ़ने पर कोशिका सिकुड़कर घातक चपटी टिकिया न बन जाए। प्रोटीनों की रक्षा करने का अर्थ है एंजाइमों और संरचनात्मक अणुओं को निर्जलित, सघन और शून्य से नीचे के आंतरिक वातावरण में विकृत होने से बचाना। ग्लूकोज़ और यूरिया कोई असाधारण रसायन नहीं हैं। ये सामान्य चयापचयी पदार्थ हैं, जिन्हें असाधारण भूमिका में लगाया गया है।

ग्लूकोज़ और यूरिया की जोड़ी

यूरिया को अपशिष्ट पदार्थ के रूप में अधिक जाना जाता है। जमाव-सहिष्णु मेंढकों में यह कोलिगेटिव सहयोगी भी है। ग्लूकोज़ के साथ मिलकर यह शरीर के परासरणीय परिदृश्य को बदलता है। यही संयोजन उन कारणों में शामिल है जिनकी वजह से बर्फ शरीर के अधिकांश पानी पर कब्जा कर सकती है, बिना कोशिकाओं के जीवित आंतरिक भाग में प्रवेश किए।

यह कोई ऐसा स्विच नहीं है जो हवा का तापमान शून्य से नीचे जाते ही पलट जाए। मेंढक तैयारी करता है। सर्दी आने पर वह क्रायोप्रोटेक्टेंट जमा करता है। वह अचानक विनाशकारी जमाव तक अतिशीतित रहने के बजाय नियंत्रित तरीके से बर्फ बनाता है। इस तैयारी का विस्तृत अध्ययन अपने आप में एक शोध क्षेत्र है। मुख्य तथ्य सरल है: हृदय का आखिरी उपयोगी काम एक वितरण अभियान है, और फिर हृदय को स्वयं रुकने दिया जाता है।

अलास्का एक कठिन परीक्षण के रूप में

हर वुड फ्रॉग संभावनाओं की सीमा पर नहीं रहता, लेकिन कुछ रहते हैं। अलास्का के मेंढक माइनस 16 सेल्सियस तक जीवित रहे हैं। यह ऐसा तापमान है जो अधिकांश कशेरुकी ऊतकों को ऐसी अवस्था में जमा देगा जहां से कोई वापसी नहीं होती। यह प्रेस विज्ञप्ति के लिए गढ़ी गई प्रयोगशाला की विचित्रता भी नहीं है। यह क्षेत्र-प्रासंगिक ठंड है—भीतरी इलाकों की सर्दियों, साफ रातों और उथली मिट्टी से जुड़ी संख्या।

उन्हीं उत्तरी परिदृश्यों से अवधि का वह दूसरा आंकड़ा मिलता है, जो इस कहानी को महज मनोरंजन की चाल मानना कठिन बना देता है। बर्फ और पत्तियों की परत के नीचे क्षेत्रीय स्थल औसतन 193 दिनों तक हिमांक से नीचे रहे। आधा साल इतना लंबा होता है कि बर्फ मोटी और खुरदरी हो जाए, ऊतक भूखे रह जाएं और झिल्लियां धीमी गति से विफल हों। फिर भी मेंढक बाहर निकलते हैं। वे उछलते हैं। वे वसंत के पहले ठंडे तालाबों में प्रजनन करते हैं, अक्सर तब भी जब पानी पर बर्फ जमी होती है।

गहराई और अवधि का यह मेल ही इस प्रजाति को कौतूहल नहीं, बल्कि एक मॉडल बनाता है। जो मेंढक एक रात जमता है, वह रोचक है। जो मेंढक अधिकांश सर्दी अपने मस्तिष्क और हृदय के आसपास जमकर बिताता है और फिर प्रजनन करता है, वह एक शोध कार्यक्रम है।

पिघलना रीसेट नहीं, एक क्रम है

वसंत कोई बटन नहीं है। पिघलना रीसेट नहीं, एक क्रम है। क्रम मायने रखता है। सबसे पहले हृदय फिर शुरू होता है, फिर सांस और प्रतिवर्त लौटते हैं। परिसंचरण पहले, वेंटिलेशन उसके बाद। वेंटिलेशन के बाद समन्वित गति। यह क्रम किसी जादुई पुनर्जीवन के विपरीत है, जिसमें पूरा जानवर बस “वापस आ जाता” है। यह एक-दूसरे पर निर्भर प्रणालियों की चरणबद्ध वापसी है।

सांस से पहले परिसंचरण

फिर धड़कने वाला हृदय बचे हुए क्रायोप्रोटेक्टेंट को इधर-उधर ले जा सकता है, ऊतकों को फिर से जलयुक्त कर सकता है और आने वाले रक्त द्वारा पहुंचाई जा सकने वाली पहली ऑक्सीजन वितरित कर सकता है। इसके बाद मांसपेशियों और तंत्रिकाओं के फिर सक्रिय होने पर सांस लौट सकती है। जैसे-जैसे तंत्रिका तंत्र—जिसने सर्दी स्पष्ट गतिविधि के बिना बिताई—मेंढक को सीधा और प्रतिक्रियाशील रखने वाले चक्रों को फिर स्थापित करता है, प्रतिवर्त लौटते हैं। जानवर तुरंत वैसा मेंढक नहीं बन जाता जैसा वह अक्टूबर में था।

सहनशक्ति कई दिनों तक कम रह सकती है। इस वाक्य को छोड़ देना आसान है, लेकिन यह एक कठिन शारीरिक तथ्य है। पिघला हुआ मेंढक पूरी तरह स्वस्थ खिलाड़ी नहीं होता। उसके ऊतक निर्जलित हो चुके हैं, शर्करा और यूरिया से भरे हैं, शून्य से नीचे के तापमान पर टिके रहे हैं और फिर उनमें दोबारा रक्त प्रवाहित हुआ है। चिकित्सा में रीपरफ्यूजन स्वयं एक ज्ञात खतरा है: इस्कीमिया से गुजरे ऊतक में ऑक्सीजन लौटने पर अंग को बचाते हुए भी नुकसान हो सकता है। मेंढक को इस वापसी को संभालना पड़ता है। कई दिनों तक इसकी कीमत कम सहनशक्ति के रूप में दिख सकती है। जीवित बचना तत्काल प्रदर्शन के समान नहीं है।

यह क्रम यह भी स्पष्ट करता है कि “मरा हुआ दिखना” किस अर्थ में था। मेंढक किसी छिपे हुए कम-ऊर्जा मोड में नहीं था, जिसे बेहतर उपकरण नींद के रूप में पहचान लेते। धड़कन, सांस और मस्तिष्क की स्पष्ट गतिविधि रुक चुकी थी। उन्हें क्रम से फिर शुरू करना ही शरीर के भीतर से दिखने वाला वसंत है।

क्रायोबायोलॉजिस्ट क्यों नजर बनाए रखते हैं

क्रायोबायोलॉजिस्ट अंगों के संरक्षण के लिए इस तरकीब का अध्ययन करते हैं। यह रुचि रहस्यमय नहीं है। मानव चिकित्सा पहले से ही ठंड पर निर्भर करती है। प्रत्यारोपण के लिए अंगों को बर्फ पर रखा जाता है, क्योंकि तापमान घटने पर चयापचय धीमा हो जाता है और धीमा अंग शरीर के बाहर अधिक समय तक टिकता है। सीमा स्वयं बर्फ है। गुर्दे को स्टेक की तरह जमा दें तो आपको गुर्दा नहीं मिलता। आपको नष्ट झिल्लियां, फटी केशिकाएं और ऐसा ग्राफ्ट मिलता है जो कभी काम नहीं करेगा।

वुड फ्रॉग यह जीवित प्रदर्शन है कि कशेरुकी ऊतक बर्फ के साथ सह-अस्तित्व में रह सकते हैं, अगर रसायन, क्रिस्टलों का स्थान और पिघलना—तीनों नियंत्रित हों। ग्लूकोज़ और यूरिया रक्षक के रूप में। बर्फ मुख्यतः कोशिकाओं के बाहर। शर्करा फैलाने के लिए तेज दौड़ता और फिर रुकता हृदय। ऐसा पिघलना जो पहले परिसंचरण बहाल करता है। इनमें से हर सिद्धांत को क्रायोबायोलॉजिस्ट किसी कूलर में रखे यकृत या हृदय के लिए आंशिक रूप से प्रोटोकॉल में बदलने की कोशिश कर सकते हैं।

क्या स्थानांतरित हो सकता है और क्या नहीं

स्थानांतरण कठिन हिस्सा है, और यहीं कहानी को ईमानदार रहना पड़ता है। प्रयोगशालाएं ऊतक के टुकड़ों को शर्करा के घोल में डुबो सकती हैं। वे ठंडा होने की दर नियंत्रित कर सकती हैं। वे बाह्यकोशिकीय स्थानों में बर्फ के बनने को नियंत्रित करने की कोशिश कर सकती हैं। लेकिन केवल इच्छा से वे किसी दान किए गए मानव अंग को अपना यकृत नहीं दे सकतीं, जो आदेश मिलते ही रक्त में ग्लूकोज़ उंडेल दे; न ही उसे मौसमी हार्मोनल तैयारी या ऐसी संपूर्ण-शरीर प्रणाली दे सकती हैं, जो इसी जानवर को इसी जलवायु में जमने के लिए विकसित हुई हो।

मनुष्यों को जमाने की विधि नहीं

यह मेंढक मनुष्यों को जमाने की विधि नहीं है। यह चेतावनी आश्चर्य के साथ उसी अनुच्छेद में होनी चाहिए, किसी फुटनोट में नहीं। लोकप्रिय संस्कृति दशकों से निलंबित चेतनावस्था को ऐसी हल हुई समस्या के रूप में बेचती रही है, जिसे बस बेहतर फ्रीजर की जरूरत है। वुड फ्रॉग को कभी-कभी इसके प्रमाण के रूप में प्रस्तुत किया जाता है। यह इससे कहीं संकरी और अधिक रोचक बात का प्रमाण है: एक विशेषज्ञ उभयचर अपने शरीर के अधिकांश पानी को जमा सकता है, अपना हृदय रोक सकता है और बाद में उछलकर दूर जा सकता है, क्योंकि उसने एक संपूर्ण-शरीर प्रणाली विकसित की है, जो किसी अकेले स्तनधारी अंग में नहीं होती।

प्रयोगशाला की मेज पर रखे मानव अंग में ऐसा यकृत नहीं होता जो आखिरी क्षण में उसमें ग्लूकोज़ भर दे। उसमें जंगल की सर्दी के अनुरूप बनी कोई समन्वित यूरिया रणनीति नहीं होती। उसके पास जमने-पिघलने के चक्रों का ऐसा विकासवादी इतिहास नहीं होता, जो जीन-पूल में बने रहने की शर्त रहा हो। वह एक हिस्सा है, प्रणाली नहीं। वुड फ्रॉग की तरकीब प्रणालीगत है। मस्तिष्क, फेफड़ों, हृदय और आंखों के आसपास की बर्फ तभी सहनीय है, जब पूरा जानवर जमाव-सहिष्णु मशीन हो—यकृत के जैवरसायन से लेकर पिघलने के क्रम तक।

यह भी प्रश्न है कि पूरी सर्दी के दौरान “जीवित” होने का अर्थ क्या है। मेंढक उन कार्यों को रोक देता है जिन्हें हम बिस्तर पर मरीज की जांच में जीवन के संकेत मानते हैं। वह एक व्यवस्थित, झिल्ली-संपन्न, क्रायोप्रोटेक्टेंट से भरे शरीर के रूप में बना रहता है, जिसके पास जीनोम और वसंत की योजना है। बिना उस योजना के जमने वाले मनुष्य ऐसी अवस्था में प्रवेश नहीं करते। वे उसी तरह जमते हैं जैसे मांस जमता है।

इनमें से कोई बात चिकित्सा संबंधी रुचि को मूर्खतापूर्ण नहीं बनाती। अंगों का संरक्षण एक वास्तविक अड़चन है। सुरक्षित भंडारण का हर अतिरिक्त घंटा संभावित प्राप्तकर्ताओं का दायरा बढ़ाता है। अगर क्रायोबायोलॉजी मेंढक की विधि का एक छोटा हिस्सा भी अपना सके—बेहतर बाह्यकोशिकीय बर्फ नियंत्रण, बेहतर रक्षक मिश्रण, ऐसा पिघलना जो अधिक अनुकूल क्रम में रक्त-प्रवाह बहाल करे—तो प्रत्यारोपण की व्यवस्था बेहतर हो सकती है। गलती यह है कि इस जानवर को प्राकृतिक फ्रीजर में रखे किसी छोटे मनुष्य की तरह समझा जाए।

बर्फ वास्तव में क्या सिखाती है

उपयोगी सीख जैव-चिकित्सकीय होने के साथ-साथ पारिस्थितिक भी है। एक उत्तर अमेरिकी वुड फ्रॉग ऐसी जलवायु में रहता है, जो या तो प्रवास या गहरी बिलों की मांग करती हुई लग सकती है। उसने तीसरा विकल्प चुना: बर्फ बन जाओ, लेकिन बर्फ को शरीर के कमरों के भीतर नहीं, उसके गलियारों में रखो। शरीर के पानी का 65 से 70 प्रतिशत तक हिस्सा जम सकता है। सबसे महत्वपूर्ण अंग उस बर्फ में स्थित रह सकते हैं। धड़कन, सांस और तंत्रिका की स्पष्ट गतिविधि के रूप में परिभाषित जीवन, बर्फ और पत्तियों की परत के नीचे औसतन 193 दिनों तक रुक सकता है। अलास्का के मेंढक माइनस 16 सेल्सियस तक जीवित रहे हैं। फिर हृदय शुरू होता है, फिर सांस, फिर प्रतिवर्त, और सहनशक्ति कई दिनों तक कम रहती है।

यह सर्दी की रणनीति है, चमत्कार नहीं। यह ग्लूकोज़ और यूरिया पर, बाह्यकोशिकीय बर्फ से बची झिल्लियों पर, हृदय की आखिरी दौड़ पर और क्रम का सम्मान करने वाले पिघलने पर निर्भर करती है। क्रायोबायोलॉजिस्ट का इसका अध्ययन करना उचित है। अंगों की प्रतीक्षा कर रहे मरीजों का यह आशा करना उचित है कि कुछ रसायन स्थानांतरित किए जा सकेंगे। वसंत में उछलता हुआ मेंढक मानव क्रायोनिक्स का प्रमाण नहीं है। वह इस बात का प्रमाण है कि कशेरुकी जीवन के पास लंबे जमाव से गुजारने के एक से अधिक तरीके हैं, और वुड फ्रॉग के लिए काम करने वाला तरीका पूरे शरीर का आविष्कार है, जिसकी नकल कोई अकेला अंग नहीं कर सकता।