UPSC MainsZOOLOGY-PAPER-II201715 Marks
Q21.

पिशितांश की अतिसूक्ष्म संरचना का विवरण दीजिए, एवं पेशी संकुचन संबंधी प्रक्रम की व्याख्या कीजिए ।

How to Approach

इस प्रश्न का उत्तर देने के लिए, सबसे पहले पिशितांश (sarcomere) की अतिसूक्ष्म संरचना को स्पष्ट रूप से समझाना होगा, जिसमें इसके प्रमुख घटक जैसे एक्टिन, मायोसिन, ट्रोपोनिन और ट्रोपोमायोसिन शामिल हैं। फिर, पेशी संकुचन की प्रक्रिया को विस्तार से बताना होगा, जिसमें कैल्शियम आयनों की भूमिका, एक्टिन और मायोसिन के बीच पुलों का निर्माण, और एटीपी के उपयोग से होने वाली स्लाइडिंग फिलामेंट थ्योरी शामिल है। उत्तर को स्पष्ट और क्रमबद्ध तरीके से प्रस्तुत करना महत्वपूर्ण है, ताकि परीक्षक को विषय की गहरी समझ का पता चल सके।

Model Answer

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Introduction

पेशी संकुचन शरीर की गति और कार्यों के लिए आवश्यक एक जटिल प्रक्रिया है। यह प्रक्रिया पिशितांश नामक पेशी तंतुओं की मूलभूत कार्यात्मक इकाई में होती है। पिशितांश की संरचना और कार्य को समझना पेशी संकुचन की प्रक्रिया को समझने के लिए महत्वपूर्ण है। पिशितांश एक्टिन और मायोसिन फिलामेंट्स से बना होता है, जो एक विशिष्ट पैटर्न में व्यवस्थित होते हैं, जिससे पेशियों को संकुचित होने और बल उत्पन्न करने की क्षमता मिलती है। पेशी संकुचन की प्रक्रिया कैल्शियम आयनों, एटीपी और विभिन्न प्रोटीन के बीच जटिल अंतःक्रियाओं पर निर्भर करती है।

पिशितांश की अतिसूक्ष्म संरचना

पिशितांश, कंकाल पेशी, हृदय पेशी और चिकनी पेशी की मूलभूत कार्यात्मक इकाई है। इसकी संरचना को निम्नलिखित भागों में विभाजित किया जा सकता है:

  • एक्टिन फिलामेंट्स: ये पतले फिलामेंट्स होते हैं जो पिशितांश के केंद्र की ओर स्थित होते हैं। एक्टिन फिलामेंट्स ट्रोपोनिन और ट्रोपोमायोसिन नामक प्रोटीन से जुड़े होते हैं, जो मायोसिन के साथ एक्टिन की अंतःक्रिया को नियंत्रित करते हैं।
  • मायोसिन फिलामेंट्स: ये मोटे फिलामेंट्स होते हैं जो एक्टिन फिलामेंट्स के बीच स्थित होते हैं। मायोसिन फिलामेंट्स में मायोसिन हेड होते हैं, जो एक्टिन के साथ जुड़कर पुल बनाते हैं और फिलामेंट्स को स्लाइड करने में मदद करते हैं।
  • Z-लाइन: ये एक्टिन फिलामेंट्स को बांधती हैं और पिशितांश की सीमाओं को चिह्नित करती हैं।
  • M-लाइन: यह मायोसिन फिलामेंट्स के केंद्र में स्थित होती है और उन्हें स्थिर रखने में मदद करती है।
  • H-जोन: यह मायोसिन फिलामेंट्स का वह क्षेत्र है जो एक्टिन फिलामेंट्स से रहित होता है।
  • I-बैंड: यह एक्टिन फिलामेंट्स का वह क्षेत्र है जो मायोसिन फिलामेंट्स से रहित होता है।
  • A-बैंड: यह पिशितांश का वह क्षेत्र है जिसमें एक्टिन और मायोसिन दोनों फिलामेंट्स मौजूद होते हैं।

पेशी संकुचन संबंधी प्रक्रम

पेशी संकुचन एक जटिल प्रक्रिया है जिसमें निम्नलिखित चरण शामिल हैं:

  1. तंत्रिका आवेग: एक तंत्रिका आवेग पेशी फाइबर तक पहुंचता है और न्यूरोमस्कुलर जंक्शन पर एसिटाइलकोलाइन जारी करता है।
  2. पेशी फाइबर का उत्तेजन: एसिटाइलकोलाइन पेशी फाइबर की झिल्ली को उत्तेजित करता है, जिससे एक क्रिया विभव उत्पन्न होता है।
  3. कैल्शियम आयनों का विमोचन: क्रिया विभव से सार्कोप्लाज्मिक रेटिकुलम से कैल्शियम आयन जारी होते हैं।
  4. एक्टिन और मायोसिन का बंधन: कैल्शियम आयन ट्रोपोनिन से जुड़ते हैं, जिससे ट्रोपोमायोसिन एक्टिन पर मायोसिन के बंधन स्थल को उजागर करता है। मायोसिन हेड एक्टिन से जुड़कर पुल बनाते हैं।
  5. स्लाइडिंग फिलामेंट सिद्धांत: मायोसिन हेड एक्टिन फिलामेंट्स को खींचते हैं, जिससे वे एक दूसरे की ओर स्लाइड करते हैं। यह प्रक्रिया एटीपी के उपयोग से संचालित होती है।
  6. पेशी का संकुचन: एक्टिन और मायोसिन फिलामेंट्स के स्लाइड होने से पिशितांश छोटा हो जाता है, जिससे पेशी संकुचित होती है।
  7. पेशी का विश्राम: जब तंत्रिका आवेग बंद हो जाता है, तो कैल्शियम आयन सार्कोप्लाज्मिक रेटिकुलम में वापस चले जाते हैं। ट्रोपोमायोसिन एक्टिन पर मायोसिन के बंधन स्थल को फिर से ढक देता है, जिससे पुल टूट जाते हैं और पेशी शिथिल हो जाती है।

एटीपी की भूमिका

एटीपी पेशी संकुचन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। यह मायोसिन हेड को एक्टिन से अलग करने और पुल बनाने के लिए ऊर्जा प्रदान करता है। एटीपी का उपयोग मायोसिन हेड को "रीकॉक" करने के लिए भी किया जाता है, ताकि यह एक्टिन के साथ फिर से जुड़ सके।

विभिन्न प्रकार की पेशियाँ और संकुचन प्रक्रिया

विभिन्न प्रकार की पेशियों (कंकाल, हृदय, चिकनी) में संकुचन प्रक्रिया में कुछ भिन्नताएं होती हैं, लेकिन मूल सिद्धांत समान रहता है। उदाहरण के लिए, हृदय पेशी में कैल्शियम आयनों का विमोचन और पुनः अवशोषण स्वचालित होता है, जबकि कंकाल पेशी में यह तंत्रिका आवेगों द्वारा नियंत्रित होता है। चिकनी पेशी में संकुचन धीमा और अधिक टिकाऊ होता है, और यह एक्टिन और मायोसिन के बंधन को नियंत्रित करने के लिए विभिन्न प्रोटीन का उपयोग करता है।

Conclusion

संक्षेप में, पिशितांश पेशी संकुचन की मूलभूत इकाई है, जिसकी संरचना एक्टिन और मायोसिन फिलामेंट्स द्वारा निर्धारित होती है। पेशी संकुचन एक जटिल प्रक्रिया है जिसमें कैल्शियम आयनों, एटीपी और विभिन्न प्रोटीन के बीच अंतःक्रियाएं शामिल हैं। इस प्रक्रिया को समझकर, हम शरीर की गति और कार्यों को बेहतर ढंग से समझ सकते हैं। भविष्य में, पेशी संकुचन की प्रक्रिया को और अधिक गहराई से समझने के लिए अनुसंधान जारी रहना चाहिए, ताकि पेशी रोगों के लिए नए उपचार विकसित किए जा सकें।

Answer Length

This is a comprehensive model answer for learning purposes and may exceed the word limit. In the exam, always adhere to the prescribed word count.

Additional Resources

Key Definitions

पिशितांश (Sarcomere)
पिशितांश एक पेशी तंतु की मूलभूत कार्यात्मक इकाई है, जो एक्टिन और मायोसिन फिलामेंट्स से बनी होती है। यह पेशी संकुचन के लिए जिम्मेदार है।
एटीपी (ATP)
एटीपी (एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट) कोशिकाओं द्वारा ऊर्जा के लिए उपयोग किया जाने वाला एक अणु है। यह पेशी संकुचन सहित कई सेलुलर प्रक्रियाओं के लिए आवश्यक है।

Key Statistics

मानव शरीर में 600 से अधिक मांसपेशियां होती हैं, जो शरीर के वजन का लगभग 40% बनाती हैं।

Source: Gray's Anatomy (2020)

विश्व स्वास्थ्य संगठन (WHO) के अनुसार, दुनिया भर में 15 वर्ष और उससे अधिक आयु के 1.9 बिलियन वयस्क अधिक वजन वाले या मोटे हैं। मोटापा मांसपेशियों के स्वास्थ्य को नकारात्मक रूप से प्रभावित कर सकता है।

Source: WHO, 2023

Examples

मांसपेशियों में ऐंठन (Muscle Cramps)

मांसपेशियों में ऐंठन तब होती है जब मांसपेशी अनैच्छिक रूप से संकुचित हो जाती है और आराम नहीं कर पाती है। यह अक्सर निर्जलीकरण, इलेक्ट्रोलाइट असंतुलन या अत्यधिक व्यायाम के कारण होता है।

Frequently Asked Questions

पेशी संकुचन में कैल्शियम आयनों की क्या भूमिका है?

कैल्शियम आयन ट्रोपोनिन से जुड़ते हैं, जिससे ट्रोपोमायोसिन एक्टिन पर मायोसिन के बंधन स्थल को उजागर करता है। यह मायोसिन को एक्टिन से जुड़ने और पेशी संकुचन शुरू करने की अनुमति देता है।

Topics Covered

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