Model Answer
0 min readIntroduction
कंकाल पेशी संकुचन एक जटिल प्रक्रिया है जो तंत्रिका तंत्र और पेशी ऊतक के बीच समन्वय से संचालित होती है। उत्तेजन-संकुचन युग्मन (Excitation-Contraction Coupling) वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा एक तंत्रिका आवेग (action potential) पेशी फाइबर में संकुचन को ट्रिगर करता है। यह प्रक्रिया पेशी कोशिकाओं की संरचनात्मक विशेषताओं, जैसे कि ट्रांसवर्स ट्यूबल और सार्कोप्लाज्मिक रेटिकुलम, पर निर्भर करती है। इस युग्मन की समझ पेशी रोगों और शारीरिक क्रियाओं को समझने के लिए महत्वपूर्ण है।
कंकाल पेशी में उत्तेजन-संकुचन युग्मन की क्रियाविधि
कंकाल पेशी में उत्तेजन-संकुचन युग्मन की प्रक्रिया को निम्नलिखित चरणों में समझा जा सकता है:
1. तंत्रिका आवेग का आगमन (Arrival of Nerve Impulse)
एक मोटर न्यूरॉन पेशी फाइबर तक एक तंत्रिका आवेग पहुंचाता है। यह आवेग न्यूरोमस्कुलर जंक्शन (neuromuscular junction) पर पहुंचता है, जो तंत्रिका और पेशी फाइबर के बीच का सिनाप्स है।
2. न्यूरोमस्कुलर जंक्शन पर ट्रांसमिशन (Transmission at Neuromuscular Junction)
तंत्रिका आवेग के कारण न्यूरॉन से एसिटाइलकोलाइन (acetylcholine) नामक न्यूरोट्रांसमीटर का स्राव होता है। एसिटाइलकोलाइन न्यूरोमस्कुलर जंक्शन पर पेशी फाइबर की झिल्ली (sarcolemma) पर मौजूद रिसेप्टर्स से जुड़ता है। इससे पेशी फाइबर की झिल्ली में सोडियम आयनों (sodium ions) का प्रवाह बढ़ता है, जिससे एक स्थानीय उत्तेजना उत्पन्न होती है जिसे एंडप्लेट पोटेंशियल (endplate potential) कहा जाता है।
3. एक्शन पोटेंशियल का प्रसार (Propagation of Action Potential)
एंडप्लेट पोटेंशियल आस-पास की झिल्ली को उत्तेजित करता है, जिससे एक एक्शन पोटेंशियल उत्पन्न होता है। यह एक्शन पोटेंशियल पेशी फाइबर की झिल्ली के साथ फैलता है और ट्रांसवर्स ट्यूबल (T-tubules) नामक झिल्ली के अंदरूनी विस्तारों के माध्यम से पेशी फाइबर के अंदर तक पहुंचता है।
4. सार्कोप्लाज्मिक रेटिकुलम से कैल्शियम आयनों का विमोचन (Release of Calcium Ions from Sarcoplasmic Reticulum)
ट्रांसवर्स ट्यूबल के पास, एक्शन पोटेंशियल सार्कोप्लाज्मिक रेटिकुलम (sarcoplasmic reticulum - SR) से कैल्शियम आयनों (calcium ions) के विमोचन को ट्रिगर करता है। SR एक विशेषीकृत एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम है जो कैल्शियम आयनों को संग्रहीत करता है। कैल्शियम आयनों का विमोचन रायनोडिन रिसेप्टर्स (ryanodine receptors) के माध्यम से होता है।
5. एक्टिन और मायोसिन के बीच अंतःक्रिया (Interaction between Actin and Myosin)
मुक्त कैल्शियम आयन ट्रोपोनिन (troponin) नामक एक प्रोटीन से जुड़ते हैं, जो एक्टिन फिलामेंट्स (actin filaments) पर स्थित होता है। ट्रोपोनिन का आकार बदलने से ट्रोपॉमायोसिन (tropomyosin) नामक एक अन्य प्रोटीन हट जाता है, जिससे मायोसिन बाइंडिंग साइट्स (myosin binding sites) उजागर हो जाती हैं। मायोसिन हेड (myosin head) अब एक्टिन फिलामेंट्स से जुड़ सकता है, जिससे क्रॉस-ब्रिज (cross-bridge) बनता है।
6. पेशी संकुचन (Muscle Contraction)
मायोसिन हेड एक्टिन फिलामेंट को खींचता है, जिससे पेशी फाइबर छोटा हो जाता है और संकुचन होता है। यह प्रक्रिया एटीपी (ATP) के उपयोग से संचालित होती है। मायोसिन हेड एक्टिन से अलग हो जाता है और फिर से जुड़ने के लिए तैयार हो जाता है, जिससे संकुचन जारी रहता है।
7. विश्राम (Relaxation)
जब तंत्रिका आवेग बंद हो जाता है, तो कैल्शियम आयन वापस सार्कोप्लाज्मिक रेटिकुलम में पंप किए जाते हैं। ट्रोपोनिन और ट्रोपॉमायोसिन अपनी मूल स्थिति में लौट आते हैं, जिससे मायोसिन बाइंडिंग साइट्स अवरुद्ध हो जाती हैं। क्रॉस-ब्रिज टूट जाते हैं और पेशी फाइबर शिथिल हो जाता है।
| चरण | विवरण |
|---|---|
| तंत्रिका आवेग का आगमन | मोटर न्यूरॉन से एक्शन पोटेंशियल का आगमन |
| न्यूरोमस्कुलर जंक्शन पर ट्रांसमिशन | एसिटाइलकोलाइन का स्राव और रिसेप्टर्स से बंधन |
| एक्शन पोटेंशियल का प्रसार | झिल्ली और ट्रांसवर्स ट्यूबल के माध्यम से एक्शन पोटेंशियल का प्रसार |
| कैल्शियम आयनों का विमोचन | सार्कोप्लाज्मिक रेटिकुलम से कैल्शियम आयनों का विमोचन |
| एक्टिन और मायोसिन के बीच अंतःक्रिया | क्रॉस-ब्रिज का निर्माण और एक्टिन फिलामेंट का संकुचन |
| विश्राम | कैल्शियम आयनों का पुन: अवशोषण और क्रॉस-ब्रिज का टूटना |
Conclusion
संक्षेप में, कंकाल पेशी में उत्तेजन-संकुचन युग्मन एक जटिल प्रक्रिया है जिसमें तंत्रिका आवेग, न्यूरोट्रांसमीटर, कैल्शियम आयन और एक्टिन-मायोसिन फिलामेंट्स के बीच समन्वय शामिल है। यह प्रक्रिया पेशी संकुचन और विश्राम के लिए आवश्यक है, और इसकी समझ शारीरिक क्रियाओं और पेशी रोगों को समझने के लिए महत्वपूर्ण है। भविष्य में, इस प्रक्रिया को लक्षित करने वाली दवाएं पेशी रोगों के उपचार में महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकती हैं।
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.