निर्माण

एकाग्रता ढाल परिवहन। झिल्ली परिवहन की प्रेरक शक्ति के रूप में सोडियम (Na) की सांद्रता प्रवणता। डीएक्स - एकाग्रता ढाल

संतुलन क्षमता- विद्युत आवेशों में ट्रांसमेम्ब्रेन अंतर का ऐसा मान, जिस पर सेल के अंदर और बाहर आयनों की धारा समान हो जाती है, अर्थात। वास्तव में, आयन गतिमान नहीं होते हैं।

कोशिका के अंदर पोटेशियम आयनों की सांद्रता बाह्य तरल पदार्थ की तुलना में बहुत अधिक होती है, जबकि सोडियम और क्लोरीन आयनों की सांद्रता, इसके विपरीत, बाह्य तरल पदार्थ में बहुत अधिक होती है। कार्बनिक आयन बड़े अणु होते हैं जो पारित नहीं होते हैं कोशिका झिल्ली.

यह एकाग्रता अंतर या कम और अधिक घनत्व के बीच में एक घुले हुए पदार्थ का जमावकम सांद्रता वाले क्षेत्र में या ऊष्मप्रवैगिकी के दूसरे नियम के अनुसार, निम्न ऊर्जा स्तर पर विघटित आयनों के प्रसार के लिए प्रेरक शक्ति है। इस प्रकार, सोडियम के उद्धरण कोशिका में फैलना चाहिए, और पोटेशियम के उद्धरण - इससे।

विभिन्न आयनों के लिए कोशिका झिल्ली की पारगम्यता को ध्यान में रखना आवश्यक है, और यह कोशिका गतिविधि की स्थिति के आधार पर बदलता है। आराम के समय, प्लाज्मा झिल्ली पर पोटेशियम के लिए केवल आयन चैनल खुले होते हैं, जिसके माध्यम से अन्य आयन नहीं गुजर सकते हैं।

कोशिका को छोड़कर, पोटेशियम धनायन इसमें धनात्मक आवेशों की संख्या को कम करते हैं और साथ ही झिल्ली की बाहरी सतह पर उनकी मात्रा बढ़ाते हैं। कोशिका में बचे हुए कार्बनिक आयन पोटैशियम धनायनों की और अधिक रिहाई को प्रतिबंधित करने लगते हैं, क्योंकि झिल्ली की आंतरिक सतह के आयनों और इसकी बाहरी सतह के धनायनों के बीच एक विद्युत क्षेत्र उत्पन्न होता है और प्रकट होता है स्थिरविद्युत आकर्षण... कोशिका झिल्ली स्वयं ध्रुवीकृत हो जाती है: धनात्मक आवेश इसकी बाहरी सतह पर और ऋणात्मक आवेश आंतरिक सतह पर समूहित होते हैं।

इस प्रकार, यदि झिल्ली किसी भी आयनों को पारित करने के लिए तैयार है, तो आयन धारा की दिशा दो परिस्थितियों द्वारा निर्धारित की जाएगी: एकाग्रता ढाल और विद्युत क्षेत्र की क्रिया, और एकाग्रता ढाल आयनों को एक दिशा में निर्देशित कर सकती है, और दूसरे में विद्युत क्षेत्र। जब ये दोनों बल संतुलित होते हैं, तो आयनों का प्रवाह व्यावहारिक रूप से रुक जाता है, क्योंकि कोशिका में प्रवेश करने वाले आयनों की संख्या छोड़ने वाले आयनों की संख्या के बराबर हो जाती है। इस राज्य को कहा जाता है संतुलन क्षमता.

सक्रिय ट्रांसपोर्टटी

आयनों के प्रसार से सांद्रता प्रवणता कम हो जानी चाहिए, लेकिन सांद्रता संतुलन का अर्थ कोशिका के लिए मृत्यु होगा। यह कोई संयोग नहीं है कि यह अपने ऊर्जा संसाधनों का 1/3 से अधिक आयनिक विषमता बनाए रखने पर, ग्रेडिएंट बनाए रखने पर खर्च करता है। सांद्रता प्रवणता के विरुद्ध कोशिका झिल्ली के आर-पार आयनों का परिवहन सक्रिय है, अर्थात। परिवहन का ऊर्जा-खपत साधन, यह एक सोडियम-पोटेशियम पंप द्वारा प्रदान किया जाता है।

यह कोशिका झिल्ली का एक बड़ा अभिन्न प्रोटीन है जो कोशिका से सोडियम आयनों को लगातार हटाता है और साथ ही इसमें पोटेशियम आयनों को पंप करता है। इस प्रोटीन में एटीपीस के गुण होते हैं, एक एंजाइम जो झिल्ली की आंतरिक सतह पर एटीपी को तोड़ता है, जहां प्रोटीन तीन सोडियम आयनों को जोड़ता है। एटीपी अणु की दरार के दौरान जारी ऊर्जा का उपयोग पंप प्रोटीन के कुछ हिस्सों को फास्फोराइलेट करने के लिए किया जाता है, जिसके बाद प्रोटीन की संरचना बदल जाती है और यह सेल से तीन सोडियम आयनों को हटा देती है, लेकिन एक ही समय में बाहर से दो पोटेशियम आयन लेती है और सेल में पेश करता है (चित्र 4.1)।

इस प्रकार, पंप संचालन के एक चक्र में, सेल से तीन सोडियम आयन हटा दिए जाते हैं, दो पोटेशियम आयन इसमें पेश किए जाते हैं, और एक एटीपी अणु की ऊर्जा इस काम पर खर्च की जाती है। इस प्रकार कोशिका में पोटेशियम की उच्च सांद्रता बनी रहती है, और बाह्य अंतरिक्ष में सोडियम। यह देखते हुए कि सोडियम और पोटेशियम दोनों धनायन हैं, अर्थात। धनात्मक आवेश ले जाने पर, विद्युत आवेशों के वितरण के लिए एक पंप चक्र का कुल परिणाम सेल से एक धनात्मक आवेश को हटाना है। इस तरह की गतिविधि के परिणामस्वरूप, झिल्ली अंदर से थोड़ी अधिक नकारात्मक हो जाती है और इसलिए सोडियम-पोटेशियम पंप को इलेक्ट्रोजेनिक माना जा सकता है।

1 सेकंड में, पंप सेल से लगभग 200 सोडियम आयनों को हटाने और एक साथ लगभग 130 पोटेशियम आयनों को सेल में स्थानांतरित करने में सक्षम है, और झिल्ली की सतह का एक वर्ग माइक्रोमीटर 100-200 ऐसे पंपों को समायोजित कर सकता है। सोडियम और पोटेशियम के अलावा, पंप ग्लूकोज और अमीनो एसिड को एकाग्रता ढाल के खिलाफ सेल में स्थानांतरित करता है; यह, जैसा कि यह था, परिवहन को पार करते हुए, नाम मिला: simport। सोडियम-पोटेशियम पंप का प्रदर्शन सेल में सोडियम आयनों की सांद्रता पर निर्भर करता है: जितना अधिक होगा, पंप उतनी ही तेजी से काम करेगा। यदि सेल में सोडियम आयनों की सांद्रता कम हो जाती है, तो पंप भी अपनी गतिविधि कम कर देगा।

कोशिका झिल्ली में सोडियम-पोटेशियम पंप के साथ-साथ कैल्शियम आयनों के लिए विशेष पंप होते हैं। वे सेल से कैल्शियम आयनों को हटाने के लिए एटीपी की ऊर्जा का भी उपयोग करते हैं, नतीजतन, कैल्शियम की एक महत्वपूर्ण एकाग्रता ढाल बनाई जाती है: यह सेल की तुलना में सेल के बाहर बहुत अधिक है। यह कैल्शियम आयनों को लगातार कोशिका में प्रवेश करने का प्रयास करता है, लेकिन आराम से, कोशिका झिल्ली लगभग इन आयनों को गुजरने नहीं देती है। हालांकि, कभी-कभी झिल्ली इन आयनों के लिए चैनल खोलती है और फिर वे मध्यस्थों की रिहाई या कुछ एंजाइमों की सक्रियता में बहुत महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

इस प्रकार, सक्रिय परिवहन एकाग्रता बनाता है और विद्युत ढालजो कोशिका के पूरे जीवन में एक उत्कृष्ट भूमिका निभाते हैं।

सामग्री की विषय तालिका "एंडोसाइटोसिस। एक्सोसाइटोसिस। सेलुलर कार्यों का विनियमन।":
1. झिल्ली क्षमता और सेल वॉल्यूम पर ना / के-पंप (सोडियम पोटेशियम पंप) का प्रभाव। लगातार सेल वॉल्यूम।

3. एंडोसाइटोसिस। एक्सोसाइटोसिस।
4. कोशिका के अंदर पदार्थों के परिवहन में प्रसार। एंडोसाइटोसिस और एक्सोसाइटोसिस में प्रसार का महत्व।
5. ऑर्गेनेल झिल्ली में सक्रिय परिवहन।
6. कोशिका के पुटिकाओं में परिवहन।
7. जीवों के गठन और विनाश के माध्यम से परिवहन। माइक्रोफिलामेंट्स।
8. सूक्ष्मनलिकाएं। साइटोस्केलेटन के सक्रिय आंदोलन।
9. अक्षतंतु परिवहन। तेज अक्षीय परिवहन। धीमी अक्षीय परिवहन।
10. सेलुलर कार्यों का विनियमन। कोशिका झिल्ली पर नियामक प्रभाव। झिल्ली क्षमता।
11. बाह्य नियामक पदार्थ। सिनैप्टिक मध्यस्थ। स्थानीय रासायनिक एजेंट (हिस्टामाइन, वृद्धि कारक, हार्मोन, एंटीजन)।
12. दूसरे मध्यस्थों की भागीदारी के साथ इंट्रासेल्युलर संचार। कैल्शियम।
13. चक्रीय एडेनोसिन मोनोफॉस्फेट, सीएमपी। सेल फ़ंक्शन के नियमन में सीएमपी।
14. इनॉसिटॉल फॉस्फेट "IF3"। इनोसिटोल ट्राइफॉस्फेट। डायसाइलग्लिसरॉल।

अर्थ सेल के लिए ना / के-पंपझिल्ली पर सामान्य K + और Na + ग्रेडिएंट के स्थिरीकरण तक सीमित नहीं है। Na + झिल्ली प्रवणता में संग्रहीत ऊर्जा का उपयोग अक्सर अन्य पदार्थों के झिल्ली परिवहन प्रदान करने के लिए किया जाता है। उदाहरण के लिए, अंजीर में। 1.10 कोशिका में Na + और शर्करा के अणुओं के "सहानुभूति" को दर्शाता है। झिल्ली परिवहन प्रोटीनएकाग्रता प्रवणता के विपरीत भी चीनी अणु को कोशिका में स्थानांतरित करता है, उसी समय Na + एकाग्रता और क्षमता के ढाल के साथ चलता हैशर्करा के परिवहन के लिए ऊर्जा प्रदान करना। सखारोव का ऐसा परिवहन पूरी तरह से अस्तित्व पर निर्भर करता है उच्च सोडियम प्रवणतामैं हूँ; यदि इंट्रासेल्युलर सोडियम सांद्रता काफी बढ़ जाती है, तो शर्करा का परिवहन बंद हो जाता है।

चावल। १.८. चैनल के माध्यम से या पंपिंग परिवहन के दौरान अणुओं के परिवहन की दर और उनकी एकाग्रता (चैनल में प्रवेश के बिंदु पर या पंप के बंधन के बिंदु पर) के बीच का अनुपात। उत्तरार्द्ध उच्च सांद्रता (अधिकतम गति, वी अधिकतम) पर संतृप्त होता है; भुज पर मान, अधिकतम पंप गति (Vmax / 2) के आधे के अनुरूप, संतुलन एकाग्रता Kt . है

विभिन्न शर्करा के लिए अलग-अलग स्वाद प्रणाली हैं। अमीनो एसिड का परिवहनसेल में अंजीर में दिखाए गए शर्करा के परिवहन के समान है। 1.10; इसमें Na + ग्रेडिएंट भी दिया गया है; कम से कम पांच . हैं विभिन्न प्रणालियाँलक्षण, जिनमें से प्रत्येक संबंधित अमीनो एसिड के किसी एक समूह के लिए विशिष्ट है।

चावल। 1.10. झिल्ली के लिपिड बाईलेयर में डूबे प्रोटीन कोशिका में ग्लूकोज और Na के लक्षणों के साथ-साथ Ca / Na एंटीपोर्ट में मध्यस्थता करते हैं, जिसमें कोशिका झिल्ली पर Na ढाल प्रेरक शक्ति है।

निम्न के अलावा सिम्पोर्ट सिस्टमवे भी हैं " एंटीपोर्ट". उनमें से एक, उदाहरण के लिए, तीन आने वाले सोडियम आयनों के बदले एक चक्र में कोशिका से एक कैल्शियम आयन स्थानांतरित करता है (चित्र 1.10)। Ca2 + के परिवहन के लिए ऊर्जा तीन सोडियम आयनों के सांद्रण और संभावित प्रवणता के साथ प्रवेश करने के कारण बनती है। यह ऊर्जा कैल्शियम आयनों की उच्च प्रवणता (कोशिका के अंदर 10 -7 mol/L से कम से लेकर कोशिका के बाहर लगभग 2 mmol/L तक) बनाए रखने के लिए पर्याप्त (आराम करने की क्षमता पर) है।

डीएक्स - एकाग्रता ढाल,

टी - पूर्ण तापमान

एम मोली

जेएम = ––- ––––(–- ––––); मी - पदार्थ की मात्रा

एस × टी एम एस जेएम - (जय) – पदार्थ प्रवाह घनत्व।

विद्युत रासायनिक क्षमता-- ऊर्जा के बराबर मूल्य गिब्स जीविद्युत क्षेत्र में रखे किसी दिए गए पदार्थ के एक मोल के लिए।

गिब्स मुक्त ऊर्जा (या केवल गिब्स ऊर्जा, या गिब्स क्षमता, या एक संकीर्ण अर्थ में थर्मोडायनामिक क्षमता) एक मात्रा है जो रासायनिक प्रतिक्रिया के दौरान ऊर्जा में परिवर्तन को दर्शाती है और इस प्रकार रासायनिक प्रतिक्रिया की मौलिक संभावना के प्रश्न का उत्तर देती है। ; यह निम्न रूप की थर्मोडायनामिक क्षमता है:

जी = यू + पीवी–टी

जहां यू आंतरिक ऊर्जा है, पी दबाव है, वी मात्रा है, टी पूर्ण तापमान है, एस एन्ट्रॉपी है।

(थर्मोडायनामिक एन्ट्रॉपी एस, जिसे अक्सर एंट्रोपी कहा जाता है, रसायन विज्ञान और थर्मोडायनामिक्स में थर्मोडायनामिक सिस्टम की स्थिति का एक कार्य है)

गिब्स ऊर्जा को एक प्रणाली की कुल रासायनिक ऊर्जा (क्रिस्टल, तरल, आदि) के रूप में समझा जा सकता है।

गिब्स ऊर्जा की अवधारणा का व्यापक रूप से ऊष्मप्रवैगिकी और रसायन विज्ञान में उपयोग किया जाता है।

थर्मोडायनामिक एन्ट्रॉपी एस, जिसे अक्सर रसायन विज्ञान और थर्मोडायनामिक्स में एन्ट्रापी कहा जाता है, एक थर्मोडायनामिक प्रणाली की स्थिति का एक कार्य है।

तनु विलयनों के लिए पदार्थ फ्लक्स घनत्व निर्धारित किया जाता है नर्नस्ट-प्लैंक समीकरण द्वारा।

डी × सी डी ×

जेएम =–यू × आर × टी––––- –यू × सी × जेड × एफ––––- ;

डी × एक्स डी × एक्स

यू–कण गतिशीलता,

आर - गैस स्थिरांक 8.31 J / mol,

डीसी

जेड–इलेक्ट्रोलाइट आयन चार्ज,

एफ-फैराडे संख्या 96500 किग्रा / मोल,

dφ विद्युत क्षेत्र की क्षमता है,

डीφ

निष्क्रिय परिवहन के दौरान पदार्थ के स्थानांतरण के दो कारण हैं: एकाग्रता ढाल और विद्युत संभावित ढाल... (ग्रेडिएंट के सामने माइनस संकेत इंगित करते हैं कि सांद्रता प्रवणता पदार्थ को उच्च सांद्रता वाले स्थानों से कम सांद्रता वाले स्थानों पर स्थानांतरित करने का कारण बनती है)। विद्युत क्षमता का ढाल बड़े स्थानों से कम क्षमता वाले स्थानों पर धनात्मक आवेशों के स्थानांतरण का कारण बनता है।

कम सांद्रता वाले स्थानों से उच्च सांद्रता वाले स्थानों पर पदार्थों का निष्क्रिय स्थानांतरण हो सकता है (यदि समीकरण का दूसरा पद पहले की तुलना में मापांक में अधिक है)।

यदि इलेक्ट्रोलाइट्स नहीं हैं जेड = 0; या कोई विद्युत क्षेत्र न हो तो साधारण विसरण होता है - फिक का नियम।

जेएम =–- डी ×––––;

डी प्रसार गुणांक है;

- –- ––– कम और अधिक घनत्व के बीच में एक घुले हुए पदार्थ का जमाव;

प्रसार -अणुओं के अराजक ऊष्मीय संचलन के कारण, उच्च सांद्रता वाले स्थानों से पदार्थ की कम सांद्रता वाले स्थानों पर पदार्थों का सहज संचलन।

लिपिड बाईलेयर के माध्यम से किसी पदार्थ का विसरण झिल्ली में सांद्रण प्रवणता के कारण होता है। झिल्ली का पारगम्यता गुणांक झिल्ली के गुणों और ले जाने वाले पदार्थों पर निर्भर करता है। (यदि झिल्ली की सतह पर पदार्थ की सांद्रता झिल्ली के बाहर की सतह पर सांद्रता के समानुपाती होती है)।

पी = -–- ––- – पारगम्यता गुणांक

क–वितरण गुणांक, जो झिल्ली के बाहर और उसके अंदर किसी पदार्थ की सांद्रता के अनुपात को दर्शाता है।

ली–झिल्ली मोटाई;

डी प्रसार गुणांक है;

गुणकप्रसार गुणांक जितना अधिक होगा (झिल्ली की चिपचिपाहट जितनी कम होगी), झिल्ली जितनी पतली होगी और पदार्थ झिल्ली में जितना बेहतर होगा, पारगम्यता उतनी ही अधिक होगी।

गैर-ध्रुवीय पदार्थ - कार्बनिक फैटी एसिड - झिल्ली के माध्यम से अच्छी तरह से प्रवेश करते हैं, और खराब ध्रुवीय पानी में घुलनशील पदार्थ: लवण, क्षार, शर्करा, अमीनो एसिड।

थर्मल मूवमेंट के साथ, पूंछ के बीच छोटे मुक्त विमान बनते हैं - जिन्हें ब्लेड कहा जाता है, जिसके माध्यम से ध्रुवीय अणु प्रवेश कर सकते हैं। अणु का आकार जितना बड़ा होगा, इस पदार्थ के लिए झिल्ली की पारगम्यता उतनी ही कम होगी। मर्मज्ञ कण के आकार के अनुरूप झिल्ली में एक निश्चित त्रिज्या के छिद्रों के एक सेट द्वारा स्थानांतरण की चयनात्मकता सुनिश्चित की जाती है।

सुविधा विसरण- वाहक अणुओं की भागीदारी के साथ होता है। पोटेशियम आयनों का वाहक वैलिनोमाइसिन है, जो कफ के आकार का होता है; अंदर ध्रुवीय समूहों के साथ, और बाहर गैर-ध्रुवीय समूहों के साथ कवर किया गया। उच्च चयनात्मकता विशेषता है। वैलिनोमाइसिन पोटेशियम आयनों के साथ एक जटिल बनाता है, जो कफ के अंदर मिलता है, और यह झिल्ली के लिपिड चरण में भी घुलनशील होता है, क्योंकि इसका अणु बाहर गैर-ध्रुवीय होता है।

झिल्ली की सतह पर वैलिनोमाइसिन अणु पोटेशियम आयनों को पकड़ते हैं और इसे झिल्ली के पार ले जाते हैं। स्थानांतरण दोनों दिशाओं में हो सकता है।

सुगम विसरण उन स्थानों से होता है जहाँ ले जाने वाले पदार्थ की सांद्रता अधिक होती है और कम सांद्रता वाले स्थानों पर।

आसान प्रसार और सरल के बीच अंतर:

1) वाहक के साथ पदार्थ का स्थानांतरण तेज होता है।

2) सुगम प्रसार में संतृप्ति की संपत्ति होती है, झिल्ली के एक तरफ एकाग्रता में वृद्धि के साथ, प्रवाह घनत्व तब तक बढ़ता है जब तक कि सभी वाहक अणुओं पर कब्जा नहीं हो जाता

3) सुगम प्रसार के साथ, स्थानांतरित पदार्थों के बीच प्रतिस्पर्धा होती है, जब विभिन्न पदार्थ वाहक द्वारा स्थानांतरित किए जाते हैं; हालांकि, कुछ पदार्थों को दूसरों की तुलना में बेहतर सहन किया जाता है, और कुछ पदार्थों को जोड़ने से दूसरों के परिवहन में बाधा आती है। इस प्रकार, फ्रक्टोज की तुलना में शर्करा से ग्लूकोज बेहतर सहन किया जाता है, फ्रक्टोज xylose से बेहतर होता है, और xylose अरबी से बेहतर होता है।

4) ऐसे पदार्थ हैं जो सुगम प्रसार को रोकते हैं - वे वाहक अणुओं के साथ एक मजबूत परिसर बनाते हैं। गतिहीन अणु - झिल्ली के आर-पार स्थिर वाहक अणु से अणु में स्थानांतरित हो जाते हैं।

छानने का काम-एक दबाव ढाल की क्रिया के तहत झिल्ली में छिद्रों के माध्यम से समाधान की गति। निस्यंदन के दौरान स्थानान्तरण दर पॉइज़ुइल के नियम का पालन करती है।

डी वी पी1 - पी2

–- –– = - ––––––;

यह समझने के लिए कि तंत्रिका या पेशी कोशिकाओं में उत्तेजना कैसे और क्यों उत्पन्न होती है, सबसे पहले कोशिका और उसके वातावरण के बीच पदार्थों के आदान-प्रदान के बुनियादी नियमों को समझना आवश्यक है, क्योंकि आयन और छोटे अणु एक साथ जलीय माध्यम में घुल जाते हैं। कोशिका और बाह्य अंतरिक्ष में, जहां उनकी एकाग्रता इंट्रासेल्युलर से भिन्न होती है। जीवविज्ञानियों के बीच कभी-कभी यह कहा जाता है कि ईश्वर ने किसी भी जैविक समस्या के अध्ययन के लिए एक आदर्श जीव की रचना की है। झिल्ली सिद्धांत में अंतर्निहित प्रयोग बीसवीं शताब्दी के 40 के दशक में विशाल स्क्विड अक्षतंतु पर किए गए थे।

इन अक्षतंतु का व्यास 1 मिमी तक पहुंच जाता है, उन्हें नग्न आंखों से भी देखा जा सकता है, विद्युत संकेतों की घटना की जांच करने के लिए उनमें इलेक्ट्रोड डालना आसान है - एक्शन पोटेंशिअल। यह इस तरह की वस्तु पर था कि झिल्ली सिद्धांत के संस्थापक, ब्रिटिश शरीर विज्ञानी एलन हॉजकिन और एंड्रयू हक्सले (हॉजकिन ए।, हक्सले ए।), 1963 के नोबेल पुरस्कार विजेताओं ने काम किया। स्क्वीड जाइंट एक्सॉन का साइटोप्लाज्म कुछ आयनों की सांद्रता में आसपास के बाह्य तरल पदार्थ से भिन्न होता है (सारणी 4.1)।

संतुलन क्षमता विद्युत आवेशों में ट्रांसमेम्ब्रेन अंतर का ऐसा मान है जिस पर सेल के अंदर और बाहर आयनों की धारा समान हो जाती है, अर्थात, वास्तव में, आयन नहीं चलते हैं।

जैसा कि तालिका से देखा जा सकता है, कोशिका के अंदर पोटेशियम आयनों की सांद्रता बाह्य तरल पदार्थ की तुलना में बहुत अधिक है, जबकि सोडियम और क्लोरीन आयनों की एकाग्रता, इसके विपरीत, बाह्य तरल पदार्थ में बहुत अधिक है। कार्बनिक आयन बड़े अणु होते हैं जो कोशिका झिल्ली से नहीं गुजरते हैं।

स्क्वीड की तंत्रिका कोशिकाओं का अध्ययन करते समय, गर्म रक्त वाले जानवरों, विशेष रूप से मनुष्यों की कोशिका झिल्ली के बारे में कोई निष्कर्ष निकालना सही है या नहीं? आइए हम उनके विशाल अक्षतंतु की तुलना करें, उदाहरण के लिए, गर्म रक्त वाले जानवरों की मांसपेशियों की कोशिकाओं के साथ (तालिका 4.2)।

विभिन्न प्रजातियों से संबंधित जानवरों की विभिन्न कोशिकाओं में आयनों की सांद्रता को मापने के परिणाम, निश्चित रूप से, इन सांद्रता के अलग-अलग मूल्य देते हैं, लेकिन सभी कोशिकाओं के लिए, जानवरों की सभी प्रजातियों में एक बात समान है: पोटेशियम आयनों की एकाग्रता कोशिका में हमेशा अधिक होता है, और सोडियम और क्लोरीन आयनों की सांद्रता - बाह्य द्रव में।

यह सांद्रता अंतर या सांद्रता प्रवणता कम सांद्रता वाले क्षेत्र में या ऊष्मागतिकी के दूसरे नियम के अनुसार, निम्न ऊर्जा स्तर पर विघटित आयनों के प्रसार के लिए प्रेरक शक्ति है। तालिकाओं में प्रस्तुत संख्याओं को फिर से देखते हुए, कोई सटीक रूप से भविष्यवाणी कर सकता है कि सोडियम केशन कोशिका में फैल जाना चाहिए, और पोटेशियम केशन - इससे।

हालांकि, सब कुछ इतना सरल नहीं है, क्योंकि विभिन्न आयनों के लिए कोशिका झिल्ली की पारगम्यता को ध्यान में रखना आवश्यक है, और यह कोशिका गतिविधि की स्थिति के आधार पर बदलता है। आराम के समय, प्लाज्मा झिल्ली पर पोटेशियम के लिए केवल आयन चैनल खुले होते हैं, जिसके माध्यम से अन्य आयन नहीं गुजर सकते हैं। क्या इसका मतलब यह है कि पोटेशियम आयन आराम करने वाली कोशिका की झिल्ली से मुक्त रूप से बाहर निकल सकते हैं?

कोशिका को छोड़कर, पोटेशियम धनायन इसमें धनात्मक आवेशों की संख्या को कम करते हैं और साथ ही झिल्ली की बाहरी सतह पर उनकी मात्रा बढ़ाते हैं। कोशिका में बचे हुए कार्बनिक आयन पोटेशियम के धनायनों की आगे की रिहाई को प्रतिबंधित करना शुरू कर देते हैं, क्योंकि झिल्ली की आंतरिक सतह के आयनों और इसकी बाहरी सतह के धनायनों के बीच एक विद्युत क्षेत्र उत्पन्न होता है और एक इलेक्ट्रोस्टैटिक आकर्षण प्रकट होता है। कोशिका झिल्ली स्वयं ध्रुवीकृत हो जाती है: धनात्मक आवेश इसकी बाहरी सतह पर और ऋणात्मक आवेश आंतरिक सतह पर समूहित होते हैं।

इस प्रकार, यदि झिल्ली किसी भी आयनों को पारित करने के लिए तैयार है, तो आयन धारा की दिशा दो परिस्थितियों द्वारा निर्धारित की जाएगी: एकाग्रता ढाल और विद्युत क्षेत्र की क्रिया, और एकाग्रता ढाल आयनों को एक दिशा में निर्देशित कर सकती है, और दूसरे में विद्युत क्षेत्र। जब ये दोनों बल संतुलित होते हैं, तो आयनों का प्रवाह व्यावहारिक रूप से रुक जाता है, क्योंकि कोशिका में प्रवेश करने वाले आयनों की संख्या छोड़ने वाले आयनों की संख्या के बराबर हो जाती है। इस स्थिति को संतुलन क्षमता (ई) कहा जाता है, और इसके मूल्य की गणना नर्नस्ट समीकरण (नर्नस्ट डब्ल्यू, 1888) का उपयोग करके की जा सकती है:

जहाँ R गैस स्थिरांक है, T पूर्ण तापमान है (शरीर के तापमान पर 310), z आयन संयोजकता है (पोटेशियम = 1 के लिए), F फैराडे स्थिरांक है, a कोशिका के बाहर पोटेशियम आयनों की सांद्रता है, [K ] मैं पिंजरे में पोटेशियम आयनों की एकाग्रता है।

यदि हम स्थिरांक के मान और आयनों की सांद्रता को समीकरण में प्रतिस्थापित करते हैं, तो पोटेशियम आयनों के लिए विद्रूप अक्षतंतु की झिल्ली की संतुलन क्षमता बराबर होगी - 75 mV (गर्म रक्त वाले जानवरों की मांसपेशी झिल्ली के लिए - - 97 एमवी)। इसका मतलब यह है कि इस तरह के एक ट्रांसमेम्ब्रेन संभावित अंतर के साथ और पोटेशियम आयनों के इंट्रा- और बाह्य एकाग्रता के ऐसे मूल्यों के साथ, सेल से उनका करंट सेल में करंट के बराबर हो जाता है। यदि ट्रांसमेम्ब्रेन संभावित अंतर छोटा हो जाता है, तो पोटेशियम आयन सेल को तब तक छोड़ देंगे जब तक कि संतुलन क्षमता का मूल्य बहाल नहीं हो जाता।

ग्लिअल कोशिकाओं को आराम करने में, झिल्ली केवल पोटेशियम आयनों को पारित करने की अनुमति देती है; इसलिए, उनमें वास्तविक ट्रांसमेम्ब्रेन संभावित अंतर गणना के साथ मेल खाता है, यानी, पोटेशियम के लिए संतुलन क्षमता के मूल्य के साथ - 75 एमवी। लेकिन अधिकांश न्यूरॉन्स में, स्थिति अलग होती है, क्योंकि आराम से उनकी झिल्ली न केवल पोटेशियम आयन, बल्कि सोडियम और क्लोरीन आयन भी कम मात्रा में गुजरती है। इस संबंध में, ट्रांसमेम्ब्रेन संभावित अंतर संतुलन पोटेशियम क्षमता से कुछ हद तक कम हो जाता है, लेकिन महत्वहीन रूप से, क्योंकि पोटेशियम आयनों के लिए पारगम्यता सोडियम और क्लोरीन आयनों की तुलना में बहुत अधिक है।

नर्नस्ट समीकरण का उपयोग करते हुए, किसी भी आयन के लिए संतुलन क्षमता का मान ज्ञात करना आसान है (सोडियम और क्लोरीन के लिए, वे तालिका 1 में दिए गए हैं)। सोडियम के लिए संतुलन क्षमता + 55 mV है, और बाह्य माध्यम में इसकी सांद्रता कोशिका की तुलना में बहुत अधिक है; दोनों सोडियम आयनों को कोशिका में प्रवेश करने के लिए प्रेरित करते हैं। लेकिन आराम से, कोशिका झिल्ली उन्हें यह अवसर नहीं देती है: सोडियम आयनों के लिए इसकी पारगम्यता बेहद कम है।

आयनों के प्रसार से सांद्रता प्रवणता कम हो जानी चाहिए, लेकिन सांद्रता संतुलन का अर्थ कोशिका के लिए मृत्यु होगा। यह कोई संयोग नहीं है कि यह अपने ऊर्जा संसाधनों का 1/3 से अधिक आयनिक विषमता बनाए रखने पर, ग्रेडिएंट बनाए रखने पर खर्च करता है। सांद्रता प्रवणता के विरुद्ध कोशिका झिल्ली के आर-पार आयनों का परिवहन एक सक्रिय, अर्थात ऊर्जा-खपत परिवहन का साधन है, यह एक सोडियम-पोटेशियम पंप द्वारा प्रदान किया जाता है।

यह कोशिका झिल्ली का एक बड़ा अभिन्न प्रोटीन है जो कोशिका से सोडियम आयनों को लगातार हटाता है और साथ ही इसमें पोटेशियम आयनों को पंप करता है। इस प्रोटीन में एटीपीस के गुण होते हैं, एक एंजाइम जो झिल्ली की आंतरिक सतह पर एटीपी को तोड़ता है, जहां प्रोटीन तीन सोडियम आयनों को जोड़ता है। एटीपी अणु की दरार के दौरान जारी ऊर्जा का उपयोग पंप प्रोटीन के कुछ हिस्सों को फास्फोराइलेट करने के लिए किया जाता है, जिसके बाद प्रोटीन संरचना बदल जाती है और यह सेल से तीन सोडियम आयनों को हटा देती है, लेकिन एक ही समय में बाहर से दो पोटेशियम आयन लेती है और सेल में पेश करता है (चित्र 4.1)।

इस प्रकार, पंप संचालन के एक चक्र के दौरान, सेल से तीन सोडियम आयन हटा दिए जाते हैं, इसमें दो पोटेशियम आयन पेश किए जाते हैं, और एक एटीपी अणु की ऊर्जा इस काम पर खर्च की जाती है। इस प्रकार कोशिका में पोटेशियम की उच्च सांद्रता बनी रहती है, और बाह्य अंतरिक्ष में सोडियम। यदि हम इस बात को ध्यान में रखते हैं कि सोडियम और पोटेशियम दोनों धनायन हैं, अर्थात वे धनात्मक आवेश रखते हैं, तो विद्युत आवेशों के वितरण के लिए एक पंप चक्र का कुल परिणाम सेल से एक धनात्मक आवेश को हटाना है। इस तरह की गतिविधि के परिणामस्वरूप, झिल्ली अंदर से थोड़ी अधिक नकारात्मक हो जाती है और इसलिए सोडियम-पोटेशियम पंप को इलेक्ट्रोजेनिक माना जा सकता है।

इस प्रकार, सक्रिय परिवहन एकाग्रता और विद्युत ढाल बनाता है जो सेल के पूरे जीवन में एक प्रमुख भूमिका निभाते हैं।

4.3. निष्क्रिय परिवहन - प्रसार

पंपों के संचालन द्वारा बनाए गए ग्रेडिएंट आयनों को उच्च ऊर्जा स्तर से झिल्ली के माध्यम से प्रसार द्वारा निचले स्तर तक ले जाने की अनुमति देते हैं, यदि, निश्चित रूप से, खुले आयन चैनल हैं। ऐसा चैनल एक बड़ा-आणविक अभिन्न प्रोटीन है, जिसका अणु झिल्लीदार लिपिड की दोहरी परत से होकर गुजरता है। इस अणु में पानी से भरा एक छिद्र होता है, जिसका व्यास 1 एनएम से अधिक नहीं होता है। ऐसे छिद्र से केवल पोटैशियम आयन ही गुजर सकते हैं (चित्र 4.2)।

पोटेशियम आयन की त्रिज्या 0.133 एनएम है, सोडियम आयन के लिए यह और भी कम है - 0.098 एनएम, हालांकि, केवल पोटेशियम लगातार खुले चैनलों से गुजर सकता है। तथ्य यह है कि एक आयन के वास्तविक आयाम उसके जलयोजन खोल की मोटाई से निर्धारित होते हैं, जो एक जलीय घोल में सभी आयनों को कवर करता है। पानी के अणु द्विध्रुव की तरह व्यवहार करते हैं: उनके ऑक्सीजन परमाणुओं के इलेक्ट्रॉन हाइड्रोजन परमाणुओं की तुलना में अधिक मजबूत होते हैं, जिसका अर्थ है कि ऑक्सीजन में एक कमजोर ऋणात्मक आवेश होता है। यही कारण है कि पानी के अणु पोटेशियम, सोडियम और कैल्शियम के धनायनों के धनात्मक आवेशों से आकर्षित होते हैं। लेकिन, चूंकि पानी के अणु में हाइड्रोजन परमाणुओं का एक कमजोर सकारात्मक चार्ज होता है, इसलिए पानी के अणुओं का क्लोरीन आयनों के प्रति आकर्षण होता है।

एक छोटे आयनिक त्रिज्या पर, सोडियम आयन का विद्युत क्षेत्र पोटेशियम की तुलना में अधिक मजबूत होता है, और इसलिए इसका जलयोजन खोल मोटा होता है। यह सोडियम आयनों को उन चैनलों से गुजरने की अनुमति नहीं देता है जो अकेले पोटेशियम के पारित होने के लिए सुलभ हैं। इसीलिए, कोशिका झिल्ली के बाकी हिस्सों की स्थिति में, इसके माध्यम से मुख्य रूप से एक प्रकार के आयनों का प्रवाह होता है - पोटेशियम, लगातार कोशिका को एकाग्रता ढाल के साथ छोड़ देता है।

जिन चैनलों के माध्यम से अभी वर्णित किया गया है, जिनके माध्यम से पोटेशियम आयन गुजरते हैं, वे हमेशा खुले रहते हैं: आराम से और सेल उत्तेजना के दौरान - वे बाहरी स्थितियों पर बहुत कम निर्भर करते हैं और इसलिए निष्क्रिय-प्रकार के चैनल हैं। इसके विपरीत, नियंत्रित आयन चैनल हैं, जिनमें से अधिकांश आराम से बंद हैं, और उन्हें खोलने के लिए, आपको किसी तरह उन पर कार्य करने की आवश्यकता है। नतीजतन, ऐसे चैनल नियंत्रित होते हैं, और नियंत्रण विधि के आधार पर, उन्हें तीन प्रकारों में विभाजित किया जाता है:

1) संभावित-निर्भर;

2) रासायनिक रूप से निर्भर;

3) यंत्रवत् संचालित।

जिस उपकरण से चैनल खोले या बंद किए जाते हैं उसे अक्सर गेट मैकेनिज्म या गेट भी कहा जाता है, हालांकि यह तुलना पूरी तरह से सही नहीं है। आयन चैनलों की आधुनिक अवधारणाएं उनके अध्ययन के लिए दो पद्धतिगत दृष्टिकोणों के संबंध में विकसित हुई हैं। सबसे पहले, यह पैच क्लैंप विधि है, जो एक चैनल के माध्यम से आयन धारा को देखने की अनुमति देती है। इस तकनीक का आविष्कार 70 के दशक के अंत में इरविन ई।, सकमन बी, 1991 के नोबेल पुरस्कार विजेताओं ने किया था। दूसरा, चैनलों के गुणों की समझ कई चैनल प्रोटीनों के डिकोडेड आनुवंशिक कोड और इस संबंध में स्थापित अणुओं के अमीनो एसिड अनुक्रम के आधार पर उनके मॉडल के निर्माण से सुगम हुई।

प्रत्येक चैनल कई प्रोटीन सबयूनिट्स (चित्र। 4.3) द्वारा निर्मित होता है, जो अमीनो एसिड की लंबी श्रृंखलाएं होती हैं जो एक-हेलिक्स में मुड़ जाती हैं। ए-हेलिक्स का आकार बदल सकता है, उदाहरण के लिए, ट्रांसमेम्ब्रेन संभावित अंतर में बदलाव के कारण (जो वोल्टेज-गेटेड चैनलों के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है)।

ए-हेलिक्स के आकार में परिवर्तन से अमीनो एसिड की गति होती है, जिसमें विद्युत आवेश वाले भी शामिल हैं। नतीजतन, लाइसिन या आर्जिनिन जैसे अमीनो एसिड के आरोप आयन चैनल की आंतरिक दीवार में समाप्त हो सकते हैं और इसे हाइड्रोफिलिक बना सकते हैं: फिर हाइड्रेशन शेल से ढके आयन चैनल से गुजर सकते हैं। अपने पिछले आकार में अल्फा-हेलिक्स की वापसी इस तथ्य की ओर ले जाती है कि हाइड्रोफोबिक क्षेत्र फिर से चैनल की आंतरिक दीवार में दिखाई देते हैं, और इसलिए आयन प्रवाह बंद हो जाता है।

विभिन्न प्रकार के चैनलों के निर्माण में, दो से सात सबयूनिट शामिल होते हैं, प्रत्येक सबयूनिट की प्रोटीन श्रृंखला कोशिका झिल्ली को कई बार पार करती है, और चौराहे का प्रत्येक क्षेत्र एक विशिष्ट कार्य करता है: कुछ चैनल की दीवारें बनाते हैं, अन्य सेवा करते हैं विद्युत क्षेत्र में परिवर्तन के लिए सेंसर के रूप में, झिल्ली के बाहरी तरफ से बाहर निकलने वाले अन्य, रिसेप्टर्स हैं, चौथा चैनल को साइटोस्केलेटन के साथ जोड़ता है।

कुछ बदलावों के कारण संभावित रूप से गेटेड चैनल खोले या बंद किए जाते हैं झिल्ली क्षमता... उदाहरण के लिए, सोडियम चैनल आराम से बंद हो जाते हैं, लेकिन यदि झिल्ली क्षमता एक महत्वपूर्ण मूल्य तक कम हो जाती है, तो वे खुल जाते हैं। यदि विध्रुवण झिल्ली क्षमता के धनात्मक मान तक जारी रहता है (अर्थात, बाहर की तुलना में झिल्ली के अंदर अधिक धनात्मक आवेश होंगे), तो चैनल बंद हो जाएंगे।

चैनल प्रोटीन के उभरे हुए ग्लाइकोप्रोटीन रिसेप्टर क्षेत्र के लिए एक न्यूरोट्रांसमीटर के लगाव के कारण रासायनिक रूप से निर्भर चैनल खुलते हैं - इस प्रकार के चैनल का उपयोग सिनैप्स (चित्र। 4.4) में किया जाता है। यंत्रवत् नियंत्रित चैनल न्यूरॉन्स के संवेदनशील अंत की विशेषता है जो तनाव और दबाव का जवाब देते हैं। ये चैनल साइटोस्केलेटन के साथ एक विशेष तरीके से जुड़े हुए हैं, जो कोशिका के विकृत होने पर उनके उद्घाटन की ओर जाता है।

जिस क्षण चैनल खुलता है, वह क्षण के लाखोंवें हिस्से में बस एक पल होता है। लेकिन खुले राज्य में भी, चैनल लंबे समय तक नहीं होते हैं - केवल कुछ मिलीसेकंड, जिसके बाद वे तेजी से बंद हो जाते हैं। हालांकि, खुले चैनल का थ्रूपुट अद्भुत है: आयनों का प्रवाह 100,000,000 आयनों / s तक की गति से होता है, जिसकी तुलना केवल सबसे तेज़ एंजाइमों की गतिविधि से की जा सकती है, जैसे कि कार्बोनिक एनहाइड्रेज़, जो गठन को उत्प्रेरित करता है और एरिथ्रोसाइट्स में कार्बन डाइऑक्साइड का निर्जलीकरण।

खुले और बंद रूपात्मक राज्यों के अलावा, चैनल निष्क्रिय हो सकते हैं: इसका मतलब है कि वे बंद हैं, लेकिन हमेशा की तरह, नियंत्रण तंत्र की कार्रवाई का पालन नहीं करते हैं और नहीं खुलते हैं। निष्क्रियता की स्थिति चैनलों के बंद होने के तुरंत बाद देखी जाती है, कई एमएस तक रहती है और विशेष उप-इकाइयों या प्रोटीन अणु के विशेष क्षेत्रों द्वारा नियंत्रित होती है। चैनलों की निष्क्रियता के दौरान, सेल उन उत्तेजनाओं का जवाब देना बंद कर देता है जो इसे उत्तेजित करती हैं, जिसे अपवर्तकता, यानी अस्थायी गैर-उत्तेजना से परिभाषित किया जाता है।

आयनिक चैनल शरीर के किसी भी कोशिका की झिल्ली में मौजूद होते हैं, लेकिन मांसपेशियों में और विशेष रूप से तंत्रिका कोशिकाओं में, उनका घनत्व अन्य ऊतकों की कोशिकाओं की तुलना में बहुत अधिक होता है। न्यूरॉन्स में, चैनलों के उच्च घनत्व के अलावा, उनमें से एक विस्तृत विविधता भी पाई गई थी। यह आकस्मिक नहीं है, क्योंकि यह चैनल हैं जो विद्युत संकेतों की उपस्थिति के लिए शर्तों को निर्धारित करते हैं, स्वयं संकेतों की प्रकृति, उनके चालन की गति आदि, जो वास्तव में न्यूरॉन्स को अपना मुख्य कार्य करने की अनुमति देते हैं: प्राप्त करने के लिए, सूचना को संसाधित और प्रसारित करना।

4.5. आयन चैनल ब्लॉकर्स

कुछ पदार्थ ऐसे होते हैं जो चैनल प्रोटीन के अणुओं से उलट या अपरिवर्तनीय रूप से बंध सकते हैं और इस तरह उन्हें अवरुद्ध कर सकते हैं, यानी उन्हें नियंत्रण तंत्र के अधीनता से हटा सकते हैं। अवरुद्ध चैनल अक्सर बंद हो जाते हैं, हालांकि कुछ मामलों में चैनल की खुली स्थिति निश्चित होती है।

पशु या वनस्पति मूल के कई लंबे समय से ज्ञात जहर चैनलों को अवरुद्ध करने में सक्षम हैं। इसलिए, उदाहरण के लिए, कुछ संयुक्त जबड़े की मछलियों (टेट्रोडोंटिफॉर्मिस) के अंदर टेट्रोडोटॉक्सिन होता है, जो सोडियम चैनलों को अवरुद्ध करता है। इस समूह में कुख्यात पफर मछली शामिल है, जिसने कई पेटू के जीवन का दावा किया, साथ ही पीटर द ग्रेट बे के पानी में तैरने वाली एक कुत्ते-मछली, सूजन और तेज आवाज करने में सक्षम। झिल्ली पारगम्यता के अध्ययन से संबंधित प्रायोगिक अभ्यास में टेट्रोडोटॉक्सिन का उपयोग लंबे समय से किया जा रहा है।

सोडियम चैनलों को एक अन्य पशु जहर - बैट्राकोटॉक्सिन द्वारा भी अवरुद्ध किया जा सकता है, जो कुछ दक्षिण अमेरिकी मेंढकों के बलगम में पाया जाता है, उदाहरण के लिए, चित्तीदार जहर डार्ट मेंढक। भारतीयों ने अपने तीरों को इस जहर से जहर दिया, हालांकि उन्हें यह नहीं पता था कि बैट्राकोटॉक्सिन सोडियम चैनलों को अवरुद्ध करता है, और इस तरह की नाकाबंदी तंत्रिका कोशिकाओं को उत्तेजित नहीं होने देती है।

अन्य दक्षिण अमेरिकी भारतीयों ने एक और जहर, सब्जी के साथ जहरीले तीर तैयार किए - यह कुछ प्रजातियों की लताओं से प्राप्त करे का पेड़ का रस है। करेरे विष न्यूरोमस्कुलर सिनेप्स के कीमोडिपेंडेंट चैनलों को चुनिंदा रूप से अवरुद्ध करता है। वही सिनेप्स सांप के जहर अल्फा-बंगारोटॉक्सिन द्वारा अपरिवर्तनीय रूप से अवरुद्ध होते हैं, जो बंगारों के काटने से स्रावित होते हैं, वे भी करैत - कोबरा के करीबी रिश्तेदार हैं।

कृत्रिम मूल का पदार्थ - टेट्राएथिलमोनियम विशेष रूप से पोटेशियम चैनलों को अवरुद्ध करता है; यह अक्सर प्रयोगात्मक अभ्यास में प्रयोग किया जाता था। और चिकित्सा में, कई का उपयोग किया जाता है औषधीय पदार्थ, जिसके अनुप्रयोग का बिंदु आयन चैनल हैं: ऐसे पदार्थों की मदद से, कुछ आयन चैनलों को नियंत्रित करना संभव है और इस तरह न्यूरॉन्स की गतिविधि को प्रभावित करते हैं।

आराम करने पर, सकारात्मक चार्ज की एक पतली परत प्लाज्मा झिल्ली के बाहरी तरफ स्थित होती है, और अंदर की तरफ नकारात्मक चार्ज होती है। बाहरी सतह का विद्युत आवेश शून्य माना जाता है; इसलिए, ट्रांसमेम्ब्रेन संभावित अंतर या आराम करने वाली झिल्ली क्षमता का नकारात्मक मूल्य होता है। अधिकांश न्यूरॉन्स के लिए एक विशिष्ट मामले में, आराम करने की क्षमता लगभग -60 - -70 एमवी है।

विश्राम क्षमता के प्रत्यक्ष माप की तकनीक 1940 के दशक के अंत में बनाई गई थी। एक विशेष मापने वाला इलेक्ट्रोड बनाया गया था: एक पतली कांच की केशिका जिसमें 1 माइक्रोन से अधिक के व्यास के साथ एक खींचा हुआ टिप होता है और एक खारा प्रवाहकीय विद्युत प्रवाह (3M KCl) से भरा होता है। जो झिल्ली के आंतरिक आवेश को नहीं बदलता है। इस घोल में केशिका के चौड़े सिरे से एक धातु का कंडक्टर डाला गया था, और कोशिका झिल्ली को पतले सिरे से छेद दिया गया था। दूसरा इलेक्ट्रोड एक क्लोरीनयुक्त चांदी की प्लेट थी और इसे बाहरी वातावरण में रखा गया था; कमजोर विद्युत संकेतों के एम्पलीफायर और गैल्वेनोमीटर का उपयोग किया गया था (चित्र 4.5)। अध्ययन का उद्देश्य एक विशाल स्क्विड अक्षतंतु था, यह उस पर था कि डेटा प्राप्त किया गया था जो झिल्ली सिद्धांत (हॉजकिन हक्सले) के आधार के रूप में कार्य करता था।

आराम करने वाली झिल्ली क्षमता कैसे उत्पन्न होती है? इस प्रश्न का उत्तर देने से पहले, यह एक बार फिर याद दिलाया जाना चाहिए कि कोशिका में सोडियम-पोटेशियम पंप का कार्य पोटेशियम आयनों की एक उच्च सांद्रता बनाता है, और इन आयनों के लिए कोशिका झिल्ली में खुले चैनल होते हैं। सांद्रता प्रवणता के साथ कोशिका को छोड़ने वाले पोटेशियम आयन झिल्ली की बाहरी सतह पर धनात्मक आवेशों की मात्रा को बढ़ाते हैं। कोशिका में कई बड़े-आणविक कार्बनिक आयन होते हैं, और इसलिए झिल्ली अंदर से नकारात्मक रूप से चार्ज होती है। अन्य सभी आयन आराम करने वाली झिल्ली से बहुत कम मात्रा में गुजर सकते हैं, उनके चैनल ज्यादातर बंद रहते हैं। नतीजतन, आराम करने की क्षमता मुख्य रूप से कोशिका से पोटेशियम आयनों की धारा के कारण होती है।

प्रयोगात्मक रूप से सत्यापित करने के लिए यह निष्कर्ष काफी आसान है। यदि, उदाहरण के लिए, कोशिका के चारों ओर पोटेशियम आयनों की सांद्रता कृत्रिम रूप से बढ़ा दी जाती है, तो कोशिका से उनका प्रवाह कम हो जाएगा या पूरी तरह से बंद भी हो जाएगा, क्योंकि सांद्रता प्रवणता कम हो जाएगी - प्रेरक शक्तिइस करंट के लिए। और फिर आराम करने की क्षमता कम होने लगेगी, यह शून्य के बराबर हो सकती है यदि झिल्ली के दोनों किनारों पर पोटेशियम की सांद्रता समान हो जाती है। आराम करने की क्षमता की पोटेशियम प्रकृति को साबित करने का एक और अवसर है। यदि पोटेशियम चैनल टेट्राएथिलमोनियम से अवरुद्ध हो जाते हैं, तो पोटेशियम आयनों का प्रवाह बंद हो जाएगा, और उसके बाद आराम करने की क्षमता कम होने लगेगी।

आराम करने वाली कोशिका की झिल्ली थोड़ी मात्रा में सोडियम और क्लोरीन आयनों में गुजरती है। सेल में सोडियम आयनों को दो बल चलाते हैं: एक उच्च बाहरी एकाग्रता और एक इलेक्ट्रोनगेटिव आंतरिक सेल वातावरण। कोशिका में प्रवेश करने वाले सोडियम की थोड़ी मात्रा भी झिल्ली विध्रुवण की ओर ले जाती है - आराम करने की क्षमता में कमी। क्लोरीन आयनों के लिए सेल में प्रवेश करना अधिक कठिन होता है, क्योंकि वे झिल्ली की आंतरिक सतह पर आवेशों की विद्युतीय परत द्वारा प्रतिकर्षित होते हैं, और क्लोरीन -60 mV की संतुलन क्षमता का मान सामान्य मान से थोड़ा भिन्न होता है। विराम विभव। तीन प्रकार के आयनों में से प्रत्येक के लिए चयनात्मक झिल्ली पारगम्यता और उनकी सांद्रता के बीच संबंध को गोल्डमैन समीकरण द्वारा वर्णित किया गया है:

जहां ई एम झिल्ली क्षमता का मूल्य है, पी झिल्ली पारगम्यता है, इसकी मोटाई और इसमें आयन की गतिशीलता के आधार पर, ए बाहर आयन की एकाग्रता है, मैं अंदर से इसकी एकाग्रता है, आर, टी और एफ का वही अर्थ है जो नर्नस्ट समीकरण में है ...

इस समीकरण से यह निष्कर्ष निकलता है कि विश्राम विभव (Em = - 65 mV) का वास्तविक मान पोटेशियम (- 75 mV), सोडियम (+ 55 mV) और क्लोरीन (- 60 mV) की संतुलन क्षमता के बीच एक समझौता है। यह अनुमान लगाना आसान है कि सोडियम के लिए झिल्ली की पारगम्यता में वृद्धि से विध्रुवण हो जाएगा, और क्लोरीन के लिए इसकी पारगम्यता में वृद्धि से हाइपरपोलराइजेशन हो जाएगा।

यदि हम पोटेशियम आयनों के लिए झिल्ली की पारगम्यता को 1 के रूप में लेते हैं, तो सोडियम आयनों के लिए इसकी पारगम्यता 0.04 और क्लोरीन के लिए - 0.45 होगी। लेकिन जब झिल्ली उत्तेजित होती है, तो यह अनुपात बदल जाता है और ऐक्शन पोटेंशिअल के शिखर के शीर्ष पर 1 (K): 20 (Na): 0.45 (Cl) होता है।

गोल्डमैन का समीकरण आपको आराम करने वाली झिल्ली क्षमता के मूल्य की गणना करने की अनुमति देता है यदि कोशिका के अंदर और बाहर आयनों की एकाग्रता, साथ ही इन आयनों के लिए पारगम्यता ज्ञात हो। आराम करने वाली झिल्ली क्षमता का वास्तविक मूल्य पोटेशियम आयनों के लिए संतुलन क्षमता के मूल्य के सबसे करीब है, जो उनके लिए लगातार खुले चैनलों से गुजरते हैं। जब कोशिका में जलन होती है, जब सोडियम पारगम्यता बढ़ जाती है और एक विध्रुवण रिसेप्टर क्षमता या पोस्टसिनेप्टिक क्षमता प्रकट होती है, तो स्थिति में काफी बदलाव आता है।

एक ऐक्शन पोटेंशिअल केवल विध्रुवण शिफ्ट के एक निश्चित मूल्य पर उत्पन्न होता है, उदाहरण के लिए, -65 mV से -55 mV तक। यदि विध्रुवण कम है, तो ऐक्शन पोटेंशिअल उत्पन्न नहीं होगा: इस तरह के विध्रुवण बदलाव को सबथ्रेशोल्ड कहा जाता है। यहां दी गई संख्याएं सापेक्ष हैं, विभिन्न कोशिकाओं में वे कम या अधिक हो सकती हैं, लेकिन हमेशा सबसे छोटी विध्रुवण पारी जो एक क्रिया क्षमता की उपस्थिति का कारण बनेगी, को थ्रेशोल्ड के रूप में परिभाषित किया गया है।

रिसेप्टर या पोस्टसिनेप्टिक क्षमता का उद्भव झिल्ली की सोडियम पारगम्यता में अपेक्षाकृत कम स्थानीय वृद्धि के साथ जुड़ा हुआ है। सेल में सोडियम आयनों का प्रवेश और परिणामी स्थानीय विध्रुवण एक स्थानीय विद्युत प्रवाह की ओर ले जाता है। झिल्ली के साथ इसका प्रसार झिल्ली के विद्युत प्रतिरोध से बाधित होता है, इसलिए, निष्क्रिय विध्रुवण जो किसी स्थान पर शुरू हो गया है, दूर तक नहीं फैल सकता है - निष्क्रिय विद्युत प्रतिक्रियाएं हमेशा स्थानीय होती हैं।

लेकिन, अगर स्थानीय विध्रुवण पारियों का योग अभी भी न्यूरॉन के ट्रिगर ज़ोन की झिल्ली को विध्रुवित कर सकता है महत्वपूर्ण स्तर, थ्रेशोल्ड मान तक, फिर "सभी या कुछ भी नहीं" नियम के अनुसार सेल की एक सक्रिय और अधिकतम प्रतिक्रिया होगी। एक महत्वपूर्ण मूल्य के विध्रुवण से सोडियम चैनलों की आंतरिक दीवार और ध्रुवीय अमीनो एसिड की गति में परिवर्तन होता है। नतीजतन, 0.3 - 0.5 एनएम के व्यास वाला एक छिद्र खुलता है जिसके माध्यम से सोडियम केशन गुजर सकते हैं (चित्र 4.3 देखें)। इस चैनल के माध्यम से आयनों का प्रवाह असंभव है, क्योंकि इसके मुंह में ग्लूटामिक एसिड के कार्बोक्सिल समूहों के नकारात्मक चार्ज होते हैं, जो आयनों के नकारात्मक आरोपों को पीछे हटाते हैं।

सोडियम की संतुलन क्षमता +55 एमवी है, और इसके लिए चैनल -55 एमवी की झिल्ली क्षमता पर खुलते हैं, इसलिए सोडियम आयन उच्च दर पर सेल में प्रवेश करते हैं: एक चैनल के माध्यम से 107 आयन / एस तक। सोडियम चैनलों का घनत्व 1 से 50 प्रति वर्ग माइक्रोमीटर तक होता है। नतीजतन, 0.2-0.5 एमएस में, नकारात्मक (-55 एमवी) से झिल्ली क्षमता का मूल्य सकारात्मक (लगभग +30 एमवी) हो जाता है, हालांकि यह संतुलन सोडियम क्षमता के मूल्य तक नहीं पहुंचता है।

इस तरह का तेजी से विध्रुवण स्व-पुनर्जीवित होता है: जितना अधिक सोडियम कोशिका में प्रवेश करता है और झिल्ली क्षमता का जितना अधिक बदलाव होता है, उतने ही अधिक सोडियम चैनल खुलते हैं और फिर और भी अधिक सोडियम कोशिका में प्रवेश करता है:

जैसे-जैसे झिल्ली क्षमता का मान संतुलन सोडियम क्षमता के मूल्य के करीब पहुंचता है, सोडियम आयनों के लिए प्रेरक शक्ति कमजोर होती है, लेकिन साथ ही साथ प्रेरक शक्ति बढ़ती है, जिससे पोटेशियम आयनों को सेल छोड़ने के लिए मजबूर किया जाता है, जिसके लिए चैनल लगातार खुले रहते हैं। जब झिल्ली क्षमता सकारात्मक हो जाती है, तो वोल्टेज-गेटेड सोडियम चैनल बंद हो जाते हैं, और सेल से पोटेशियम का प्रवाह नाटकीय रूप से बढ़ जाता है। इस संबंध में, पुनर्ध्रुवीकरण होता है, अर्थात्, झिल्ली क्षमता के प्रारंभिक मूल्य की बहाली (कभी-कभी पोटेशियम का उत्पादन वर्तमान अल्पकालिक ट्रेस हाइपरपोलराइजेशन की ओर जाता है)। ऐक्शन पोटेंशिअल के दो चरण - डीओलराइज़ेशन और रिपोलराइज़ेशन ऐक्शन पोटेंशिअल के शिखर या स्पाइक का निर्माण करते हैं (चित्र 4.6)।

सोडियम चैनलों का उद्घाटन असामान्य रूप से जल्दी होता है, 10 माइक्रोसेकंड (यानी, एक सेकंड के मिलियनवें) से अधिक के भीतर, वे कई मिलीसेकंड के लिए खुले रहते हैं, फिर जल्दी से बंद हो जाते हैं, और कुछ समय के लिए चैनल प्रोटीन की संरचना ऐसी हो जाती है कि यह सक्रिय नहीं किया जा सकता है, और इसलिए चैनल खोलें। इस स्थिति को अपवर्तकता कहा जाता है, लगभग 1 एमएस यह निरपेक्ष है, और फिर सापेक्ष: पूर्ण अपवर्तकता के साथ, चैनल किसी भी क्रिया द्वारा नहीं खोले जा सकते हैं, रिश्तेदार के साथ उन्हें थ्रेशोल्ड विध्रुवण द्वारा सक्रिय नहीं किया जा सकता है, लेकिन वे सुपरथ्रेशोल्ड हो सकते हैं।

दुर्दम्य अवस्था की कुल अवधि न्यूरॉन उत्तेजना की अधिकतम आवृत्ति निर्धारित करती है। उदाहरण के लिए, यदि दुर्दम्य अवधि 2 ms तक रहती है, तो 1 s में न्यूरॉन को अधिकतम 500 बार (1 s = 1000 ms: 2 ms = 500) निकाल दिया जा सकता है। कुछ न्यूरॉन्स को 500 / s से अधिक बार निकाल दिया जा सकता है, दूसरों को कम बार: इसके अनुसार, पूर्व को बाद वाले की तुलना में अधिक प्रयोगशाला कहा जा सकता है। 19वीं - 20वीं सदी की शुरुआत में कोशिकाओं की लचीलापन या कार्यात्मक गतिशीलता की समस्या की जांच रूसी शरीर विज्ञानी एनई वेवेन्डेस्की ने की थी, जिन्होंने लायबिलिटी के माप की अवधारणा को सबसे बड़ी संख्या में विद्युत दोलनों के रूप में पेश किया था जो एक तंत्रिका या मांसपेशी पुन: उत्पन्न कर सकते हैं। क्षण भर में। इसलिए, उदाहरण के लिए, एक तंत्रिका, Vvedensky के आंकड़ों के अनुसार, 500 / s तक उत्तेजित होने में सक्षम है, और एक मांसपेशी - केवल 200 / s तक, यानी एक तंत्रिका एक मांसपेशी की तुलना में अधिक लचीली वस्तु है।

मस्तिष्क जितनी जटिल समस्याओं का समाधान करता है, बड़ी मात्रान्यूरॉन्स उसे चाहिए। हालांकि, न्यूरॉन्स का पूरा द्रव्यमान खोपड़ी और रीढ़ की हड्डी की नहर द्वारा सीमित स्थान में फिट होना चाहिए, और इसलिए तंत्रिका कोशिकाएं छोटी होनी चाहिए, और उनकी प्रक्रियाएं काफी पतली होनी चाहिए। लेकिन, जैसा कि आप जानते हैं, कंडक्टर जितना पतला और लंबा होगा, उसके माध्यम से प्रवाहित होने वाली धारा का प्रतिरोध उतना ही अधिक होगा। न्यूरॉन (वी) में प्रभावी वोल्टेज ऐक्शन पोटेंशिअल के आयाम से अधिक नहीं हो सकता है, यानी लगभग 100-120 एमवी, और ओम के नियम के अनुसार वर्तमान (आई), वोल्टेज के सीधे आनुपातिक है और इसके व्युत्क्रमानुपाती है प्रतिरोध: मैं = वी / आर

इससे यह निष्कर्ष निकलता है कि बिजली के संचालन के लिए सामान्य तरीके से क्रिया क्षमता दूर तक नहीं फैल सकती है। विद्युत प्रवाहकीय माध्यम से घिरे अक्षतंतु की बहुत पतली झिल्ली में बहुत अधिक समाई होती है, जो विद्युत संकेत के प्रसार को रोकती है। सीधे शब्दों में कहें तो: एक पतली साइटोप्लाज्मिक प्रक्रिया एक बहुत ही खराब कंडक्टर है। लेकिन, इसके बावजूद, एक्शन पोटेंशिअल अक्षतंतु के साथ उच्च गति से फैलते हैं, 100 मीटर / सेकंड तक पहुँचते हैं। यह कैसे होता है?

जब झिल्ली के उत्तेजित क्षेत्र में सोडियम पारगम्यता बढ़ जाती है और एक ऐक्शन पोटेंशिअल उत्पन्न होता है, तो अनिष्ट क्षेत्र में धनात्मक आवेशों का इलेक्ट्रोटोनिक प्रसार शुरू होता है - यह प्रक्रिया एक गोलाकार धारा है (चित्र। 4.7)। ऐसा करंट अभी तक उत्साहित पड़ोसी क्षेत्र को विध्रुवित नहीं करता है, और जब यह विध्रुवण दहलीज पर पहुंच जाता है, तो एक क्रिया क्षमता उत्पन्न होती है। अब यह क्षेत्र झिल्ली के अगले क्षेत्र पर अभिनय करने वाले सर्कुलर करंट का स्रोत बन जाता है, अब इस क्षेत्र में एक एक्शन पोटेंशिअल उत्पन्न होगा, जिसके सभी पैरामीटर इस प्रकार के न्यूरॉन के लिए मानक होंगे।

ऐक्शन पोटेंशिअल के निर्माण के दौरान सोडियम पारगम्यता में वृद्धि के बाद, सेल से पोटेशियम करंट बढ़ता है। पोटेशियम के साथ, सकारात्मक चार्ज सेल छोड़ देते हैं और झिल्ली क्षमता का पिछला मूल्य बहाल हो जाता है। अक्षतंतु की किसी भी लंबाई के लिए, क्रिया क्षमता का आयाम हर जगह समान होता है, क्योंकि अक्षतंतु के प्रत्येक अलग खंड में वे वास्तव में नए सिरे से बनते हैं। एक शारीरिक अर्थ में, यह महत्वपूर्ण है क्योंकि संकेत की स्थिरता का अर्थ है बिना विरूपण के अक्षतंतु के साथ सूचना का संचरण।

माइलिनेटेड अक्षतंतु में, वृत्ताकार धारा आसन्न अवरोधन तक फैलती है, जहां ऐक्शन पोटेंशिअल उत्पन्न होता है। रैनवियर के अवरोधन में सोडियम चैनलों का घनत्व एक पारंपरिक अमाइलिनेटेड झिल्ली की तुलना में बहुत अधिक है, और यहां आने वाली गोलाकार धारा इलेक्ट्रोटोनिक रूप से अवरोधन को थ्रेशोल्ड मान तक आसानी से विध्रुवित कर देती है। परिणामी एक्शन पोटेंशिअल अगले इंटरसेप्शन के लिए सर्कुलर करंट के स्रोत के रूप में कार्य करता है।

एक तंत्रिका या पेशी में उत्तेजना के संचालन को उनकी सतह पर दो अलग-अलग बिंदुओं पर लागू किए गए बाह्य कोशिकीय इलेक्ट्रोड का उपयोग करके रिकॉर्ड किया जा सकता है और रिकॉर्डिंग उपकरण से जोड़ा जा सकता है। जब ऐक्शन पोटेंशिअल फैलता है, तो झिल्ली बारी-बारी से विध्रुवित होती है, पहले उत्तेजना स्रोत के निकटतम इलेक्ट्रोड के नीचे, और फिर दूर के नीचे। दोनों ही मामलों में, इलेक्ट्रोड के बीच एक संभावित अंतर दर्ज किया जाता है, क्योंकि उनमें से एक विध्रुवित होगा, और इसलिए इलेक्ट्रोनगेटिव, झिल्ली के बाहर का क्षेत्र, और दूसरा - एक अक्षुण्ण इलेक्ट्रोपोसिटिव बिंदु में, जहां उत्तेजना अभी तक शुरू नहीं हुई है, या पहले ही समाप्त हो चुका है।

दो इलेक्ट्रोड का उपयोग करके झिल्ली से गुजरने वाली क्रिया क्षमता का पंजीकरण द्विध्रुवी कहलाता है। इस पद्धति के साथ, ऐक्शन पोटेंशिअल के दो चरण दर्ज किए जाते हैं: सकारात्मक और नकारात्मक। यदि इलेक्ट्रोड में से एक के तहत क्षेत्र को गैर-उत्तेजक बना दिया जाता है (इसके लिए आप कुछ संवेदनाहारी के साथ उस पर कार्य कर सकते हैं, उदाहरण के लिए, नोवोकेन), तो एक्शन पोटेंशिअल का केवल एक चरण रहेगा। इस लेड को एकध्रुवीय (या एकध्रुवीय) कहा जाता है।

कुछ ऑटोइम्यून और वायरल रोगों में, माइलिन म्यान नष्ट हो जाता है, जिससे कई तंत्रिका संबंधी विकार हो जाते हैं, कुछ कार्यों के पूर्ण नुकसान तक; इस मामले में, भावनात्मक गतिविधि और बुद्धि दोनों को बाधित किया जा सकता है। मल्टीपल स्केलेरोसिस एक डिमाइलेटिंग बीमारी का एक उदाहरण है।

सारांश

विद्युत संकेतों की उपस्थिति कोशिका झिल्ली के गुणों से जुड़ी होती है। डायाफ्राम पंप आयन एकाग्रता ढाल बनाते हैं। पोटेशियम के लिए आराम से खुले आयन चैनल इसे कोशिका छोड़ने की अनुमति देते हैं और इस प्रकार, पोटेशियम के लिए संतुलन क्षमता के करीब एक आराम झिल्ली क्षमता बनाते हैं। थ्रेशोल्ड मान में इसकी कमी के मामले में, सोडियम के खुले और स्व-पुनर्जीवित विध्रुवण के लिए वोल्टेज-निर्भर चैनल होते हैं, झिल्ली क्षमता का मूल्य सकारात्मक हो जाता है, इससे सोडियम चैनल बंद हो जाते हैं, जो अस्थायी रूप से निष्क्रिय होते हैं। पोटेशियम आयनों का आउटगोइंग करंट झिल्ली क्षमता के पिछले मान को पुनर्स्थापित करता है। एक ऐक्शन पोटेंशिअल के उद्भव से एक वृत्ताकार विद्युत धारा दिखाई देती है, जो झिल्ली के आसन्न भाग को एक दहलीज मान पर विध्रुवित करती है। इस संबंध में, ऐक्शन पोटेंशिअल आयाम को कम किए बिना अक्षतंतु के साथ फैलता है।

आत्म-नियंत्रण के लिए प्रश्न

46. कोशिका में किस आयन की सांद्रता बाह्य कोशिकीय द्रव की तुलना में बहुत अधिक है?

ए सोडियम; बी पोटेशियम; बी कैल्शियम; जी क्लोरीन; डी मैग्नीशियम।

47. कोशिका के शारीरिक विश्राम के दौरान कौन से आयन चैनल खुले होते हैं?

ए सभी उद्धरणों के लिए; बी आयनों के लिए; बी सोडियम के लिए; जी। पोटेशियम के लिए; बी कैल्शियम के लिए।

48. पोटेशियम आयनों के लिए विशाल स्क्विड अक्षतंतु की झिल्ली की संतुलन क्षमता का मूल्य क्या है?

ए +55 एमवी; बी + 25-30 एमवी; बी = 0; जी -60 एमवी; डी -75 एमवी।

49. सोडियम-पोटेशियम पंप को इलेक्ट्रोजेनिक क्यों माना जाता है?

ए। यह एटीपी की ऊर्जा की खपत करता है; बी। यह पोटेशियम एकाग्रता ढाल बनाता है; C. यह कोशिका से सोडियम को हटाता है; डी. एक चक्र में, यह सेल से एक सकारात्मक चार्ज हटा देता है; D. यह ग्लूकोज और अमीनो एसिड की सहानुभूति प्रदान करता है।

50. झिल्ली की आंतरिक और बाहरी सतहों के बीच विद्युत क्षेत्र द्वारा कौन से आयनों को कोशिका में प्रवेश करने से रोका जाता है?

ए पोटेशियम; बी सोडियम; बी क्लोरीन; जी कैल्शियम; डी सभी उद्धरण।

51. जब कोशिका शारीरिक विश्राम की स्थिति में होती है तो पोटेशियम आयन किस प्रकार के चैनलों के माध्यम से फैलते हैं?

ए संभावित निर्भर; बी रासायनिक रूप से निर्भर; बी संभावित और रासायनिक रूप से निर्भर; डी. यंत्रवत् संचालित; डी निष्क्रिय।

52. निम्नलिखित में से कौन दुर्दम्य अवस्था की विशेषता है?

ए वोल्टेज-गेटेड चैनलों की सक्रिय स्थिति; बी वोल्टेज-गेटेड चैनलों की निष्क्रिय स्थिति; बी वोल्टेज-गेटेड चैनलों की खुली स्थिति; डी। वोल्टेज-गेटेड चैनलों की बंद स्थिति; ई. वोल्टेज पर निर्भर चैनलों की क्षमता बढ़ाना।

53. निम्नलिखित में से कौन सा पदार्थ अवरोधक है आयन चैनलपोटेशियम के लिए?

ए टेट्राइथाइलमोनियम; बी टेट्रोडोटॉक्सिन; बी बत्राकोटॉक्सिन; जी. कुरारे; डी. ए-बंगारोटॉक्सिन।

54. यदि झिल्ली क्षमता -69 एमवी है, और महत्वपूर्ण विध्रुवण स्तर -56 एमवी है, तो सबसे छोटी विध्रुवण पारी क्या होनी चाहिए?

ए 6 एमवी; बी 9 एमवी; वी. 11 एमवी; जी. 13 एमवी; डी. 15 एमवी।

55. यदि एक न्यूरॉन की दुर्दम्य अवधि 3 ms तक रहती है, तो वह किस अधिकतम आवृत्ति के साथ उत्तेजित हो सकती है?

ए 555 हर्ट्ज; बी ४४४ हर्ट्ज; वी. ३३३ हर्ट्ज; जी 222 हर्ट्ज; डी 111 हर्ट्ज।

56. कोशिका झिल्ली के माध्यम से आयनों की किस गति के लिए, जो कोशिका के बाकी हिस्सों में होती है, ऊर्जा की आवश्यकता होती है?

ए सेल में कैल्शियम; बी सेल में सोडियम; बी पिंजरे में क्लोरीन; डी. सेल से पोटेशियम; D. कोशिका से कैल्शियम।

57. केवल विसरण द्वारा आयनों की कौन-सी गति होती है?

ए सेल से सोडियम; बी सेल से पोटेशियम; बी सेल से कैल्शियम; पिंजरे में जी पोटेशियम; D. कोशिका में ग्लूकोज।

58. उत्तेजना पर खुलने वाले सोडियम के लिए वोल्टेज पर निर्भर चैनल क्या बंद करने के लिए बनाता है?

ए. पुनरोद्धार प्रक्रिया; बी झिल्ली क्षमता के प्रारंभिक मूल्य की बहाली; बी झिल्ली क्षमता का सकारात्मक मूल्य स्थापित करना; डी. विध्रुवण के एक महत्वपूर्ण स्तर को प्राप्त करना; डी। हाइपरपोलराइजेशन का उद्भव।

59. -55 एमवी की वास्तविक झिल्ली क्षमता पर क्लोरीन के लिए झिल्ली पारगम्यता में वृद्धि के परिणाम क्या हैं?

ए झिल्ली क्षमता में कमी; बी हाइपरपोलराइजेशन; बी विध्रुवण; डी। झिल्ली क्षमता का मूल्य नहीं बदलेगा; ई. एक कार्य क्षमता उत्पन्न होगी।

60. प्रत्येक एक्शन पोटेंशिअल दो से बनता है, जो क्रमिक रूप से एक दूसरे के चरणों को प्रतिस्थापित करते हैं - ये हैं:

ए हाइपरपोलराइजेशन-विध्रुवण; बी। विध्रुवण-पुन: ध्रुवीकरण; बी हाइपरपोलराइजेशन-रिपोलराइजेशन; डी. पुन: ध्रुवीकरण - विध्रुवण; ई. पुनरोद्धार - झिल्ली क्षमता के प्रारंभिक मूल्य की बहाली।

नमस्कार! परिभाषा के अनुसार, सांद्रता प्रवणता निचली सांद्रता की ओर से उच्च सांद्रता की ओर निर्देशित होती है। इसलिए, प्रसार को हमेशा एकाग्रता ढाल के खिलाफ निर्देशित किया जाता है, अर्थात। अधिक सांद्रता वाली ओर से कम सांद्रता वाली भुजा की ओर।
हालाँकि, जब आप कोशिका की महत्वपूर्ण गतिविधि, प्रकाश संश्लेषण के बारे में साहित्य पढ़ते हैं, तो यह हमेशा कहता है कि "एकाग्रता प्रवणता के साथ" एकाग्रता घटने की दिशा में है, और "एकाग्रता प्रवणता के विरुद्ध" - बढ़ती एकाग्रता की दिशा में, और इस प्रकार, उदाहरण के लिए, कोशिकाओं में सरल प्रसार (या, दूसरे शब्दों में, साधारण प्रसार) एकाग्रता ढाल के साथ निर्देशित होता है।
लेकिन एक विरोधाभास पैदा होता है। यह पता चला है कि अभिव्यक्ति "एकाग्रता ढाल के साथ" वास्तव में एकाग्रता ढाल की दिशा के विपरीत एक आंदोलन है। यह कैसे हो सकता है?

यह लगातार और व्यापक त्रुटि भौतिकी और जीव विज्ञान में एकाग्रता ढाल वेक्टर की दिशा की समझ में अंतर से जुड़ी है। जीवविज्ञानी उच्च से निम्न मानों की ओर सांद्रता प्रवणता वेक्टर की दिशा के बारे में बात करना पसंद करते हैं, और भौतिक विज्ञानी निम्न से उच्च मूल्यों की ओर।